太阳能热与燃煤机组互补发电系统动态热力性能研究

The solar hybid coal-fired power generation technology has broad market in our country. It is the new energy technology of national needs to meet the large-scale development and utilization of solar energy and to realize the energy saving and emission reduction in near future, metaphase. In the project, the problem of the system always working under unstable operation condition caused by the solar radiation instability, discontinuity and the load of power grid side changes in solar hybid coal-fired power system will be researched on. During the research, the idea of concurrent engineering is introduced and the theoretical analysis, mathematical modeling, experiment test and simulation are used. We plan to began the research from collector unit, solar field, system integration and full process performance of the system. Reveals dynamic thermal response characteristics of the solar hybrid coal-fired power system under the condition that solar irradiation changes or load of the power grid side changes. The results can be used for the prediction and evaluation of the hybrid power system. It also can provide the basis to make the running regulation and control strategy of the hybrid power system finaly.

太阳能与燃煤机组互补发电技术在我国具有广泛的市场，是近、中期满足大规模开发利用太阳能，实现大幅度节能减排的国家重大需求的能源新技术。本项目针对太阳能与燃煤机组互补发电系统中太阳辐射强度不稳定、不连续及电网侧负荷变化而使互补发电系统总处于不稳定的变工况运行这一问题开展研究。在研究过程中，该项目拟引入并行工程的思想，采用理论分析、数学建模、实验测试、仿真模拟等手段，从集热器单元、集热场、系统集成和系统全工况性能层面展开研究，揭示太阳辐照变化和电网侧负荷变化条件下，槽式太阳集热与燃煤机组互补发电系统的动态热力响应特性，本项目的研究成果可用于互补发电系统性能的预测与评价，并为最终互补发电系统运行调节及控制策略的制定提供依据。

太阳能与燃煤机组互补发电技术在我国极具市场潜力，是近、中期满足大规模开发利用太阳能，实现大幅节能减排的能源新技术。本项目针对互补发电系统的变工况特性展开研究。.本项目中针对互补发电系统将研究任务遵从局部到整体，结合仿真模型，从性能分析再到结构优化的递进顺序展开研究分析，以下就槽式集热器热损、火用损分布；互补系统稳态热力性能研究；互补系统动态特性研究；系统年热性能、经济性评价分析；互补系统性能优化研究五个方面对研究成果进行表述。.对典型槽式集热器在光热转换和能量传递过程中，火用损发生的机理、大小及其分布特性展开研究，并分析了各参数变化对集热器火用效率和火用损分布的影响。对槽式太阳集热场取代某300MW火电机组抽汽加热给水的互补系统的集热场面积开展优化研究，得到不同年气象条件下最高年太阳能光电效率对应的集热场面积和LEC。.以典型槽式太阳集热场为对象，研究DNI对集热场输入、输出参数的关联特性以及管路系统热损的影响，研究结果表明：同一流速下，导热油出口温度随DNI增加近似呈线性增加；DNI从900W/m2下降为700 W/m2及升至1100 W/m2时，导热油温度无突变，集热系统的时间常数分别约为6min和5.5min；导热油流量突升比突降的响应更快也更早达到新稳态。.搭建了槽式太阳能集热与燃煤机组互补发电系统的仿真平台，对不同工况下互补发电系统的运行特性进行模拟，结果表明：集热系统加热的给水量每增加10%，互补系统煤耗量平均降低约1kg/h；集热系统导热油流量从844.7t/h升至1237.7t/h时，入口油温从200℃升至210℃左右，出口油温从314℃降至291℃左右；DNI从700W/m2升至1100W/m2时，太阳辐照度每增加100W/m2，导热油温差增加约10℃，给水温度增加约5℃。.综合考虑传统热力学分析方法与火用分析方法，建立了互补系统性能评价模型，对互补系统两种运行模式以及火用损分布规律进行了分析研究，结果表明采用燃煤机组引入太阳能，削弱了在利用过程中的贬值，使系统对能量的利用效果得到改善。对带蓄热的互补系统的热性能和经济性进行研究，得出如下结论：蓄热可大幅度提高互补系统性能，其中带0.5小时蓄热的互补系统经济性表现最佳。.本项目的研究成果可用于互补发电系统性能的预测与评价，并为互补发电系统运行调节及控制策略的制定提供依据。