本文關(guān)鍵詞：太陽能與燃煤機(jī)組互補(bǔ)電站熱力特性與集成機(jī)理研究　出處：《華北電力大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：太陽能作為一種可以規(guī)�；玫男履茉搭愋鸵呀�(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,太陽能熱發(fā)電作為太陽能典型熱利用方式,為了避免太陽輻射波動(dòng)性帶來的投資增加等一定程度制約了太陽能熱發(fā)電的規(guī)�；l(fā)展。槽式太陽能集熱技術(shù)是一種在國外有數(shù)十年運(yùn)行業(yè)績的技術(shù)成熟的熱發(fā)電類型。燃煤電站溫度范圍廣、負(fù)荷穩(wěn)定可控,其不同溫度熱需求與槽式太陽能集熱系統(tǒng)溫度等級(jí)相匹配。因此,通過將槽式太陽能集熱系統(tǒng)輸出熱量與燃煤機(jī)組熱力系統(tǒng)互補(bǔ)集成,以油水換熱器為熱交換樞紐將太陽能熱量輸入燃煤機(jī)組熱力系統(tǒng)取代部分燃煤熱量,集成為太陽能光煤互補(bǔ)電站,實(shí)現(xiàn)了利用太陽能能源的同時(shí)降低部分燃煤消耗。光煤互補(bǔ)電站是集成太陽能集熱系統(tǒng)和燃煤電站的復(fù)合能量系統(tǒng),對(duì)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的研究須著眼于太陽能集熱系統(tǒng)與燃煤電站熱力系統(tǒng)以及兩系統(tǒng)間的耦合關(guān)系與對(duì)應(yīng)的特性狀況。 本課題以研究太陽能光煤互補(bǔ)電站系統(tǒng)特力特性為目的,探索光煤互補(bǔ)電站中槽式太陽能集熱系統(tǒng)運(yùn)行特性與光煤互補(bǔ)電站熱力特性與運(yùn)行模式,并將研究結(jié)論應(yīng)用于工程實(shí)踐,建成我國首個(gè)商業(yè)化光煤互補(bǔ)示范電站。主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括： 首先,以太陽能與燃煤電站熱力系統(tǒng)不同能量需求特性為基礎(chǔ),探索槽式太陽能集熱系統(tǒng)與燃煤電站熱力系統(tǒng)的互補(bǔ)機(jī)理,研究太陽能和燃煤電站熱力系統(tǒng)的互補(bǔ)集成原則。建立互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)熱力模型并進(jìn)行基本的熱力系統(tǒng)分析,結(jié)果表明太陽能可以與燃煤電站實(shí)現(xiàn)較好的熱匹配,當(dāng)太陽能集熱場可以提供足夠熱量時(shí),取代高加抽汽可以直接提升系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性,但同時(shí)也要求太陽能集熱系統(tǒng)有較高的集熱溫度。 其次,在分析示范電站站址太陽能資源特性的基礎(chǔ)上,理論分析示范電站中槽式集熱系統(tǒng)在基準(zhǔn)工況、陣列間距變化、軸向安裝角度變化、集熱管失去真空等條件下的系統(tǒng)集熱特性。以及集熱系統(tǒng)隨環(huán)境條件變化的影響機(jī)理及特性,得到示范系統(tǒng)隨環(huán)境風(fēng)速、環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的集熱效率變化的定量影響程度。然后,通過分析示范電站資源輻射條件下,三種典型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電特性,研究太陽能發(fā)電不同技術(shù)路線的發(fā)電能力與系統(tǒng)集熱特性等環(huán)境適應(yīng)性。研究結(jié)論將應(yīng)用于示范電站中槽式太陽能系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成等環(huán)節(jié)。 再次,介紹了我國首個(gè)嚴(yán)格按照國際現(xiàn)有槽式太陽能光熱電站行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與體系建設(shè)的光煤互補(bǔ)示范電站,并將研究成果應(yīng)用于示范電站設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。主要包含項(xiàng)目站址、布局規(guī)劃、裝機(jī)方案、關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)指標(biāo)等項(xiàng)目基本情況。最后,基于已經(jīng)建成的光煤互補(bǔ)示范電站,通過實(shí)際測試數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能量損失分布以及參數(shù)對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響機(jī)理,分析并驗(yàn)證槽式集熱系統(tǒng)及示范電站熱力性能。 然后,基于熱經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理,充分考慮互補(bǔ)電站中各股能量流的經(jīng)濟(jì)成本以及各子系統(tǒng)的非能量費(fèi)用,建立了光煤互補(bǔ)示范電站中太陽能所占份額和各股焓流能量費(fèi)用分析模型,研究示范電站的太陽能份額比例特性。同時(shí),以假設(shè)配建儲(chǔ)熱系統(tǒng)的光煤互補(bǔ)示范電站為研究對(duì)象,研究配建儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范電站在站址地典型氣象條件與負(fù)荷工況下,集熱場與儲(chǔ)能部分的運(yùn)行模式,并定量分析系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的流量分配特性。 最后,研究三種典型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)在在示范電站站址條件下,相同裝機(jī)容量、集熱面積時(shí)的發(fā)電量與供電量特性。考慮總投資、運(yùn)維管理費(fèi)用、燃料費(fèi)用、貸款利率等條件,應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法分析對(duì)應(yīng)技術(shù)路線的經(jīng)濟(jì)特性。從系統(tǒng)投資角度,通過詳細(xì)產(chǎn)業(yè)調(diào)研,分析我國目前光煤互補(bǔ)電站相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套來源,與對(duì)應(yīng)的投資成本分布。并對(duì)光熱產(chǎn)業(yè)開展風(fēng)險(xiǎn)研究,主要包括：材料、燃料價(jià)格變化風(fēng)險(xiǎn)、市場變化風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及防范措施等進(jìn)行了評(píng)估,提出了光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)及光煤互補(bǔ)電站產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策建議。 本文創(chuàng)新點(diǎn)在于通過研究太陽能光煤互補(bǔ)電站集成機(jī)理與熱力特性,以及特定氣象條件下互補(bǔ)電站中槽式太陽能集熱系統(tǒng)在基準(zhǔn)工況、陣列間距、安裝角度等環(huán)境參數(shù)變化條件下的對(duì)系統(tǒng)特力特性的影響機(jī)理與定量研究。解決了槽式太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化問題,并將研究成果應(yīng)用于我國首個(gè)光煤互補(bǔ)示范電站,實(shí)現(xiàn)了集熱系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,也是我國首個(gè)實(shí)現(xiàn)集熱場出口溫度穩(wěn)定并達(dá)到393℃連續(xù)運(yùn)行的槽式太陽能集熱系統(tǒng)。由于在理論研究與示范項(xiàng)目的突出進(jìn)展,正作為主編單位主編我國槽式太陽能領(lǐng)域首個(gè)國家級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《槽式太陽能光熱發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》。
