基于防腐特性的太阳能辅助直燃机采暖运行模式

尹 爽

（大庆油田热源服务公司热力技术分公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

从我国的能源结构中看出，以煤炭为主导，天然气占有的比例明显低于世界的平均水平。但是，在能源结构中，提高天然气的比重，对优化能源结构和保护生态环境等具有重要意义。根据发改委调查，以上海为例，在2015年，天然气的消费量就达到了120亿立方米，然而气源不足，只有80亿立方米，缺少40亿立方米[1]。我国采取先进的技术对太阳能加以开发，研发了防腐特性的太阳能辅助直燃机，最大限度的节省了燃料。

1 防腐特性的太阳能辅助直燃机系统

以防腐特性角度为出发点，对太阳能辅助直燃机系统进行分析时，可以了解到主要包含了太阳能热水储热系统和太阳能供暖系统，水作为可储存显热的有用工质，具有良好的热力性和化学等性质，所以在集热器中，其作为吸热流体和防腐的传热介质。考虑直燃机位置和系统的防冻等因素，对于太阳能辅助直燃机联合供暖系统，在安装时，采取的是储热水箱比集热器位置低的方式[2]。

2 对防腐特性的太阳能辅助直燃机采暖运行模拟分析

串联系统运行的数学模型

在热防腐以及气象条件变化的条件下，供暖系统的实际运行工况也随之发生变化，执行变工况运行。

（1）太阳保障率的数学模型。采取太阳能供暖，主要是为了节约能源，降低了生态环境的污染，也达到系统运行经济的目的。针对于太阳能供暖系统的供暖热防腐，只有一部分是由太阳能提供的，因而需要选取比较小的尺寸，采用其它燃料作为辅助热源，可以提高太阳能保障率；

（2）串联系统集热器运行的数学模型。对于集热器输出的能量，受到热管式真空管太阳能集热器与全玻璃真空管等本身热容量的影响，因为存在集热器热容量，在实际供热过程中，导致集热器实际输出的热量降低。集热器在供暖运行期间，所吸收的太阳辐射能部分储存于集热器的构件材料与流动传热介质中，另外部分随着工质的流动，储存在热水箱中用于供暖。由于储热水箱内的水温不超过45.6℃，当太阳辐射比较充足，储热水箱和集热器予以循环，在供暖结束或者是集热器出口水温不高于5℃的条件下，储存于集热器中的水流将倒流回储热水箱，最终集热器停止运行。

3 太阳能辅助直燃机供暖系统的运行情况分析

（1）集热器类型、采光面积和系统连接方式影响系统运行

太阳能辅助直燃机供暖系统在实际运行过程中，由于集热器的采光面积逐渐增多，在开始阶段，系统的年太阳能保障率提升明显，可是当采光面积增大时，对太阳能保障率的影响不会有明显的增强。同时，与并联系统相比，串联系统的性能更好，太阳能辅助直燃机供暖系统运行时，当储热水箱的水温达到50℃时，串联系统不但可以单独供暖，并且当储热水箱没有达到50℃时，针对系统回水加以预热，进而满足了系统的热防腐，从而达到较好的供暖效果；

（2）储热水箱容量影响系统运行

针对于太阳能辅助直燃机供暖系统的运行性能而言，其受到储热水箱的容量的影响。另外，也影响到系统的造价。不管是串联系统还是并联系统，当储热水箱的容量增加时，太阳能保障率增加，储热水箱的容量增大到8L/m2集热器采光面积时，系统能够保证太阳能有良好的值，最终提升了系统的经济性，也在一定程度上提高了太阳能的利用率，降低对可再生能源的利用；

（3）储热水箱问题分析

系统补水采用除氧水。在发生氧腐蚀的条件下，氧浓度增加，能加速电池反应，所以对补水要除氧。热力除氧（或真空除氧）不仅能去除水中的氧气，而且能去除水中的二氧化碳气体，是补水除氧的有效措施。可适当采取以下措施，提高热力除氧器除氧效果。

4 结语

综上所述，通过基于防腐特性，对太阳能辅助直燃机采暖运行模式进行分析，可以了解到该系统的性能更为优越，在太阳能辅助直燃机采暖运行时，采取的是对太阳能加以合理利用的方式，不但节约了能源，降低了对可再生能源的开发与运用，而且减少了集热设备的造价，达到了良好的经济性。总之，太阳能辅助直燃机值得广泛的推广和应用。