槽式太阳能集热系统与燃煤机组混合发电系统的热力特性研究

摘要

太阳能与燃煤机组混合热发电系统是在传统火电机组设计框架的基础上，合理引入太阳能热量的发电技术，既能够增加机组发电量，提高太阳能热电效率，又能够降低纯太阳能发电投资成本，因而适合用于现有电厂的节能改造，也适于新建燃煤电厂时同步设计太阳能辅助发电，增加可再生能源发电份额，在我国具有重要的工业应用价值。
　　本文以抛物面槽式集热系统与N300-16.67/537/537型燃煤机组集成为例，首先提出了三类集成方式，即太阳能集热器产生蒸汽直接进入汽包、取代汽轮机回热抽汽、直接进入汽轮机低压缸做功，然后运用变热量等效焓降法对这三类集成方式的技术经济性进行了模拟比较，并结合实际应用选取出最优集成方式。结果表明：从凝结水泵出口引出工质经太阳能集热场产生蒸汽取代1＃高加回热抽汽的集成方式相对较好。
　　本文针对地域、机组容量等级以及设计辐射强度等影响系统热力性能的因素进行了技术经济性分析，并对这种集成方式进行了初步的经济性分析，结果表明：同一容量等级的发电机组，在年辐射总量最大的地区的技术经济性能最好；当太阳能份额相同时，机组容量越大，其太阳能热发电效率、太阳能热贡献率及煤耗率相对变化量就越高，即机组的技术经济性能越好；随着太阳能辐射强度的减小，系统的太阳能年热电效率、太阳能热贡献率等技术经济性指标变得越来越好，但集热场面积却越来越大，即集热场的投资成本越来越大，因此系统的综合最佳性能应该存在于最大和最小辐射强度之间的一个值，在本文假设的条件下，辐射时长占总可用辐射时长的60％的辐射强度值为设计辐射强度是最佳的。

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1 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 太阳能热发电技术

1.2.1槽式聚光热发电系统

1.2.2塔式聚光热发电系统

1.2.3碟式聚光热发电系统

1.2.4三种太阳能热发电技术经济性比较

1.3 太阳能与化石燃料混合热发电系统研究动态

1.3.1中国的太阳能资源

1.3.2混合热发电系统分类

1.3.3混合热发电系统国内外研究现状

1.4 课题主要研究内容

2 混合热发电系统的集成方案及技术经济性指标

2.1 混合热发电系统的集成方案

2.1.1 太阳能集热器产生蒸汽直接进入锅炉汽包

2.1.2 太阳能集热器产生蒸汽取代汽轮机回热抽汽

2.1.3 太阳能集热器产生蒸汽直接进入汽轮机低压缸做功

2.2 建立混合发电系统热力学模型的方法

2.3 混合发电系统技术经济性指标

2.3.1 机组简介及原始热力工况数据

2.3.2 变热量等效焓降理论

2.3.3 混合发电系统技术经济性指标计算

2.3.4 模拟结果及分析

2.4 本章小结

3 混合发电系统热力性能的影响因素及经济性分析

3.1 混合发电系统热力性能的影响因素分析

3.2 各影响因素具体计算分析

3.2.1 地域因素分析

3.2.2 机组容量因素分析

3.2.3 太阳能辐射强度因素分析

3.3 混合发电系统集成方案经济性分析

3.3.1 太阳能场投资

3.3.2 混合发电年收益

3.3.3 技术可行性

3.4 本章小结

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

致谢

参考文献

附录