1.3　太陽能電站聚熱裝置液壓系統(tǒng)

1.3.1　主機(jī)功能結(jié)構(gòu)

槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)是目前最為成熟的利用太陽能熱發(fā)電的技術(shù)，自動跟蹤裝置要求槽式聚光器時刻對準(zhǔn)太陽，以保證從源頭上最大限度地吸收太陽能。槽式電站單軸跟蹤屬于槽式太陽能熱發(fā)電的一種，聚熱裝置的轉(zhuǎn)軸成南北方向布置，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動聚熱裝置東西方向跟蹤太陽的位置。驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，集熱裝置與聚熱器支架一起固定在驅(qū)動裝置支架1上，保證在集熱鏡面隨著太陽位置運動的過程中與地面保持一定的距離，使裝置的整個運動過程不會與地面發(fā)生干涉。液壓缸作為驅(qū)動元件帶動聚熱器支架圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)太陽位置的跟蹤。在工作過程中，液壓缸3處于工作狀態(tài)時，液壓缸2隨著驅(qū)動機(jī)構(gòu)一起運動。當(dāng)處于工作狀態(tài)的液壓缸工作到極限位置時，進(jìn)行兩個液壓缸之間的工作狀態(tài)切換，液壓缸2處于工作狀態(tài)，液壓缸3作為從動部件隨機(jī)構(gòu)一起運動。這樣通過兩個液壓缸協(xié)調(diào)工作使聚熱裝置連續(xù)轉(zhuǎn)動，始終跟蹤太陽位置完成整個跟蹤過程。

1.3.2　液壓系統(tǒng)原理

圖1-7所示為聚熱裝置液壓系統(tǒng)原理。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩個液壓缸23和24組成，一個液壓缸單獨的伸出和收回，另一個液壓缸作為從動缸相應(yīng)的收回和伸出。

系統(tǒng)油源為定量液壓泵5，其出口安裝有單向閥7，以防系統(tǒng)檢修或停止工作時油液倒灌。壓力回路過濾器設(shè)有差壓發(fā)信裝置8，當(dāng)濾芯污染堵塞到進(jìn)出油口壓差為預(yù)設(shè)值時，即發(fā)出開關(guān)信號，此時應(yīng)立即更換濾芯。如不能馬上停機(jī)或及時更換濾芯，設(shè)在過濾器蓋內(nèi)的旁通閥會自動開啟，以達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)的目的。油箱中裝有液位控制繼電器，當(dāng)液壓油液位處于最低極限位置時，會發(fā)送開關(guān)信號給控制器，由控制器給出相應(yīng)的警告信息。同時油箱中裝有溫度傳感器1，可以實時的監(jiān)控系統(tǒng)油液溫度，保證系統(tǒng)工作的可靠性。

系統(tǒng)采用電液伺服閥12配合二位二通電磁換向閥13～16、19～22構(gòu)成雙缸位置控制系統(tǒng)。因為聚熱器隨著太陽位置轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動速度相對較低，故在系統(tǒng)中加入蓄能器11，液壓泵5可間歇工作。當(dāng)蓄能器的出口壓力低于正常工作值時，再啟動液壓泵對系統(tǒng)供油，同時向蓄能器充液補(bǔ)油；當(dāng)蓄能器壓力達(dá)到上限值時，液壓泵停止工作，由蓄能器來提供系統(tǒng)工作所需的液壓油。

由于液壓缸對稱地布置在裝置兩側(cè)，當(dāng)裝置勻速轉(zhuǎn)動的時候，液壓缸的速度將隨著位置的不同而不同，故在液壓泵的出口設(shè)置一個電液比例溢流閥。能在不同階段給定比例溢流閥不同的開度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力。

圖1-7中電磁閥13～16布置在液壓缸23的回路中，電磁閥19～22布置在液壓缸24的回路中。當(dāng)液壓缸23處于工作狀態(tài)時，電磁鐵1YA、2YA通電，7YA、8YA斷電，由伺服閥12與液壓缸23構(gòu)成閥控缸系統(tǒng)驅(qū)動聚熱裝置。同時，液壓缸2所在回路中的電磁鐵3YA、4YA斷電，9YA、10YA通電，把液壓缸24的兩腔與油箱接通，液壓缸24在隨動過程中從油箱補(bǔ)油。液壓缸進(jìn)行狀態(tài)切換后，情況與上邊的分析相反。通過不同的通/斷電組合實現(xiàn)一個液壓缸伸出或縮回，另外一個液壓缸跟隨從動。從而實現(xiàn)集熱裝置在兩個液壓缸的作用下連續(xù)實時地跟蹤太陽。

1.3.3　液壓系統(tǒng)特點

①伺服閥構(gòu)成的閥控液壓系統(tǒng)能夠滿足聚熱裝置所需的跟蹤精度。通過設(shè)置比例溢流閥和蓄能器，可動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)壓力，保證系統(tǒng)正常工作，也可以使液壓泵間歇工作，減少不必要的能量損失，達(dá)到節(jié)能目的。

②通過多個二位二通電磁閥不同的開關(guān)組合，兩個液壓缸可共用一個電液伺服閥，從一定程度上簡化了液壓系統(tǒng)油路結(jié)構(gòu)。

③在液壓缸伸出過程中，通過開啟不同的二位二通電磁閥，對液壓缸進(jìn)行補(bǔ)油，減少了補(bǔ)油回路，方便液壓站的設(shè)計及系統(tǒng)維護(hù)。