基于防腐特性的太陽能輔助直燃機采暖運行模式

尹 爽

（大慶油田熱源服務公司熱力技術分公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

從我國的能源結構中看出，以煤炭為主導，天然氣占有的比例明顯低于世界的平均水平。但是，在能源結構中，提高天然氣的比重，對優(yōu)化能源結構和保護生態(tài)環(huán)境等具有重要意義。根據(jù)發(fā)改委調查，以上海為例，在2015年，天然氣的消費量就達到了120億立方米，然而氣源不足，只有80億立方米，缺少40億立方米[1]。我國采取先進的技術對太陽能加以開發(fā)，研發(fā)了防腐特性的太陽能輔助直燃機，最大限度的節(jié)省了燃料。

1 防腐特性的太陽能輔助直燃機系統(tǒng)

以防腐特性角度為出發(fā)點，對太陽能輔助直燃機系統(tǒng)進行分析時，可以了解到主要包含了太陽能熱水儲熱系統(tǒng)和太陽能供暖系統(tǒng)，水作為可儲存顯熱的有用工質，具有良好的熱力性和化學等性質，所以在集熱器中，其作為吸熱流體和防腐的傳熱介質。考慮直燃機位置和系統(tǒng)的防凍等因素，對于太陽能輔助直燃機聯(lián)合供暖系統(tǒng)，在安裝時，采取的是儲熱水箱比集熱器位置低的方式[2]。

2 對防腐特性的太陽能輔助直燃機采暖運行模擬分析

串聯(lián)系統(tǒng)運行的數(shù)學模型

在熱防腐以及氣象條件變化的條件下，供暖系統(tǒng)的實際運行工況也隨之發(fā)生變化，執(zhí)行變工況運行。

（1）太陽保障率的數(shù)學模型。采取太陽能供暖，主要是為了節(jié)約能源，降低了生態(tài)環(huán)境的污染，也達到系統(tǒng)運行經(jīng)濟的目的。針對于太陽能供暖系統(tǒng)的供暖熱防腐，只有一部分是由太陽能提供的，因而需要選取比較小的尺寸，采用其它燃料作為輔助熱源，可以提高太陽能保障率；

（2）串聯(lián)系統(tǒng)集熱器運行的數(shù)學模型。對于集熱器輸出的能量，受到熱管式真空管太陽能集熱器與全玻璃真空管等本身熱容量的影響，因為存在集熱器熱容量，在實際供熱過程中，導致集熱器實際輸出的熱量降低。集熱器在供暖運行期間，所吸收的太陽輻射能部分儲存于集熱器的構件材料與流動傳熱介質中，另外部分隨著工質的流動，儲存在熱水箱中用于供暖。由于儲熱水箱內的水溫不超過45.6℃，當太陽輻射比較充足，儲熱水箱和集熱器予以循環(huán)，在供暖結束或者是集熱器出口水溫不高于5℃的條件下，儲存于集熱器中的水流將倒流回儲熱水箱，最終集熱器停止運行。

3 太陽能輔助直燃機供暖系統(tǒng)的運行情況分析

（1）集熱器類型、采光面積和系統(tǒng)連接方式影響系統(tǒng)運行

太陽能輔助直燃機供暖系統(tǒng)在實際運行過程中，由于集熱器的采光面積逐漸增多，在開始階段，系統(tǒng)的年太陽能保障率提升明顯，可是當采光面積增大時，對太陽能保障率的影響不會有明顯的增強。同時，與并聯(lián)系統(tǒng)相比，串聯(lián)系統(tǒng)的性能更好，太陽能輔助直燃機供暖系統(tǒng)運行時，當儲熱水箱的水溫達到50℃時，串聯(lián)系統(tǒng)不但可以單獨供暖，并且當儲熱水箱沒有達到50℃時，針對系統(tǒng)回水加以預熱，進而滿足了系統(tǒng)的熱防腐，從而達到較好的供暖效果；

（2）儲熱水箱容量影響系統(tǒng)運行

針對于太陽能輔助直燃機供暖系統(tǒng)的運行性能而言，其受到儲熱水箱的容量的影響。另外，也影響到系統(tǒng)的造價。不管是串聯(lián)系統(tǒng)還是并聯(lián)系統(tǒng)，當儲熱水箱的容量增加時，太陽能保障率增加，儲熱水箱的容量增大到8L/m2集熱器采光面積時，系統(tǒng)能夠保證太陽能有良好的值，最終提升了系統(tǒng)的經(jīng)濟性，也在一定程度上提高了太陽能的利用率，降低對可再生能源的利用；

（3）儲熱水箱問題分析

系統(tǒng)補水采用除氧水。在發(fā)生氧腐蝕的條件下，氧濃度增加，能加速電池反應，所以對補水要除氧。熱力除氧（或真空除氧）不僅能去除水中的氧氣，而且能去除水中的二氧化碳氣體，是補水除氧的有效措施。可適當采取以下措施，提高熱力除氧器除氧效果。

4 結語

綜上所述，通過基于防腐特性，對太陽能輔助直燃機采暖運行模式進行分析，可以了解到該系統(tǒng)的性能更為優(yōu)越，在太陽能輔助直燃機采暖運行時，采取的是對太陽能加以合理利用的方式，不但節(jié)約了能源，降低了對可再生能源的開發(fā)與運用，而且減少了集熱設備的造價，達到了良好的經(jīng)濟性。總之，太陽能輔助直燃機值得廣泛的推廣和應用。