太陽(yáng)能輔助燃煤機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)性能研究及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià).pdf

1、太陽(yáng)能作為可再生能源技術(shù)的首要發(fā)展方向之一，已受到越來(lái)越多的重視，但現(xiàn)有太陽(yáng)能熱發(fā)電的高成本阻礙了其自身發(fā)展。將太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱量引入常規(guī)燃煤電廠，一方面可利用燃煤電站調(diào)整范圍大、透平系統(tǒng)效率高的優(yōu)勢(shì)，節(jié)省單純太陽(yáng)能熱發(fā)電所需的大型蓄熱和透平系統(tǒng)，大幅度降低太陽(yáng)能熱發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱發(fā)電規(guī)?；?、低成本的開(kāi)發(fā)利用，另一方面也可進(jìn)一步促進(jìn)燃煤電站的節(jié)能減排。因此，研究高效、規(guī)?；闹械蜏靥?yáng)能與常規(guī)燃料互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)是近、中期太陽(yáng)能熱發(fā)電發(fā)

2、展的一個(gè)重要突破口。
　　本論文主要對(duì)太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的不同集成方案和運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化研究，通過(guò)建模對(duì)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)和輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的熱力性能進(jìn)行定量分析，并對(duì)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:
　　首先，基于太陽(yáng)能輻射理論，研究了槽式拋物面太陽(yáng)集熱場(chǎng)熱損失模型，結(jié)合北京、銀川、拉薩三個(gè)地區(qū)的實(shí)際氣象數(shù)據(jù)，從氣象環(huán)境、設(shè)計(jì)布置、運(yùn)行狀況等角度對(duì)集熱場(chǎng)性能進(jìn)行研究，分析得出太陽(yáng)法向直射輻射(

3、Direct NormalIrradiance，DNI)、溫度、風(fēng)速、集熱場(chǎng)列間距、工質(zhì)溫度、吸熱管真空度等因素對(duì)集熱場(chǎng)效率的定量影響程度。
　　其次，基于燃煤機(jī)組變工況理論，建立了互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，對(duì)太陽(yáng)能集熱場(chǎng)取代不同回?zé)岢闅獾募煞桨高M(jìn)行了熱力性能分析和計(jì)算，得出了最佳集成方案。研究了互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能熱發(fā)電的火用效率，結(jié)合性能測(cè)試數(shù)據(jù)，分析了火用效率隨DNI、油水換熱器的換熱溫差及集熱器工作溫度變化的關(guān)系曲線，得

4、到了該LS-2型集熱器最佳工作溫度及對(duì)應(yīng)的最佳替代方式。同時(shí)，引入了能源平均成本(Levelized Energy Cost，LEC)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)集熱器的工作溫度作了進(jìn)一步的優(yōu)化，得出LEC隨DNI及換熱溫差變化的關(guān)系曲線，從經(jīng)濟(jì)性能角度得到該型集熱器在不同DNI、替代方式下的最佳換熱溫差條件及對(duì)應(yīng)的集熱器工作溫度。
　　再次，在燃煤機(jī)組集成方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性與工程可行性，提出了槽式太陽(yáng)能集熱場(chǎng)串聯(lián)和并聯(lián)替代原有燃煤機(jī)組

5、三級(jí)高壓加熱器兩種集成方案。基于太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)在不同運(yùn)行工況和模式下的性能變化，對(duì)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在汽輪機(jī)額定出力工況(Turbine Heat Acceptance，THA)、75％THA及50％THA工況下的運(yùn)行性能進(jìn)行分析，研究了不同集成方案下互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)節(jié)能效果的變化規(guī)律。分析了當(dāng)輻射強(qiáng)度偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，不同集成方案和運(yùn)行模式下系統(tǒng)的性能變化情況。基于互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的年性能分析，研究了在不同太陽(yáng)能直射輻射資源條件下，集熱場(chǎng)面積變

6、化對(duì)太陽(yáng)能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的性能影響，得出經(jīng)濟(jì)性最佳的集成方案和集熱場(chǎng)面積。以典型的300MW亞臨界、600MW超臨界、1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象，進(jìn)行不同容量燃煤機(jī)組集成方案的熱力性能研究。并將相關(guān)研究結(jié)論應(yīng)用于太陽(yáng)能集熱場(chǎng)設(shè)計(jì)。
　　最后，通過(guò)示范項(xiàng)目的實(shí)際案例，剖析了示范項(xiàng)目的投資結(jié)構(gòu)，運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基本原理，對(duì)太陽(yáng)能輔助燃煤機(jī)組互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了定量的分析評(píng)價(jià)，以內(nèi)部收益率、總投資收益率作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指