【摘要】：隨著人類社會的經(jīng)濟發(fā)展,化石能源的消耗量日益增大,化石能源利用過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題日益加劇,對人類的生存和發(fā)展產(chǎn)生了不可忽視的影響。我國作為一個以煤炭為主的能源消費大國,亟需提高可再生清潔能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重。本文將太陽能熱利用技術(shù)引入供熱機組,提出了由太陽能集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)和供熱機組集成的太陽能輔助供熱機組。在非供暖期,集熱場得熱用來代替部分汽輪機高加抽汽;在供暖期,集熱場得熱優(yōu)先儲存在蓄熱系統(tǒng)中,蓄熱完成后,集熱場得熱直接向熱用戶供熱,蓄熱系統(tǒng)中儲存的熱量根據(jù)需要適時向熱用戶供熱。針對這一集成系統(tǒng),本文展開的主要工作和獲得的關(guān)鍵結(jié)論如下:首先,對太陽能輔助供熱機組進行建模,建立了系統(tǒng)中主要設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,包括槽式集熱場模型、汽輪機模型、回?zé)峒訜崞髂Ｐ偷�。并利用MATLAB完成了對太陽能輔助供熱機組變工況運行的程序編制,得到機組的熱力學(xué)參數(shù)。為后續(xù)對太陽能輔助供熱機組的調(diào)峰性能研究和經(jīng)濟性研究提供了基礎(chǔ)。其次,對供熱機組的調(diào)峰范圍進行建模,得到機組的調(diào)峰范圍曲線,并制定了蓄熱系統(tǒng)的運行策略,據(jù)此對太陽能輔助供熱機組的調(diào)峰性能進行研究。結(jié)果表明:相同裝機容量的太陽能輔助供熱機組和傳統(tǒng)供熱機組相比,供暖期的調(diào)峰性能顯著增強。在額定抽汽工況下,即熱負荷為251.72MW時,太陽能輔助供熱機組的調(diào)峰范圍為228.48MW～299.06MW,傳統(tǒng)供熱機組的調(diào)峰范圍為191.54MW～313.32MW,調(diào)峰容量增長了 72.54%。典型日全時段內(nèi),根據(jù)蓄熱系統(tǒng)的運行策略,太陽能資源既能在日間增大用電高峰時段機組的上調(diào)峰能力,又能在夜間通過蓄熱系統(tǒng)穩(wěn)定放熱,降低機組的最小電出力。太陽能輔助供熱機組實現(xiàn)了太陽能資源的合理高效利用,具有良好的調(diào)峰性能。最后,根據(jù)熱經(jīng)濟學(xué)結(jié)構(gòu)理論,建立機組經(jīng)濟性分析模型,對系統(tǒng)進行經(jīng)濟性分析。在對330MW傳統(tǒng)供熱機組和太陽能輔助供熱機組的經(jīng)濟性分析中,得到如下結(jié)論:在供暖期典型日,太陽能輔助供熱機組的發(fā)電和供熱成本分別為0.260元/度、62.811元/GJ,低于傳統(tǒng)供熱機組的0.262元/度、72.813元/GJ,其中供熱成本下降明顯,具有良好的經(jīng)濟性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU833.1;TK519
【圖文】：

２．２．１非供暖期太陽能輔助供熱機組運行方式逡逑在非供暖期內(nèi)，供熱機組不對熱用戶供熱，以純凝方式運行，集成系統(tǒng)的逡逑運行原理如圖２－２所示。太陽能集熱場在日間吸熱，獲得的熱量經(jīng)①號油水換逡逑熱器傳遞給鍋爐給水，實現(xiàn)對鍋爐給水的預(yù)熱，由此全部或部分取代３級汽逡逑輪機高加抽汽，被取代的抽汽可以繼續(xù)在汽輪機內(nèi)做功，因此，當(dāng)機組的輸出逡逑功率不變時，太陽能對高加抽汽的取代能有效降低機組煤耗。逡逑７逡逑

２．２．２供暖期太陽能輔助供熱機組運行方式逡逑在供暖期內(nèi)，供熱機組要對熱用戶供熱，以抽凝方式運行，集成系統(tǒng)的運逡逑行原理如圖２－３所示。太陽能集熱場在日間吸熱，獲得的熱量優(yōu)先經(jīng)過②號換逡逑熱器儲存在蓄熱罐中，蓄熱完成后，集熱場得熱直接經(jīng)過③號換熱器對熱用戶逡逑供熱，蓄熱罐中的熱量根據(jù)機組的運行策略適時經(jīng)過③號換熱器對熱用戶供逡逑熱。在這種運行方式下，太陽能用來代替部分供熱抽汽，減少了機組的燃煤消逡逑耗，同時，蓄熱系統(tǒng)的加入可以提高系統(tǒng)的調(diào)峰能力，緩解供熱機組調(diào)峰能力逡逑不足的問題。逡逑８逡逑

＾—逡逑槽式太陽能集熱場逡逑圖２－２非供暖期太陽能輔助供熱機組系統(tǒng)圖逡逑２．２．２供暖期太陽能輔助供熱機組運行方式逡逑在供暖期內(nèi)，供熱機組要對熱用戶供熱，以抽凝方式運行，集成系統(tǒng)的運逡逑行原理如圖２－３所示。太陽能集熱場在日間吸熱，獲得的熱量優(yōu)先經(jīng)過②號換逡逑熱器儲存在蓄熱罐中，蓄熱完成后，集熱場得熱直接經(jīng)過③號換熱器對熱用戶逡逑供熱，蓄熱罐中的熱量根據(jù)機組的運行策略適時經(jīng)過③號換熱器對熱用戶供逡逑熱。在這種運行方式下，太陽能用來代替部分供熱抽汽，減少了機組的燃煤消逡逑耗，同時，蓄熱系統(tǒng)的加入可以提高系統(tǒng)的調(diào)峰能力，緩解供熱機組調(diào)峰能力逡逑不足的問題。逡逑８逡逑

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