[Abstract]:Solar energy heat collection technology is a kind of technology mature thermal power generation type which can be used for large - scale utilization , and solar thermal power generation is used as a typical heat utilization mode of solar energy . The purpose of this research is to study the operation characteristics of trough solar heat collection system and the thermodynamic characteristics and operating modes of the complementary power station in the light coal complementary power station . The research conclusion is applied to engineering practice . The main research contents and conclusions are as follows : First , based on the different energy demand characteristics of solar energy and coal - fired power station , the complementary integration principle of trough solar heat collection system and thermal system of coal - fired power station is explored . The thermodynamic model of solar energy and coal - fired power station is studied , and the basic thermodynamic system analysis is carried out . The results show that the solar energy can achieve better heat matching with coal - fired power station . Secondly , on the basis of analyzing the characteristics of solar resources at the site of demonstration power station , the system heat collection characteristics under the conditions of reference working condition , array spacing change , axial mounting angle change and heat collecting pipe lose vacuum are analyzed . Thirdly , the paper introduces the first demonstration power station of light coal in China ' s first strict accordance with the industry standard and system of the international existing trough solar thermal power station , and applies the research results to the design of demonstration power station . Finally , based on the completed light coal complementary demonstration power station , the energy loss distribution and the influence mechanism of the parameters on the operation stability are analyzed and verified through the actual test data analysis system , and the thermal performance of the trough - type heat - collecting system and the demonstration power station is verified . Then , based on the basic principle of thermal economics , fully consider the economic cost of the energy flow in the complementary power station and the non - energy cost of each sub - system , establish the solar energy share and the energy cost analysis model of each unit in the light coal complementary demonstration power station , and study the solar share proportion characteristic of the demonstration power station . At last , the author studies the economic characteristics of three typical solar thermal power generation systems with the same installed capacity and heat collecting area under the condition of demonstration power station , considering the conditions of total investment , operation and maintenance management cost , fuel cost , loan interest rate and so on . The innovation point is to study the mechanism and quantitative research of the system characteristic under the conditions of reference working condition , array spacing , installation angle and so on by studying the integration mechanism and thermodynamic characteristics of solar light coal complementary power station , and the research results are applied to the first light coal complementary demonstration power station in China .

【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1436139