首页 > 学术论文

槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:17:08
热度:

槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式研究【摘要】:能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。当前,世界各国普遍以石油、天然气和煤炭等化石燃料为基础能源。随着世界化石能源的日益枯竭

【摘要】:能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。当前,世界各国普遍以石油、天然气和煤炭等化石燃料为基础能源。随着世界化石能源的日益枯竭和化石能源造成的环境污染和生态破坏问题的凸显,世界各国日益重视太阳能、生物质能、风能等可再生能源的开发利用。 太阳能热发电技术是规模化开发利用太阳能的一种方式,具有广阔的发展前景。作为目前唯一商业化的太阳能热发电技术,槽式太阳能热发电已经有了一定的推广应用。然而,由于太阳能的间歇性和不稳定性,槽式太阳能热发电技术的推广应用受到了严重束缚。太阳能与化石能源互补发电是克服这种束缚的一种有效方法。在国内外关于槽式太阳能热发电和燃煤电厂集成发电研究的基础上,本课题遵循“温度对口,能量梯级利用”原则,结合槽式太阳能集热特点和火力发电特点,提出了基于槽式太阳能集热器最佳工作温度的槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式,构建了槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统模型,分析了系统的热力性能和热经济性。 本课题的主要研究内容和成果如下: 1.基于槽式太阳能集热器最佳工作温度的槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式的提出及在300MW槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统的应用。在槽式太阳能集热器和燃煤机组集成的太阳能热发电系统中,太阳能集热器的集热效率随工质工作温度的升高先升高而后降低,而热动力循环的效率随工质工作温度的升高而升高。因此,槽式太阳能集热器必然存在最佳工作温度。为此,本课题提出了基于槽式太阳能集热器最佳工作温度的槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式,构建了300MW槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统模型。研究结果表明:太阳辐射强度为600W/㎡时,集热器最佳工作温度为306.55℃,此时槽式太阳能集热取代锅炉受热面时,混合热发电系统的热经济性能远好于取代各段抽汽集成模式,太阳能热发电效率为44.7%,节省煤耗17.49g/kWh ;对于利用直接换热型集热器的混合发电系统,集热器出口参数相同时,给水泵引出至集热器场加热的热经济性要高于凝结水泵出口引出;无论是采用直接型或间接换热型集热器,太阳能热量用于取代高参数的抽汽加热高温水的吸热时,其热经济性要优越于取代低参数抽汽的吸热。 2.在热力学建模的基础上,利用热力学第二定律及热经济学结构理论构建了300MW槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统的热经济学模型。以两种集成模式为例,对槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统的热经济学性能进行分析。结果表明,不同集成模式,随着太阳能集热器场加热工质温度的提高,不同于集热器热效率先升高后降低的趋势,其火用效率呈逐渐提高的趋势,热经济性能越好,然而,单位非能量成本和单位热经济学成本却越高。与单纯燃煤机组中的各组元相比,太阳能集热器场的单位热经济成本较高;太阳能辅助燃煤混合发电系统的单位热经济学成本要高于单纯燃煤机组。这说明降低太阳能场的热经济学成本对提高太阳能辅助燃煤热发电系统的经济性具有十分重要的意义。 3.针对我国典型的200MW和600MW燃煤机组,进行了槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统的热力性能分析与计算。以单位发电成本作为经济性评价指标,对太阳能辅助燃煤热发电系统发进行技术经济性分析。