光-煤互補(bǔ)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其熱力性能分析.pdf

1、光-煤互補(bǔ)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)是一種先進(jìn)的能源綜合利用系統(tǒng)，是有望解決能源與環(huán)境協(xié)調(diào)相容以及能源短缺問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。它是在燃煤火電機(jī)組設(shè)計(jì)框架基礎(chǔ)上合理集成太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)而組成的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能高效、低成本、大規(guī)模利用和火電機(jī)組節(jié)能減排的一個(gè)有機(jī)整體，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　針對(duì)太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生系統(tǒng)兩相流區(qū)域存在的流體分層現(xiàn)象及集熱管周向上熱流密度分布不均勻產(chǎn)生的熱應(yīng)力引起的集熱管變型等問(wèn)題，提出了

2、擴(kuò)容蒸發(fā)式太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)并構(gòu)建了其計(jì)算模型，該系統(tǒng)管道內(nèi)為液相水或蒸汽均為單相流，通過(guò)數(shù)值模擬研究確定其熱應(yīng)力和管道變形均小于兩相流，流態(tài)易于控制，穩(wěn)定性較好。
　　基于系統(tǒng)工程觀點(diǎn)，在火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)原有框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，構(gòu)造了典型光-煤互補(bǔ)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)，定義了組成復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的三個(gè)主、輔熱力循環(huán)，并依據(jù)系統(tǒng)換熱部件的能量平衡和質(zhì)量平衡，經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)推演，推導(dǎo)了與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)的光-煤互補(bǔ)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的汽水分布通用狀態(tài)方

3、程，提出了光-煤互補(bǔ)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性分析計(jì)算方法，將復(fù)雜的分析過(guò)程轉(zhuǎn)化為單純的矩陣運(yùn)算，矩陣填寫規(guī)則明確，規(guī)律性強(qiáng)。復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)的集成方案一旦確定，根據(jù)該方法的構(gòu)成規(guī)則可直接方便地寫出其狀態(tài)方程，經(jīng)傳統(tǒng)方法驗(yàn)證，誤差為0.1％，模型可靠，為系統(tǒng)的變工況計(jì)算及熱經(jīng)濟(jì)性分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　基于復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性計(jì)算模型，系統(tǒng)分析了太陽(yáng)能定輻照強(qiáng)度條件下將太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽采用不同的引入方案對(duì)燃煤機(jī)組熱力性能的影響規(guī)

4、律;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行太陽(yáng)能輔助加熱系統(tǒng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行性能的擾動(dòng)分析，給出了太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽對(duì)汽輪機(jī)一段抽汽的替代量變化時(shí)引起的汽輪機(jī)級(jí)組壓力、進(jìn)汽量、發(fā)電功率、熱功轉(zhuǎn)換效率、發(fā)電熱耗率、發(fā)電煤耗率等變化規(guī)律。為了加強(qiáng)項(xiàng)目決策的科學(xué)與正確性、降低項(xiàng)目實(shí)施后的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)光-煤互補(bǔ)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，結(jié)果表明，各種太陽(yáng)能集成模式下的電廠發(fā)電成本相差不大，從凈現(xiàn)值率與靜態(tài)投資回收期來(lái)看，用太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽來(lái)取代汽輪機(jī)的二段