太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合機理與熱力特性研究

【摘要】： 節(jié)能降耗是我國的長期基本國策。作為全國煤炭消耗大戶,火力發(fā)電廠的節(jié)能任務(wù)意義重大。太陽能輔助燃煤一體化發(fā)電系統(tǒng)是在常規(guī)燃煤機組設(shè)計框架的基礎(chǔ)上,合理集成太陽能熱利用系統(tǒng)的發(fā)電技術(shù),為火電機組的技術(shù)節(jié)能和太陽能大規(guī)模利用提供了方向。本學(xué)位論文依托國家自然科學(xué)基金項目“太陽能與化石燃料一體化發(fā)電系統(tǒng)耦合機理與熱力特性研究”等科研任務(wù),原創(chuàng)性地提出太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng),并以此為核心,開展了以下研究: 進行了利用拋物面槽式集熱器收集太陽能熱量,與燃煤機組集成為太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的研究。探討了影響DSG集熱器熱效率的因素并進行了分析?？紤]沿著流體流動方向溫度的變化,建立了集熱器穩(wěn)態(tài)傳熱模型;對集熱器內(nèi)流體流動壓降的計算和影響因素進行了研究。 探討了太陽能熱發(fā)生系統(tǒng)與燃煤發(fā)電系統(tǒng)之間能量流、物質(zhì)流的不同耦合方式及典型組態(tài)。 基于燃煤機組的變工況理論,建立了一體化發(fā)電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)與參數(shù)的綜合集成優(yōu)化模型,并利用熱力學(xué)第一定律、第二定律(火用方法)和火用經(jīng)濟學(xué)方法對一體化發(fā)電系統(tǒng)進行熱力性能分析與計算,探討了不同集成方式、太陽能集熱器場不同熱力參數(shù)、燃煤機組容量大小及其是否進行結(jié)構(gòu)變動等因素對一體化發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟性能的影響,總結(jié)了一體化發(fā)電系統(tǒng)的集成規(guī)律;研究了外部鍵系數(shù)的計算方法,進行了不同容量燃煤機組不同流的外部鍵系數(shù)計算,基于火用的不等價性,探討了太陽能輔助燃煤一體化發(fā)電系統(tǒng)的耦合機理。 建立了一體化發(fā)電系統(tǒng)的熱力性能分析模型。分析了一體化發(fā)電系統(tǒng)的熱力性能并計算了在我國拉薩、呼和浩特地區(qū)一體化發(fā)電系統(tǒng)的熱發(fā)電成本。結(jié)果表明:在與國產(chǎn)300MW燃煤機組集成為一體化發(fā)電系統(tǒng)時,拉薩地區(qū)的太陽能熱發(fā)電成本為:0.57元/kW·h;如與國產(chǎn)600MW燃煤機組集成,呼和浩特地區(qū)的太陽能熱發(fā)電成本為:0.750元/kW·h。在我國存在與其他可再生能源發(fā)電技術(shù)發(fā)電成本基本相當(dāng)?shù)膮^(qū)域。太陽能輔助燃煤一體化發(fā)電技術(shù)為我國燃煤機組的技術(shù)節(jié)能和太陽能資源的規(guī)模利用開辟了一條新的途徑,具有良好的發(fā)展前景。 【關(guān)鍵詞】：太陽能熱發(fā)電 太陽能混合系統(tǒng) 太陽能輔助燃煤發(fā)電 耦合機理 熱力特性
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-29
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)10-27
• 1.2.1 混合熱發(fā)電系統(tǒng)研究動態(tài)10-20
• 1.2.2 拋物面槽式集熱器技術(shù)的發(fā)展20-26
• 1.2.3 太陽能熱利用在我國的研究現(xiàn)狀26-27
• 1.3 本研究的主要內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題27-29
• 第二章 拋物面槽式集熱器的傳熱流動性能研究29-43
• 2.1 概述29
• 2.2 拋物面槽式太陽能集熱器工作原理及結(jié)構(gòu)29-31
• 2.3 拋物面槽式集熱器的傳熱模型31-37
• 2.3.1 集熱器的熱損模型31-33
• 2.3.2 DSG集熱器管內(nèi)對流換熱模型33-36
• 2.3.3 穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)模型36-37
• 2.4 DSG集熱器場不同連接方式的壓降分析和變工況37-40
• 2.5 太陽能集熱器場的布置及設(shè)計中集熱器場面積的確定40-42
• 2.6 運行工況下集熱器場的實際熱力性能42
• 2.7 本章小結(jié)42-43
• 第三章 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合機理研究43-81
• 3.1 概述43
• 3.2 燃煤機組變工況理論43-49
• 3.3 混合發(fā)電系統(tǒng)的主要熱經(jīng)濟指標49-51
• 3.4 太陽能輔助燃煤一體化發(fā)電系統(tǒng)集成方案51-55
• 3.4.1 DSG型52-53
• 3.4.2 油冷卻型53-55
• 3.5 不同集成方案的熱經(jīng)濟性分析55-62
• 3.5.1 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力性能建模55
• 3.5.2 模擬結(jié)果及分析55-62
• 3.6 基于(火用)及(火用)經(jīng)濟學(xué)的不同集成方案經(jīng)濟性分析62-72
• 3.6.1 不同集成方案的(火用)分析63-66
• 3.6.2 不同集成方案的(火用)經(jīng)濟學(xué)分析66-68
• 3.6.3 計算結(jié)果及分析68-72
• 3.7 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合機理分析72-79
• 3.7.1(火用)的不等性及外部鍵系數(shù)73-74
• 3.7.2 燃煤機組熱力系統(tǒng)(火用)流的外部鍵系數(shù)計算74-77
• 3.7.3 實際系統(tǒng)的外部鍵系數(shù)計算及結(jié)果分析77-79
• 3.8 本章小結(jié)79-81
• 第四章 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性及經(jīng)濟性分析81-105
• 4.1 概述81-82
• 4.2 設(shè)計中太陽能輻射強度選擇82-84
• 4.3 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性分析84-93
• 4.3.1 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的分類84-85
• 4.3.2 動力循環(huán)的熱力特性分析85-88
• 4.3.3 一體化發(fā)電系統(tǒng)的全年熱力性能88-93
• 4.4 技術(shù)經(jīng)濟性分析93-98
• 4.4.1 技術(shù)經(jīng)濟性分析方法及數(shù)據(jù)的選取93-95
• 4.4.2 分析結(jié)果95-96
• 4.4.3 敏感性分析96-98
• 4.5 太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的概念性方案研究98-102
• 4.5.1 不同容量等級的一體化發(fā)電系統(tǒng)熱力性能98-101
• 4.5.2 概念性設(shè)計方案研究101-102
• 4.6 本章小結(jié)102-105
• 第五章 結(jié)論與展望105-109
• 5.1 結(jié)論105-107
• 5.2 展望107-109
• 參考文獻109-117
• 致謝117-119
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文119-121
• 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作121

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以太陽能為輔助熱源的混合發(fā)電方式研究    吳靜

太陽能熱風(fēng)發(fā)電的優(yōu)化研究    楊燕

光伏太陽能電站無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計    王里翔

30MW太陽能冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)研究    吳一梅

太陽能輔助燃煤機組集熱場優(yōu)化研究    高嵩

塔式太陽能間冷—回?zé)崛細廨啓C與卡林那聯(lián)合循環(huán)熱力特性研究    彭爍

基于VB和MSP430的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實驗研究    王冬云