结果表明,在相同的太阳能辐射强度下,与大容量等级燃煤机组集成时,太阳能热电转换效率高,当槽式太阳能集热与600MW燃煤机组集成为混合发电系统时,太阳能热发电效率为38.4%;当与相同容量的燃煤机组集成时,在文中设定的条件下,取代全部高加抽汽集成模式的热发电效率要略高于取代1段抽汽集成模式,然而取代1段抽汽的单位发电成本低于取代全部高加抽汽系统,经济性能较好,单位发电成本为0.69元/ kWh ,仍略高于单纯燃煤发电成本0.58元/ kWh。 本课题的创新点有: 1.基于槽式太阳能集热器最佳工作温度的槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式的提出。 2.揭示了200MW、300MW和600MW槽式太阳能集热与燃煤机组的高效集成模式。 槽式太阳能集热与燃煤机组的高效集成有效克服了太阳能的间歇性和不稳定性对槽式太阳能热发电技术推广应用的束缚。本课题提出的基于槽式太阳能集热器最佳工作温度的槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式在太阳能与化石能源互补发电领域有重要的学术价值,对槽式太阳能集热与燃煤热发电集成发电有重要的参考价值,对大规模开发利用太阳能,推动能源、环境和人类经济社会的可持续发展有重要的意义。 【关键词】:槽式太阳能热发电 燃煤发电 最佳工作温度 高效集成模式 热经济性
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK51
【目录】:
  • 摘要7-9
  • Abstract9-12
  • 第1章 绪论12-22
  • 1.1 课题背景12-13
  • 1.2 国内外研究及发展现状13-20
  • 1.2.1 国外研究及发展现状13-18
  • 1.2.2 国内研究及发展现状18-20
  • 1.3 国内外研究发展现状总结及对本课题的启示20
  • 1.4 本课题研究的目标、思路、内容和意义20-22
  • 1.4.1 研究目标20
  • 1.4.2 研究思路20-21
  • 1.4.3 研究内容21
  • 1.4.4 研究意义21-22
  • 第2章 抛物面槽式集热器最佳工作温度研究22-38
  • 2.1 太阳能与化石燃料混合热发电系统类型22-28
  • 2.1.1 太阳能与朗肯循环联合22-24
  • 2.1.2 太阳能与布雷顿循环联合24-28
  • 2.2 抛物面槽式集热器的技术发展28-33
  • 2.3 抛物面槽式太阳能集热器工作原理及结构33-35
  • 2.4 抛物面槽式太阳能集热器的最佳工作温度35-37
  • 2.5 本章小结37-38
  • 第3章 集成模式的提出及其热力性能分析38-52
  • 3.1 N300MW 燃煤机组热力系统38-41
  • 3.1.1 机组简介38
  • 3.1.2 机组原始工况热力系统计算38-41
  • 3.2 燃煤机组变工况理论41-43
  • 3.3 混合发电系统的主要热经济指标43-44
  • 3.4 混合发电系统的集成模式的提出44-47
  • 3.5 混合发电系统集成模式的热力性能分析47-51
  • 3.5.1 槽式太阳能集热与燃煤机组混合发电系统热力学建模47-48
  • 3.5.2 热力性能分析结果48-51
  • 3.6 本章小结51-52
  • 第4章 基于火用及火用经济学分析的集成机理研究52-71
  • 4.1 火用分析52-59
  • 4.1.1 火用分析评价指标52-53
  • 4.1.2 燃煤机组热力系统基础火用分析53-57
  • 4.1.3 混合发电机组火用分析及结果分析57-59
  • 4.2 火用经济学分析59-69
  • 4.2.1 基本原理及概念60-61
  • 4.2.2 热经济学建模61-69
  • 4.3 本章小结69-71
  • 第5章 太阳能辅助燃煤热发电系统经济性能分析71-75
  • 5.1 不同容量等级太阳能辅助燃煤热发电系统热力性能71-72
  • 5.2 技术经济性分析72-74
  • 5.3 本章小结74-75
  • 结论与展望75-78
  • 1. 结论75-76
  • 2. 尚待解决的问题76-77
  • 3. 创新点77
  • 4. 展望77-78
  • 参考文献78-87
  • 致谢87-88
  • 附录A 攻读学位期间发表的论文88-89
  • 附录B 攻读学位期间获奖情况89


