太阳能与燃煤机组混合发电方式的热经济性研究

阐述了分别从锅炉蒸发受热面、高压加热器汽侧和汽轮机低压缸引入太阳热能与燃煤机组进行混合发电的3种集成方案,定义了太阳能热电转换率、单位时间节煤量及太阳能热贡献率等评价指标,并以某300 MW燃煤机组为例,应用变热量等效焓降法计算理论对3种太阳能与燃煤机组混合发电集成方案的热经济性指标进行了计算和比较,确定了混合发电的最优集成方式,并对其经济性进行了初步分析.结果表明：混合发电集成方案2-1（取代2号高压加热器抽汽）的热经济性指标、运行安全性和稳定性均较好,因此选取方案2-1作为混合发电最优集成方案;太阳能的单位发电成本为0.63元/（kW·h）,低于单纯太阳能发电站的0.75～1.85元/（kW·h）.     

太阳能与燃煤机组混合发电系统集成方式的研究

阐述了太阳能与燃煤机组混合发电系统的3种集成方式:太阳能集热场与锅炉并联,太阳能集热场与加热器并联及太阳能集热场与锅炉、加热器二者并联.采用传统的绝对电效率、标准煤耗以及太阳能热发电效率作为经济性指标,并利用热平衡方法对混合系统的热经济性指标进行了计算.以200 MW机组热力系统为例,对3种集成方式下机组的热经济性指标进行了比较,对不同辐射强度下机组热经济性指标的变化规律进行了分析,并确定混合发电的最优集成方式.结果表明:太阳能与燃煤机组混合发电时,太阳能热发电效率高于单纯的太阳能热发电,且燃煤机组煤耗率降低;在3种集成方式中,太阳能集热场与锅炉并联时,太阳能热效率最高、节煤量最多.     

塔式太阳能与燃煤互补复合发电系统技术经济性分析

提出塔式太阳能与燃煤机组复合发电系统的优化集成方案,建立复合发电系统技术经济性评价的分析计算模型,以330 MW机组为例,对3种集成方案的技术经济性进行模拟计算。结果表明,塔式太阳能与燃煤机组复合发电系统的热功转换效率高于纯塔式太阳能低于燃煤机组,通过单方案判断、多方案比选和财务盈利能力的分析得出,塔式太阳能产生的蒸汽引入燃煤机组主蒸汽是较理想的选择,其热功转换效率约为42.8%,太阳能净发电成本为2.68$/k Wh。     

不同容量和地区下光煤混合发电变工况性能研究

在构建系统集成模型的基础上,阐述光煤混合发电系统变工况性能计算方法。以3个地区和4种容量燃煤机组为例,研究集成模型、取代份额、辐射强度、地区和容量对光煤混合发电系统性能的影响规律。结果表明:机组容量和地区一定的情况下,全部取代1级抽汽且辐射强度最大时的系统节能效果最优;同机组不同地区开展混合发电时,太阳能资源丰富地的集热场面积最小,集热场换热效率和太阳能热电转换效率最大,年累计节能减排量大,静态投资回收期最短;同地区不同容量机组开展混合发电时,大容量机组年平均太阳能热电转换效率和年累计节能减排量最大,静态投资回收期最短。     

集成太阳能辅助供热的600 MW高背压热电联产机组的运行及优化

为了解决太阳能辅助燃煤发电系统与太阳能辅助抽汽供热系统的余热损失增多问题,提出一种太阳能辅助高背压热电联产系统的优化改造方案。利用EBSILON软件采用数值模拟的方法,对改造前后机组的整体性能和改造后机组在不同发电功率、背压、热网供回水温度工况下的收益变化进行了分析,对比了改造前后机组的(火用)效率与经济性差异。结果表明：改造后的太阳能辅助高背压热电联产系统节煤更多,机组回收了集成太阳能产生的余热后供热能力增强;改造后的机组在低发电功率、较高背压和较低热网供回水温度时节煤更多;在低发电功率、较低背压及较高热网供回水温度时机组的供热能力更强;改造后的太阳能辅助高背压热电联产系统(火用)效率更高、系统的经济效益更佳。     

太阳能与燃煤机组集成发电系统性能研究

以常规燃煤机组为原型,提出新的槽式太阳能与燃煤机组集成发电方式,即槽式太阳能集热场加热小汽轮机排汽,取代部分1号高压加热器回热抽汽。利用模拟软件建立发电系统计算模型,分析太阳能辐射强度（DNI）和集热面积对该系统性能的影响。以动态投资回收期TDP、内部收益率IRR等为评价指标,对该系统进行经济性分析。结果表明：随着太阳能幅射强度的增大,互补发电系统的太阳能发电功率、太阳能热电转换率等随之增大,且集热面积的影响趋势与太阳能幅射强度（DNI）大致相同;在拉萨地区进行该系统建设的IRR最高,为16.97%;对IRR的敏感性影响因素从大到小排序依次为煤炭价格、集热器造价和并网电价。     

