光-煤互補復合發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化設計及其熱力性能分析.pdf

1、光-煤互補復合發(fā)電系統(tǒng)是一種先進的能源綜合利用系統(tǒng)，是有望解決能源與環(huán)境協(xié)調相容以及能源短缺問題和實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。它是在燃煤火電機組設計框架基礎上合理集成太陽能熱利用系統(tǒng)而組成的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，是實現(xiàn)太陽能高效、低成本、大規(guī)模利用和火電機組節(jié)能減排的一個有機整體，具有廣闊的應用前景。
　　針對太陽能直接蒸汽發(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生的熱應力引起的集熱管變型等問題，提出了

2、擴容蒸發(fā)式太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)并構建了其計算模型，該系統(tǒng)管道內為液相水或蒸汽均為單相流，通過數(shù)值模擬研究確定其熱應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，在火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)原有框架結構基礎上，構造了典型光-煤互補復合發(fā)電系統(tǒng)，定義了組成復合發(fā)電系統(tǒng)的三個主、輔熱力循環(huán)，并依據(jù)系統(tǒng)換熱部件的能量平衡和質量平衡，經過嚴謹?shù)臄?shù)學推演，推導了與系統(tǒng)結構一一對應的光-煤互補復合發(fā)電系統(tǒng)的汽水分布通用狀態(tài)方

3、程，提出了光-煤互補復合發(fā)電系統(tǒng)的熱經濟性分析計算方法，將復雜的分析過程轉化為單純的矩陣運算，矩陣填寫規(guī)則明確，規(guī)律性強。復合發(fā)電系統(tǒng)的集成方案一旦確定，根據(jù)該方法的構成規(guī)則可直接方便地寫出其狀態(tài)方程，經傳統(tǒng)方法驗證，誤差為0.1％，模型可靠，為系統(tǒng)的變工況計算及熱經濟性分析奠定了理論基礎。
　　基于復合發(fā)電系統(tǒng)熱經濟性計算模型，系統(tǒng)分析了太陽能定輻照強度條件下將太陽能集熱系統(tǒng)產生的蒸汽采用不同的引入方案對燃煤機組熱力性能的影響規(guī)

4、律;在此基礎上，進行太陽能輔助加熱系統(tǒng)對機組運行性能的擾動分析，給出了太陽能集熱系統(tǒng)產生的蒸汽對汽輪機一段抽汽的替代量變化時引起的汽輪機級組壓力、進汽量、發(fā)電功率、熱功轉換效率、發(fā)電熱耗率、發(fā)電煤耗率等變化規(guī)律。為了加強項目決策的科學與正確性、降低項目實施后的風險，對光-煤互補復合發(fā)電系統(tǒng)進行了技術經濟分析，結果表明，各種太陽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)投資回收期來看，用太陽能集熱系統(tǒng)產生的蒸汽來取代汽輪機的二段