塔式太陽能與燃煤互補發(fā)電系統(tǒng)耦合機理及熱力特性研究.pdf

1、電力是社會發(fā)展的支柱，是國民經(jīng)濟的命脈之一。我國燃煤發(fā)電量占全口徑發(fā)電量的70％左右，因此燃煤電站是我國電力行業(yè)乃至整個工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降耗的關(guān)鍵研究對象。我國燃煤發(fā)電技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，要想在現(xiàn)有燃煤發(fā)電技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步節(jié)能減排，外部清潔能源成了重要突破口。太陽能熱發(fā)電技術(shù)是利用聚焦太陽能熱產(chǎn)生高溫高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機做功發(fā)電，這一發(fā)電原理與燃煤發(fā)電技術(shù)相似，且已得到商業(yè)化利用。太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)（簡稱:光煤互補發(fā)電系統(tǒng)）就是將太

2、陽能熱發(fā)電技術(shù)和燃煤發(fā)電技術(shù)相融合，利用太陽能熱替代燃煤電站部分熱源，達(dá)到降低煤耗或增大發(fā)電量的目的;通過太陽能熱共享燃煤電站發(fā)電子單元，達(dá)到降低發(fā)電成本的目的;借助燃煤電站大容量、高參數(shù)和高穩(wěn)定性等特點平抑外部不穩(wěn)定太陽輻射資源對太陽能熱發(fā)電過程的擾動，達(dá)到電能穩(wěn)定輸出的目的。
　　本課題以塔式太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，探索塔式太陽能熱與燃煤電站的耦合機理和熱力特性，通過建模仿真對塔式太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行定量評價分

3、析。課題開展的主要工作和取得的研究結(jié)論如下:
　　首先，通過對塔式/槽式太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)和燃煤發(fā)電系統(tǒng)傳熱分析，分別建立各系統(tǒng)靜態(tài)/動態(tài)數(shù)學(xué)仿真模型，并驗證模型的準(zhǔn)確性及其在不同外部太陽輻射條件和電網(wǎng)電力調(diào)度等擾動下的靜態(tài)及動態(tài)運行特性，再將太陽集熱場系統(tǒng)和燃煤發(fā)電系統(tǒng)相集成，得到太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)模型，為后續(xù)研究提供模型基礎(chǔ)。
　　其次，對塔式太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行傳統(tǒng)(炯)和先進(jìn)(炯)分析，研究互補系統(tǒng)的(

4、炯)損耗分布及成因，為課題的開展指明研究方向。互補系統(tǒng)各部件自身的(炯)損耗遠(yuǎn)大于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成的(炯)損耗，應(yīng)先重點提高部件自身的熱力性能降低自身(炯)損耗，再優(yōu)化外部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)對部件(炯)損耗的影響;互補系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)主要從鍋爐和塔式太陽集熱場入手，通過降低鍋爐和太陽集熱場運行換熱溫差減少其(炯)損耗，從而提高互補系統(tǒng)發(fā)電的(炯)效率。
　　再次，構(gòu)建塔式太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)太陽能貢獻(xiàn)度評價方法，同時利用夾點分析和

5、(炯)分析方法對塔式太陽能熱與燃煤電站的耦合方案進(jìn)行歸類、預(yù)判和評價，得出最優(yōu)耦合方案。對該最優(yōu)耦合方案系統(tǒng)進(jìn)行年變工況運行熱力特性分析，研究該互補系統(tǒng)在外部太陽直射輻射、電網(wǎng)電力調(diào)度和工質(zhì)參數(shù)變化等擾動下的動態(tài)運行特性，并驗證該最優(yōu)耦合方案選取的正確性，為塔式太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)最優(yōu)耦合方案的選取提供一種擇優(yōu)方法。
　　最后，利用商業(yè)電站實際采用的財務(wù)分析模型和互補電站全生命周期運行熱力參數(shù)對塔式太陽能熱與燃煤互補發(fā)電站進(jìn)行財