分級式太陽能與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)互補系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、當下我們面臨著能源緊缺、溫室效應以及環(huán)境惡化等諸多現(xiàn)實問題，新型清潔能源的發(fā)展已成為社會各界討論、研究的熱點話題。太陽能的來源廣泛，可以說有陽光的地方就可以利用，有著取之不盡的能源儲量以及開發(fā)利用的清潔性等諸多優(yōu)點，成為目前最具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦颓鍧嵞茉?。但是太陽能同樣具有時空分布不均以及能流密度低等固有缺點，導致單純的太陽能熱發(fā)電成本較高、能量利用率較低。本研究主要以太陽能與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)互補(ISCC)系統(tǒng)為基礎，從能量等級的匹配方

2、面入手，主要針對系統(tǒng)集成方式和能量轉(zhuǎn)化的關鍵過程進行優(yōu)化研究。實現(xiàn)了較高的太陽能熱功轉(zhuǎn)換效率，降低了煤炭等化石能源的消費，同時減少了CO2等溫室氣體的排放，旨在達到節(jié)能減排的目的。具體內(nèi)容如下:
　　(1)太陽能燃氣聯(lián)合循環(huán)(ISCC)受太陽能時變性及環(huán)境的影響，長時間處于變工況運行，系統(tǒng)性能有所降低。了解并掌握ISCC系統(tǒng)變工況運行規(guī)律是改善系統(tǒng)變工況性能的關鍵。以單壓無再熱余熱鍋爐型太陽能燃氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)為例，對不同條件下IS

3、CC系統(tǒng)的變工況運行規(guī)律開展研究，主要針對當太陽能發(fā)生變工況時，太陽能集熱場給水份額的優(yōu)化，將中低溫太陽熱能與給水蒸發(fā)過程進行耦合，使余熱鍋爐的換熱性能有所改善，并增加了底部朗肯循環(huán)的工質(zhì)流量，提升了中低溫太陽熱能品位，并實現(xiàn)了高效熱功轉(zhuǎn)化。所得結論有望為太陽能燃氣聯(lián)合循環(huán)變工況計算提供指導。
　　(2)分級式太陽能與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)互補系統(tǒng)根據(jù)不同類型的太陽能集熱裝置的集熱特性，利用集熱溫度不同的直接蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(DSG)太陽能

4、集熱場和真空管式集熱器分別取代余熱鍋爐各個壓力等級的蒸發(fā)器，構建出兩級式太陽能與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)互補系統(tǒng)，主要為了提高太陽能的做功能力，降低過程的不可逆損失，實現(xiàn)其與常規(guī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的梯級互補。將DSG系統(tǒng)與高壓蒸汽蒸發(fā)過程耦合，同時將熱管式真空管集熱器用于低壓蒸汽的生成過程。針對真空管集熱場中集熱器行間距及傾斜角等參數(shù)的優(yōu)化問題，開展其對全年有效太陽熱能及平均集熱效率影響規(guī)律的研究。并將集熱場優(yōu)化后的結果應用到分級式太陽能與燃氣輪