一、系統(tǒng)概述
太陽能光熱蒸汽系統(tǒng)原理如圖所示。太陽光經過槽式反射鏡（由跟蹤器跟蹤太陽光）匯聚到集熱管上，加熱集熱管內的導熱油，導熱油將熱能傳遞給儲熱池中的儲熱模塊，需要產生蒸汽或熱水時，由導熱油將儲熱模塊中的熱能傳遞到蒸汽發(fā)生器或熱交換器，產生蒸汽供給熱能使用設備使用。系統(tǒng)的綜合效率77%左右，按每平米800瓦（實際最高1000瓦）的直射太陽光能量計算，每平米集熱器功率為615瓦。日照時間6小時，產生1噸蒸汽需要220平米。此教學系統(tǒng)設計開口3m，長6米，共18㎡。一天約產生0.1噸蒸汽或800kg85℃熱水。

太陽能蒸汽系統(tǒng)的主要技術構成如表1所示：
表1

	太陽能蒸汽
能源采集	槽式聚光集熱器
能源轉化	光熱轉換
能源儲存	儲熱池
能源傳輸利用	熱力管道、蒸汽發(fā)生器
能源傳遞介質	導熱油
控制	控制器

圖2
圖2所示的槽式聚光集熱器由反射鏡、集熱管和太陽跟蹤系統(tǒng)組成。太陽能（中高溫）集熱管由不銹鋼內管和高硼玻璃外管通過可乏合金封接，內管和外管之間為真空，以達到透光和隔熱的目的。太陽能跟蹤器是用光電或時間控制的自動機械裝置，其主要由鋼鐵材料制成。
太陽能儲熱池（圖5）是將儲熱模塊置于保溫池內，通過儲熱模塊進行儲熱的。儲熱模塊（選配）是由天然石墨添加結合劑構成，并按照特定的傳熱原理加工成型的，導熱油通過儲熱模塊表面的金屬保護層將熱能傳遞給儲熱模塊。儲熱模塊的儲熱能力為每立方米儲熱724兆焦（200KWH），相當于24平米太陽能集熱器一天6小時的集熱量（儲熱溫差240°C）。
蒸汽發(fā)生器是一種標準的熱工設備。
二、系統(tǒng)參數(shù)設計

結構設計如下圖
² 集熱槽開口尺寸：3*6m
² 聚光鏡玻璃厚度為5mm鏡背保護漆為三層氟碳漆，保證15年耐候性的需要
² 直通式真空管：外徑為100mm，內徑為42mm
² 鏡場支架金屬主梁設計采用單跨式桁架結構
² 側翼鏡片支架均采用方管焊接結構
² 導熱油容積：0.5m³
二、集熱器控制（參照圖3）：
1、配置照度計用于控制槽式太陽能集熱器的跟蹤的啟動與否，配置流量計不得顯示流量中斷，否則系統(tǒng)提示需要補充導熱油，或者檢查故障，系統(tǒng)停止工作；
2、配置限位開關1和限位開關2，用于限制槽式聚光器的轉角范圍，傾角傳感器用于與跟蹤程序配合控制跟蹤驅動電機使槽式聚光器實時跟蹤太陽；
3、配置溫度計-1（T1）、溫度計-3（T3)組合控制集熱循環(huán)泵的轉速，；
4、配置西門子PLC控制系統(tǒng)實時監(jiān)控控制聚光器是否對準太陽。當監(jiān)控到系統(tǒng)對準太陽時（+/-1度），如果集熱循環(huán)泵沒有工作，需要強制偏轉集熱器，防止集熱管內過熱。
5、配置零間隙蝸輪蝸桿跟蹤驅動機構
6、配置無刷控制伺服減速機構
三、蒸汽發(fā)生器（或選配熱交換器）：
1、產生蒸汽的必要條件：T3>110°C 以及液位計的水位在指定位置以上。水位低于要求時，補水閥門開啟，水位達到要求后，補水閥門關閉。
2、滿足第1條的情況下，啟動蒸汽產生，此時蒸汽換熱閥門開啟，蒸汽換熱循環(huán)泵啟動，當壓力計的壓力顯示達到0.3Mpa或者溫度計-2顯示達到144°C時，蒸汽換熱循環(huán)泵停止，蒸汽換熱閥門關閉。蒸汽閥門由用戶控制開啟或關閉。