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

我国电站锅炉热力计算方法应用的现状    李振全;尹艳山;张国妮;林晓芬;张军;撒应禄;

低温太阳热能与化学链燃烧相结合控制CO_2分离动力系统    洪慧;金红光;杨思;

现行电力系统热经济性状态方程    张春发,张素香,崔映红,杨文滨,张德成

在线监测中机组运行基准工况的确定    崔映红,张春发,周兰欣

火电机组回热系统损分布的通用矩阵方程    李永华;李庚生;闫顺林;

槽式太阳能热发电技术研究现状与发展    罗智慧;龙新峰;

火电厂热力系统级的划分方法研究    崔映红;张燕敏;陈付军;

汽轮机排汽焓的在线计算及末级的变工况特性    崔映红,张春发,丁千玲

关于电厂发电成本计算方法的探讨    焦树建

槽式聚光集热系统加热真空管的特性及应用研究    李明;夏朝凤;

燃料化学能与物理能综合梯级利用的热力循环    洪慧

火电厂单元机组经济指标在线监测及能耗分析系统    谷毅,王爽心,刘如九,王绍民

一种实现火电厂循环水泵变频调速的方法    王利国;吴小洪;齐延韦;赵伟;任斌;

耒阳电厂200MW机组给水温度低原因分析及经济性计算    王运民,符慧林,龚文,汪衡荣

高压加热器的主要故障及防范措施    萧汉才

基于Intranet的火电生产运行在线经济性监测及分析    王建生,王金铭,解海龙,陈永红

低压省煤器在电站锅炉中的应用    季鹏伟,孙石,王旭,张威

石油来源多元化政策分析    孙萍,张韬

大型火电机组节能优化控制系统研究    张春发,曹洪涛,李晓金,赵宁

基于Delphi+Excel的小指标在线监测与考核    闫顺林,周猛,李振东,陈志强,王冬生

工质携带热量进出热系统作功的通用矩阵式    李永华,陈志强,万逵芳,李振东,周辉

太阳能在牧草干燥中的应用研究    宋莎莎;黄净洁;李粤;

严寒地区农村住宅在应用被动式太阳能技术上的优势    周春艳;周春涛;

基于等效热降理论的二次再热机组热力系统热经济性矩阵分析方法及其应用    冉鹏;张树芳;毛建国;

对抽凝机组热力性能实时分析几个关键性问题的研究    许环运;王巍;王晓放;黄钟岳;

提高220t/h高温高压锅炉安全、经济性研究    刘湛;

济南地区太阳能热水器的有效利用    董旭光;王栋成;

近40年来中国太阳辐射区域特征的初步研究    文小航;王式功;杨德保;樊文雁;

建设项目气象应用技术研究与业务系统开发    王栋成;张爱英;董旭光;杨慧春;刘焕彬;汤子东;王新堂;曹洁;王静;

现阶段普及推广太阳能建筑的可行性分析    张滨;赵建平;

塔式太阳能热发电技术研究    张耀明;孙立国;张振远;张文进;刘晓峰;