太阳能与燃煤联合发电技术及其应用前景

介绍了太阳能与燃煤联合发电技术原理及工程应用,综合分析了联合发电系统不同集成方案的热经济性,给出了太阳能与燃煤联合发电技术的应用前景,提出了我国发展太阳能与燃煤联合发电技术的建议。通过对太阳能与燃煤联合发电系统的性能分析及工程实例表明,太阳能场与燃煤机组回热系统相结合的方式,运行稳定,经济性较好,特别是太阳能场取代1段抽汽的集成方案较为理想,具有很好的发展前景。     

太阳能集热系统与600MW燃煤机组集成及性能分析

为了避免工质两相流带来传热效果的恶化和流体分层现象,提出了抛物面槽式太阳能集热器与600 MW燃煤机组热力系统集成的优化设计。以呼和浩特地区为例,针对600 MW机组最优集成方案的研究结果表明,取代2段抽汽方案为最优,其太阳能热电转换率达35.85%,全年可节约标煤12 494.09 t,减排二氧化碳29 610.99 t,投资回收期为12.5 a。     

两种典型集成方式下太阳能辅助燃煤机组发电系统热性能对比分析

基于热力学第一定律和质量守恒定律,建立槽式太阳能辅助燃煤发电系统模型。并针对槽式太阳能辅助燃煤机组回热系统最常见的两种集成方式,以槽式太阳能辅助某330 MW亚临界燃煤机组为研究对象,基于典型年气象数据及原燃煤机组年实际负荷,对这两种集成互补方案进行分析比较,并在此基础上,定量分析蓄热对互补发电系统年性能的影响。结果表明:串联集成方式在运行调节及系统控制方面更易实施,但并联集成互补系统具有更好的热经济性;此外,蓄热能大幅减小太阳能间歇性造成的集热子系统输出波动,且对于有条件设置较大集热面积的互补系统,加入蓄热可使其获得更好的经济性。     

槽式太阳能集热场与燃煤机组混合发电系统研究

通过太阳能与燃煤机组混合发电系统的分析研究,以槽式太阳能集热器与燃煤机组集成为基础,采用以工质直接吸收太阳能热的方式,考虑工质不同的引出和引入系统的部位,提出了三种不同的系统集成方式。对三种系统集成方式进行模拟,根据模拟结果对系统不同性能指标进行了分析,选出了其中最优的集成方式。同时对该系统集成方式进行了技术经济分析,结果表明其太阳能发电部分的LEC成本为0.539元/k W·h,低于单纯的太阳能热发电成本,与风力发电和秸秆发电等可再生资源发电技术相当。     

基于热经济学代数模式的太阳能-燃煤机组性能分析

采用热经济学的代数模式,以太阳能辅助某600MW超临界燃煤机组为例。建立了太阳能-燃煤机组系统性能分析评价模型,以系统中的损率、效率和热经济学参数为指标,对太阳能-燃煤机组系统的耗散状态进行研究,并分析了太阳能设计辐射强度以及太阳能单价对该机组发电成本和太阳能集热系统热经济系数的影响,将相关数据绘制成曲线图加以分析。结果表明,引入太阳能辅助能源后,机组的效率为42.51%,煤耗从281.7g/(k W·h)降至268.5g/(k W·h),发电成本降为0.3449元/(k W·h),为太阳能-燃煤机组系统的应用提供了科学性的理论支持。     

CO2减排机理及与燃煤电厂集成特性的研究

推导了CO2吸收工艺系统再生能耗计算公式,分析了吸收剂性质对再生能耗的影响,计算得到不同质量分数下吸收剂的再生能耗;提出几种基于槽式太阳能辅助燃煤发电技术的CO2减排集成方案,以N600-24.2/566/566型发电机组为例,以集成系统热耗率、发电标准煤耗率和热效率作为经济性指标,采用热平衡法对不同集成方案机组的热经济性指标进行了计算和比较.结果表明:在加入太阳能热量和机组主蒸汽质量流量不变的情况下,集成方案5在设计辐照强度下的热耗率和发电标准煤耗率均最低,是最经济的集成方案.     

CO_2减排机理及与燃煤电厂集成特性的研究

推导了CO2吸收工艺系统再生能耗计算公式,分析了吸收剂性质对再生能耗的影响,计算得到不同质量分数下吸收剂的再生能耗;提出几种基于槽式太阳能辅助燃煤发电技术的CO2减排集成方案,以N600-24.2/566/566型发电机组为例,以集成系统热耗率、发电标准煤耗率和热效率作为经济性指标,采用热平衡法对不同集成方案机组的热经济性指标进行了计算和比较.结果表明:在加入太阳能热量和机组主蒸汽质量流量不变的情况下,集成方案5在设计辐照强度下的热耗率和发电标准煤耗率均最低,是最经济的集成方案.     

