尹洪运
中国能源建设集团科技发展有限公司 新疆哈密市 839303
摘要：随着化石能源的不断枯竭，以及生态环境的逐渐恶化、我国大力发展了可再生资源，尤其是利用太阳能资源，随着新能源的开发，利用，新的安全管理问题不断出现，本文通过熔盐塔式发电技术的生产系统集热场区域的安全运行分析，利用现有的安全技术，提出了利用红外测温技术增强光热电站的安全运行的建议，并在光热电站集热场区域推广应用。
关键词：光热电站；本质安全；红外测温
0 引言
太阳能光热电站投资规模巨大，在电网中的重要性比常规风电、光伏电站要高，如果集热区域发生熔盐泄漏，造成的大规模的火灾，直接的损失和间接的损失都很大，在新能源发电站比较大的电网有可能会影响电网安全，为了确保光热电站的安全稳定运行，防止减少事故的发生，保障运维人员的安全，优化光热电站的安全监督技术是十分必要的。
集热场是将太阳能聚集并转换为热能的区域，塔式太阳能光热电站聚光系统主要由数以万计太阳追踪系统的镜面(定日镜)和一座吸热塔构成。对塔式太阳能光热发电站的集热区域、储换热区域所在的环境的重要性及发生运行事故造成的损失等情况进行综合分析，应用红外测温技术监测分析集热、换热区域的设备运行的状况，有助于构建光热电站的本质安全运行。
1 光热电站发电工艺概述
光热电站根据太阳能光热发电原理采用“光－热－电”的发电方式，成千上万的定日镜把太阳光反射到位于太阳塔顶的吸热器表面，形成800℃以上的高温。通过传热介质产生500℃以上的蒸汽，推动蒸汽轮机发电。发电系统由聚光集热系统、储热和换热系统、发电单元热力系统、水处理系统、发配电系统、辅助系统等组成。主要工艺流程图如下：
2 光热电站运行中安全管理薄弱环节
2.1 电站换热材料
电站采用硝酸钠(NaNO3)、硝酸钾(KNO3)或其他盐类的混合体作为熔融盐传、储换热介质,其组成成分经高温加热加热成液态后，其成分都会发生变化,形成一种新型混合共晶熔融盐物质，目前国内部分专业人士和熔融盐厂家认为熔融盐的熔融盐其物理和化学性质是稳定的,其熔点低，传热效率高、传热稳定；不燃烧，无爆炸危险;但高温熔融盐大量溢出后，会产生辐射热，释放大量的热量，可能会引燃本体及周边内的可燃、易燃物，且考虑到单体熔融盐的火灾危险性，对于冷却后的熔融盐处置也存在较大的火灾危险性。
2.2 集热场与吸热塔
集热场是将太阳能聚集并转为热能的系统，定日镜场主要由多台定日镜组成，定日镜是以机械驱动方式使太阳辐射恒定的朝一个方向汇集的反射器。定日镜属于露天支架(混凝土结构)构筑物，根据工艺性质，可能发生火灾的主要部位在于定日镜驱动的配电柜，由于定日镜场的电缆全部地埋，不存在火灾的危险性,其火灾的危险性很小。
吸热塔是塔式太阳能光热发电系统最关键的部件,他将定日镜场聚集的太阳直接辐射用来加热布置在吸热器内壁上吸热管内的传热介质。
使之产生高品位能量的流体，以此来吸收和转换定日镜聚集过来的太阳能直接辐射能。吸热塔正常运行时，工作人员因环境温度高及熔盐在塔顶流动存现的不稳定性，工作人员不能去塔顶对吸热器进行巡检。由于聚集过来的太阳直接辐射在时间和空间分布的不均匀性,有可能使吸热器表面局部聚光温度达到1000度以上，从而导致吸热器局部熔盐管道破裂爆管或融化，熔盐泄漏，运行不能及时发现，无法及时收盐，造成事故扩大化，高温熔盐从高处流下,会引起配电装置及其他设备设施的燃烧,引起严重的事故,危及电站的安全运行。
3 利用红外测温技术提升光热电站运行安全薄弱环节的管理措施
根据现有的消防设计规范，光热电厂利用现有的消防设计规范对集热场消防进行设计，用感温火灾探测器探测火灾，功能单一。
红外检测技术是一种在线监测式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。应用红外诊技术的测试设备比较多，如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像，使测试效果直观，灵敏度高，能检测出设备细微的热状态变化，准确反映设备内部、外部的发热情况，可靠性高，对发现设备隐患非常有效。
现有热像仪可以安装在空间有限的工业场合，热像仪可以在高达70℃的环境下工作而无需冷却，可以持续测量现场的设备设施。在吸热塔熔盐熔盐发生泄漏造成严重损失的地方，装设红外热成像器件视频设备，主控室获取监控现场视频信息。实现远程监控对熔盐塔内的作业环境及消防设施进行实施状态监测，对发生熔盐泄漏引发的火灾及早发现；当人员进行入吸热塔对运行设备进行巡检时，作业环境发生火灾及时提醒作业人员。
在吸热塔外围西周装设热像仪，主控室获取监控现场视频信息，从外围对吸热塔的吸热运行情况进行时时监视，对发生受热不均匀，及时调整镜场的镜面的角度，使吸热器表面受热均匀。
4 结束语
综上所述，集热场吸热塔是光热电站的重要结构，光热电站如空压机房设置在熔盐塔底部，一旦发生火灾，造成空压机停止运行，无法提供压缩空气，造成全站的设备停运行。光热电站熔盐塔内设置有电气设备设置及其他的设备设施。发生火灾，不能及时扑灭，当火灾荷载密度大时，火势猛烈，升温快、持续时间长，随着建筑材料和构件的燃烧和破坏，整个建筑结构、抗风设计、抗震设计也必然受到一定的影响，对熔盐塔的安全运行，带来很大的影响。对塔式光热电站的熔盐塔上的设备设施进行多维度监控，实时监控熔盐设备设施及消防设备设施运行状态，实现火灾险情的早发现、早报警、早处理，多途径提升熔盐塔的消防安全管理能力。
参考文献
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