采用太阳能加热输送原油的太阳热水系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com能源技术与管理2006年第l期采用太阳能加热输送原油的太阳热水系统朱明，王学生，戚学贵，徐宏(华东理工大学化工机械研究所，上海200237)[摘要]为了减少原油输送所需的加热能耗，可以采用太阳能来加热输送原油。太阳能加热原油的热水系统不同于常用的太阳热水系统。通过对3种常用的太阳集热器间接加热输送原油的性能分析与对比．发现热管式集热器的热效率高、抗冻能力强、保温好、启动快、技术综合经济性好。[关键词]太阳热水系统；原油加热；太阳能集热器；集热效率[中图分类号]TK519[文献标识码]A[文章编号]1672943(2O06)010683加热原油的

2、太阳热水系统与常用太阳热水系统的0引言不同之处，分析比较了几种常用太阳能集热器的我国的原油含腊量高、常温下粘度大，在输送特点及性能。对太阳能加热输送原油系统中集热过程中特别是冬季必须进行加热与保温，以保持器的选择进行了初步探讨。其良好流动性。用太阳能替代部分常规能源来加1太阳能加热输送系统与工作原理⋯热输送原油可以减少大量的能源消耗。现针对一种太阳能间接加热原油输送系统⋯，指出了用于太阳能加热原油输送系统流程如图1所示。1一l1．自动控制阀门；12．换热器；13，加热器；14、15．循环泵；16~18，温度、压力测控计图1太阳能加热原油输送系统流程图整个系统又可分为太阳热水系统和原油加热系统

3、热水，通过换热器由原油加热系统加热原油。在正两个子系统。太阳热水系统由集热器阵列、大、小常太阳能辐射条件下，小蓄热水箱的高温热水被蓄热水箱、两个循环泵(14—15)、自动控制阀门送到换热器12中与原油换热，放热降温后进入集(3一l1)等通过管道连接而成，原油加热系统由换热器阵列中吸热，然后进入小蓄热水箱完成一次热器(12)、加热炉、自动控制阀门(12)等组成。循环，经过热水加热的原油进入水套炉中．再由加整个系统又由一定的控制设备进行控制。系统工热器13根据原油温度进一步加热到要求温度。当作时。由太阳热水系统产生符合预定温度要求的小蓄热水箱的温度较高有多余的热量．其中的热水便进入大蓄热水箱放出

4、部分热量，使多余热量基金项目：教育部科学技术研究重点资助项目(105072)。维普资讯http://www.cqvip.com2006年第1期朱明等采用太阳能加热输送原油的太阳热水系统69储存在大蓄热水箱中；当太阳能辐射消失或不足，系统在夜间一般会停止工作，故要求第二天能快集热器不能为热水提供热量时。由大蓄热水箱向速启动，这样必能更有效地节约能源。小蓄热水箱补充热量。如果换热器出口端处的水此外．所选用的集热器还必须具有运行可靠、温接近进口端处的水温，表明热水不能为原油提寿命长、安全经济等特点。供热量。原油就直接进入加热炉加热。4三种常用集热器的结构及性能比较2太阳热水系统的特点常用于太阳热水

5、系统的集热器有平板型集热太阳能加热输送原油系统中的太阳热水系统器、全玻璃真空管集热器、热管式真空管集热器。与常用的太阳热水系统相比，有其自身的特点。平板型太阳集热板主要由吸热板、透明盖板、隔热目前．比较常用的太阳热水系统主要有自然层、外壳等部分组成，其结构如图2所示。循环系统、强制(追)循环系统和直流式循环系统太阳辐射三种[。自然循环式靠冷热水的重力差循环，适合于北方三季和南方全年使用的平板型工程系统。强制循环系统依靠循环泵的动力循环，适合于四季使用的热管真空管集热器、平板集热器。直流式是在自然循环和强制循环的基础上发展的，它要依靠自来水的压力将达到预定温度的热水顶出集1．吸热板；2．透明盖

6、板；3．隔热层；4．外壳热器，适合用于自来水压力比较高的大型系统。圈2典型平板太阳集热器结构示意圈本系统中的太阳热水系统依靠循环泵的动力全玻璃真空管集热器的集热管主要由内、外循环，为强制循环系统。但它又不同于常用的强制玻璃管、弹簧支架等部分组成，如图3所示。循环系统。它主要特点为：产生的热水被即时地连续不断地使用；热水经过集热器一次就达到预定的温度；使用过后的热水需返回到集热器；在结构上．本系统的太阳热水系统可以在常用太阳热水系统的集热器和水箱的循环中增加一个换热器，构成水在集热器、换热器和水箱三者之间的循环。1．内玻璃管；2．外玻璃管：3．选择性吸收涂层；4．真空；此外，本系统的太阳热水系

7、统增加了一个大蓄热5．弹簧支架：6．消气剂水箱。从而相应地增加了蓄热的功能。圈3全玻璃真空囊热蕾热管式真空管主要由热管、吸热板、玻璃管等3太阳能加热输送原油系统对集热器的部分组成。结构如图4所示。要求(1)热效率高。原油被输往下一计量站前，温度需由25℃30℃加热至50℃～55℃，故集热器内水的出口温度应达到70℃一80℃，并且由于是连续使用热水加热原油．水在经过集热器时必须能一次性达到这个温度，这要求集热器