太阳能蒸汽与燃煤机组集成系统分析

基于我国当前火力发电状况,提出将太阳能蒸汽作为火电厂辅助蒸汽系统辅助热源的集成发电方案。以某600MW机组为例,提出多种太阳能蒸汽与燃煤机组集成方案,并分别对各方案进行热力计算及热经济性分析。结果表明:选取的集成方案不同,系统的热经济性不同;被取代蒸汽品质及数量越高,集成系统热经济性越好。     

太阳能辅助燃煤发电系统单耗模型及参数敏感性分析

为研究太阳能引入对燃煤发电系统热力性能的影响,从单耗分析理论出发,建立太阳能辅助燃煤发电系统的单耗模型,对单纯燃煤机组和不同集成方式下的太阳能辅助燃煤发电系统的燃料单耗及成本单耗进行对比分析。结果表明:太阳能替代1段抽汽的辅助发电系统的燃料单耗及成本单耗均最低,分别为284.27 g/k Wh和0.38$/k Wh。在此基础上,以单耗性能最优的集成方案为例,对太阳直射辐射强度(DNI)、集热面积、油水换热温差、煤炭价格、集热器价格等关键因素对辅助发电系统燃料单耗及成本单耗的影响进行分析。     

光煤互补发电系统复合扰动工况性能研究

以330 MW光煤互补发电系统为例,研究负荷、辐照条件复合扰动情况下太阳能侧集热器效率、燃煤侧高加热转功效率的变化,在此基础上探讨3个高加6种集成方式下太阳能净发电效率与机组负荷及与太阳辐照度之间的关系,确定各负荷和辐照度时段的最佳集成方式。针对夏季中午机组负荷低峰、辐照高峰所产生的太阳能热量的浪费问题,提出光煤互补系统集成方式切换运行的设想,计算表明在该运行方式下,机组每天利用太阳能可多发电9175.7 k Wh。     

槽式太阳能与火电机组联合系统的经济性分析

针对太阳能与火电机组联合运行系统提出3种集成方案:太阳能集热系统与机组回热系统并联;太阳能集热系统与锅炉汽化段并联;太阳能集热系统与机组回热系统及锅炉汽化段并联。以槽式太阳能与600 MW亚临界火电机组联合为例,对3种方案进行经济性分析,并对最优方案太阳能部分做能源平均成本(LEC)计算。结果表明:3种方案(尤以第3种方案最佳)均可有效减少燃煤量,降低CO_2排放量,最优方案中LEC低于单纯太阳能发电成本,具有经济可行性。     

太阳能辅助燃煤热发电系统的探讨

由于太阳能供给的间歇性,单独投资建造的太阳能热发电系统经常会出现设备成本高、利用率低、收益低等问题。因此,利用太阳能热发电系统与常规燃煤发电系统都有汽轮机部分这一特点,将槽式抛物太阳能集热器集成到常规燃煤发电系统中,寻求改造现有燃煤发电系统的新途径。以某300 MW机组为例,利用弗留格尔公式进行变工况计算,然后进行热经济性分析,为太阳能辅助燃煤热发电混合系统的建立提供理论参考。     

基于碳捕集的太阳能-燃煤机组热力系统性能分析

针对碳捕集系统对燃煤机组热力性能方面的影响,以600 MW超临界汽轮机组为研究对象,研究燃烧后碳捕集的再生能耗,提出基于碳捕集的太阳能辅助燃煤机组热力系统集成方案,阐述该集成系统碳捕集的工作原理和吸收机理,对比分析太阳能碳捕集集成系统较传统碳捕集系统在热力性能方面的优势。利用系统灵敏度分析法,计算太阳能集热器价格波动时在成本上与之相抗衡的煤价,为实际中燃煤机组碳捕集集成方式的选定提供依据。结果表明:在碳捕集率为85%,日照辐射强度为500 W/m~2,其他参数相同的情况下,太阳能碳捕集系统和传统燃煤碳捕集系统的热效率分别为43.604%和38.238%,按太阳能市价1800$/m~2计算,太阳能-燃煤机组碳捕集电站的发电成本为0.5577$/(k Wh)。     

太阳能辅助碳捕集的660MW燃煤电站出力变化研究

为研究碳捕集对燃煤机组出力的影响,建立了仿真模型,分析了燃煤机组加装碳捕集装置后的系统性能变化。系统分为常规方案和太阳能辅助方案,常规方案抽取机组中压缸排汽为碳捕集装置供能,太阳能辅助方案采用太阳能完全替代抽汽,以提升燃煤电站性能。以660 MW燃煤机组为研究对象,分析了碳捕集改造对燃煤电站性能的影响,并将太阳能辅助对机组性能的提升作用与常规方案进行了对比。结果表明：与原燃煤机组相比,常规方案下机组最大出力由666.70 MW下降到466.31 MW,供电效率由42.79%下降到30.69%;太阳能辅助方案下,机组出力可以达到604.30～608.06 MW,说明碳捕集会对燃煤电站的最大出力造成较大影响,而利用太阳能辅助碳捕集基本能完全恢复机组的做功能力。