华北型(双层充气)连栋塑料温室光环境数值模型研究    潘强

基于能效分布矩阵方程的火电厂热力系统分析方法    郭江龙

发电企业成本分析与市场竞争    张晓东

电厂热力系统节能分析方法研究    闫水保

汽轮机排汽湿度微波谐振腔测量技术的研究    韩中合

火电厂厂级监控信息系统(SIS)建模、实现及人工智能的应用研究    余廷芳

汽轮机启动过程中安全经济优化的研究    张志明

核动力装置二回路蒸汽系统仿真研究    田兆斐

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

复杂能量系统的热经济学分析与优化    张超

大型火电机组性能在线监测与分析系统的研究    杨玉婷

300MW机组运行优化管理及应用研究    黄道友

火电厂热力设备及系统性能分析的软件实施    王晓波

凝汽器性能监测与故障诊断研究    张学镭

发电厂成本分析与经济运行辅助决策系统的研究    刘洋

火电机组实时发电成本分析与辅助报价决策研究    薛伟

火电厂生产成本动态监测系统的研究    陈明艳

高压加热器停运的热经济性研究    陶相栋

小功率直接蒸发式太阳能热泵热水系统的研究与试验    张勇

火电机组性能监测与优化研究    杨志平

燃料化学能与物理能综合梯级利用的热力循环    洪慧

汽轮机电站的联合循环动力更新技术    林汝谋,蔡睿贤,肖云汉,郭明万,林公舒

炉膛传热计算方法的发展状况    刘林华

通用锅炉热力计算软件的系统建模研究    钟崴,傅迎春,童水光

火电厂热力系统分析计算研究    张晓晖,杨茉,卢玫,余敏

汽轮机在线性能计算中排汽焓的确定    任浩仁,盛德仁,卢学锋,陈坚红,徐东

汽轮机低压缸效率的改进算法    司风琪,叶斌,胡华进,徐治皋

以煤气化为核心的多联产能源系统——资源/能源/环境整体优化与可持续发展    倪维斗,李政,薛元

HAT循环性能分析研究    林汝谋,方钢,蔡睿贤,张娜,金洪光

改造常规汽轮机电站联合循环系统的热力学分析    刘泽龙,金红光,蔡睿贤,蒋洪德,林汝谋

现行电力系统热经济性状态方程    张春发,张素香,崔映红,杨文滨,张德成

IGCC系统全工况特性与设计优化以及新系统开拓研究    段立强

煤基化工—动力多联产系统开拓研究    高林

以色列地热、废热发电技术及设备简述    邢梦祥

热电联产是发展方向    王秀彬

废热发电高压电网谐振的处理    沈鸿星

太阳能热发电——太阳能斯特林热发电    王国莹;霍天强;

光热发电 光伏发电之后的生力军    

基于太阳能热发电储热方案的研究    舒悦;许强;胡巧巧;

太阳能槽式热发电技术综述    范兵;陈步亮;

太阳能热发电系列文章(7) 塔式太阳能热发电站接收器    范志林;张耀明;刘德有;王军;刘巍;

太阳能热发电系列文章(13)——国际主要槽式太阳能热发电站介绍    安翠翠;张耀明;王军;刘德有;郭苏;

ERP与供应链的集成    辛崇阳,祝甲山

2010上海世博会上海企业联合馆太阳能光热发电展示项目——90℃热水发电    

实验室信息系统的接口标准    何剑虎;周庆利;

MRPII/JIT集成的理论分析与应用研究    韩茂祥;

建筑设计企业信息化建设的发展趋势    李丽;顾景文;

面向网络的GIS与办公自动化集成模式探讨    许盛伟;钟耳顺;宫辉力;

CIMS环境下PDM与3C和ERP的集成应用    孙东奎;董绍华;谢欣荣;

基于XML物化视图的集成模式计算模型    王腾蛟;唐世渭;杨冬青;张震;

医疗信息系统集成的进展回顾    钟国康;

农业循环经济与“生产、生活、生态”集成模式    朱明;齐飞;

基于SOA的服务梳理方法的研究及应用    黎炜;

全球光热发电加速商业化    洋磊

中海阳20亿“豪赌”光热发电    本报记者 李桂琴

光热发电有望成为国内主导能源    本报记者 范思立

光热发电升温 三大瓶颈待解    本报记者 郭锦辉

光热发电充满想象    张立君

光热发电开闸 争议迭出    本报记者 冯洁 实习生 陈周

光热发电起步 持续发展需跨越技术阻碍    本报记者 陆晓辉

太阳能光热发电异军突起    本报记者 王蔚 李新民

太阳能光热发电将异军突起    王蔚 李新民

剑指光热发电系统集成    本报记者 段逸倩

网络化制造平台的体系结构及实现技术研究    苗剑

太阳能有机朗肯循环中低温热发电系统的数值优化及实验研究    李晶

区域土地利用/土地覆被变化动态监测与生态影响评价研究    唐根年

敏捷化CAPP系统原理、关键技术与应用实践    戈鹏

企业资源集成及其能力研究    余吉安

槽式太阳能直接蒸汽热发电系统性能分析与实验研究    杨宾

我国中小企业技术集成创新研究    孙金梅

WEB SERVICES构架下的地质信息集成平台研究    吴建国

Deep Web集成中若干技术研究    徐和祥

无光象聚光定日镜的偏轴象差的分析与修正    林晨星

槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式研究    张明紫

深层网络信息资源集成模式的类型与选择    赵岩

基于企业资源平台的集成模式研究及实现    郑岩

槽式太阳能集热与热发电系统集成研究    王亚龙

基于Internet/Intranet集成模式的SCM系统关键技术的研究及其应用    赵强

鄂尔多斯50MW光热发电项目经济与社会效益评价    张燕娜

基于集成模式的企业物流价值评估    刘晓红

基于网络的房地产企业营销模式的研究及应用    戎逸萍

环境地理信息系统的开发模式研究    王颖

产品数据管理(PDM)系统实施过程中的应用研究    刘庄成