圖3
控制系統(tǒng)介紹
1 面板

2 電控箱

3 控制點位表
1) 數(shù)字來輸入DI

Name	Path	Data Type	Logical Address
北限位	DI	Bool	%I3.2
南限位	DI	Bool	%I3.3
急停	DI	Bool	%I1.0
F_集熱油閥開位	DI	Bool	%I2.0
F_集熱油閥關位	DI	Bool	%I2.1
F_蒸汽油閥開位	DI	Bool	%I2.2
F_蒸汽油閥關位	DI	Bool	%I2.3
F_出蒸汽閥開位	DI	Bool	%I2.4
F_出蒸汽閥關位	DI	Bool	%I2.5
F_加熱油閥A開位	DI	Bool	%I2.6
F_加熱油閥A關位	DI	Bool	%I2.7
F_加熱油閥B開位	DI	Bool	%I3.0
F_加熱油閥B關位	DI	Bool	%I3.4
CYC自動	DI	Bool	%I0.5
CYC暫停	DI	Bool	%I0.7
CYC啟動	DI	Bool	%I0.6
Track自動	DI	Bool	%I1.1
Track啟動	DI	Bool	%I1.2
Track暫停	DI	Bool	%I1.3
MA打開	DI	Bool	%I1.4
MA關閉	DI	Bool	%I1.5
LL	DI	Bool	%I0.0
L	DI	Bool	%I0.1
H	DI	Bool	%I0.2
HH	DI	Bool	%I0.3
upsON	DI	Bool	%I3.7

2) 數(shù)字量輸出DQ

Name	Path	Data Type	Logical Address
電機1正轉	DQ	Bool	%Q3.0
電機1反轉	DQ	Bool	%Q3.1
Y_集熱油閥開	DQ	Bool	%Q2.0
Y_集熱油閥關	DQ	Bool	%Q2.1
Y_蒸汽油閥開	DQ	Bool	%Q2.2
Y_蒸汽油閥關	DQ	Bool	%Q2.3
Y_加熱油閥開	DQ	Bool	%Q2.6
Y_加熱油閥關	DQ	Bool	%Q2.7
Y_出蒸汽閥開	DQ	Bool	%Q2.4
Y_出蒸汽閥關	DQ	Bool	%Q2.5
電機2正轉	DQ	Bool	%Q3.2
電機2反轉	DQ	Bool	%Q3.3
電機3正轉	DQ	Bool	%Q3.4
電機3反轉	DQ	Bool	%Q3.5
電機4反轉	DQ	Bool	%Q3.6
進水閥	DQ	Bool	%Q3.7
H_Track自動燈	DQ	Bool	%Q0.5
H_CYC自動燈	DQ	Bool	%Q0.6
H_故障燈	DQ	Bool	%Q0.7
H_蜂鳴燈	DQ	Bool	%Q1.0
H_低液位燈	DQ	Bool	%Q1.1

3) 模擬量輸入AI

Name	Path	Data Type	Logical Address
傾角AI0	AI	Word	%IW112
T_集熱回油溫AI3	AI	Word	%IW118
T_箱體油溫AI2	AI	Word	%IW116
T_蒸汽回油溫AI4	AI	Word	%IW120
照度AI8	AI	Word	%IW128
T_蒸汽溫度AI5	AI	Word	%IW122
P_蒸汽壓力AI6	AI	Word	%IW124
液位AI7	AI	Word	%IW126

4 控制界面

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SG-TRM-02太陽能槽式聚光集熱系統(tǒng)