多能互补清洁供暖系统特性分析

为加速能源低碳转型,本文提出了一种基于太阳能、风能和地热能3类可再生能源多能互补的清洁耦合供暖方案,即在利用地热能供热的同时,将太阳能和风能联合其中实现辅助供热,从而突破太阳能与风能的不稳定性及间歇性等缺点,达到3类能源的合理配置效果。首先,在EBSILON软件中搭建了集热、储热、换热各能量转换与输运的热力模型,选定郑州典型供暖季的气象、地热等自然资源条件作为初始约束,研究了太阳能光热换热效率、供暖量及地热单元供暖输出等关键指标的变化规律。结果表明：光热转换效率集中分布在45%～60%;辐照较弱时,太阳能主要依靠储热装置放热维持机组热平衡,其最低供热谷值为27.268 kW;随着外界辐射能力的增强,系统供热量最大可达40.311 kW;在夜晚时段,地热机组供热量出力占主导,输出负荷最大达165.556 kW;相较于日照条件较好的白天,经太阳能预加热的回水温度有所升高,致使地热机组日间供热量相对减小,最小供热量为163.637 kW;当地热温度梯度上升5℃时,该机组供热量平均增高6.548 kW;风能利用单元伴随着机组负荷与外部风资源的波动,灵活地满足后端热泵机组处电压缩机用能需求,确保...     

太阳能应用于土壤源热泵低温热源侧的实验研究

为了提升热泵机组的性能系数COP,合理利用不同温度层次的太阳能集热量,文章基于太阳能—土壤源复合热泵系统的大量实验结果,分析了蒸发器进口温度对热泵系统各项性能的影响,并在此基础上,分析了复合源热泵工况和太阳能热泵工况的运行特点。分析结果表明:随着蒸发器进口温度的升高,热泵机组吸热量逐渐增大,热泵机组输入功率略有增加,导致热泵机组的供热量和COP均逐渐增大;复合源热泵工况下,存在土壤源和太阳能共同供热,以及土壤短期储热与太阳能单独供热同时进行的两种运行情况;为了提升热泵机组的工作性能,在太阳能集热量较低时,优先运行复合源热泵工况;土壤源温度的自然恢复能力较差,需要利用太阳能集热系统对土壤源进行跨季强制蓄热,以提高土壤源温度,缓解土壤源冷堆积现象。     

太阳能光热与火力发电耦合互补特性分析与研究

太阳能光热与火力发电耦合互补是指以温度对口、能源阶梯利用为原则,将太阳能光热发电与常规火力发电厂的热力系统通过不同方式进行耦合互补,在机组发电量不变的前提下,采用太阳能光热系统替代部分燃煤消耗,降低耗煤量。本文结合工程实例,提出了3种太阳能光热与火力发电耦合互补方式,并以电厂的千瓦时耗煤量为指标对3种太阳能光热与火力发电耦合互补方式进行了分析,得出采用四级换热的太阳能光热与火力发电互补方式的千瓦时耗煤量最低。     

利用吸收式热泵机组提取浅层地热的复合型集中供热方式研究

提出一种利用集中供热系统提供的高温热水驱动吸收式热泵机组提取浅层地热的复合型集中供热方式。通过一次能源利用效率、经济性分析等角度比较可知,相对常规热电联产集中供热方式,该方式可在集中供热系统热源不扩容、系统能耗不增加的前提下大幅提高原供热系统的供热能力,降低供热成本;相对电驱动土壤源热泵供热方式,该方式采用一次热网提供的高温热水作为驱动热源做功,替代高品质的电做功,可大幅减少耗电量,更好地实现能源梯级利用。在满足相同供热量条件下,吸收式土壤源热泵机组供热方式具有一次能耗低、地下埋管换热面积小、冬季地下取热量小和利于冬夏土壤热平衡等优点。     

太阳能与复叠式高温空气源热泵联合供热系统应用

设计一套太阳能与空气源热泵联合供热系统，出水温度为80～90℃。通过对太阳能集热器和空气源热泵产品性能进行比较，选择集热效率高的中温型太阳能集热器和双级压缩复叠式空气源热泵，并对两种热源并联的供热系统进行详细的控制逻辑设计。以泰国CPC太阳能热水项目为例，对供热系统的稳定运行情况和节能效果进行验证。项目地辐照资源好，联合供热系统运行稳定、效果良好。     

背压式供热机组热力系统优化探讨

火力电厂的凝汽式汽轮机组为了提高循环热效率,全部采用了抽汽回热系统,利用抽汽加热凝结水和给水,回收热量,减少排汽损失.背压机组没有回热抽汽,机组做功能力增加,汽轮机排汽量增大也使对外供热量提高.通过经济性对比分析得出结论,取消背压式汽轮机组回热加热器,仍能保证机组的循环热效率,同时提高了供热机组的经济效益.     

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。     

槽式太阳能供热光伏系统集热器集热性能的实验研究

文章基于沧州地区的气候特点,通过实验分析了传热工质进口温度、直射辐射量对槽式太阳能供热光伏系统中集热器集热性能的影响情况。实验结果表明:沧州地区3月份晴朗天气条件下,槽式太阳能供热光伏系统的集热效率为0.35～0.65;当运行温度为20～100℃时,随着传热工质入口温度逐渐升高,槽式太阳能供热光伏系统中集热器的集热效率和火用效率均得到明显提高;直射辐射量的增大,会导致槽式太阳能供热光伏系统中集热器的集热效率和火用效率随之升高。     

F级燃气-蒸汽联合循环机组供热经济性分析

以华北电网某F级燃气-蒸汽联合循环机组为例,通过试验确定了联合循环机组抽凝和背压两种运行模式下供热量的变化,建立了全厂热效率的计算模型,并得出了联合循环机组的供热性能。结果表明:全厂热效率随着供热量增加而提高,当供热量需求在200t/h~400t/h范围时,一拖一抽凝模式具有经济性运行优势;供热量需求在400t/h~620t/h范围时,采用背压模式运行优势明显;供热量需求在620t/h~770t/h范围时,仅背压模式能够满足运行需求。     

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。     

两种运行模式下光煤互补发电系统热性能对比分析

以某空冷600 MW光煤互补发电机组为研究对象，对机组在两种典型运行模式下太阳能发电量、光电转换效率、标准节煤量等热性能进行分析比较。针对已建成光煤互补机组，提出太阳能利用效益最大化新热循环效率评价指标，并以新热循环效率最大为目标的光煤互补机组背压优化新方法，获得不同负荷下背压优化后机组热性能的提升效果，最后定量分析环境温度对机组热性能优化的影响。结果表明：机组在“功率增大型”模式下的热性能更优；背压优化后机组在两种运行模式下的热性能提升效果受太阳直接辐照度和机组负荷影响。光电转换效率、热循环效率和节煤量的提升效果随环境温度的降低而增强。     

基于燃煤机组供热改造方案技术经济性研究

  目的  为了解决目前燃煤机组面临的电负荷与热负荷矛盾突出的问题,保障机组冬季热源供给,有必要进行破除其热电耦合关系的供热改造方案的研究。  方法  对某类型300 MW燃煤机组的两种供热改造方式进行模型分析,比较机组改造前后的供热量等数据,研究符合生产条件的热电解耦供热改造方案。总结出了热电联产机组供热改造的经济效果。  结果  通过文中供热模型分析可知,燃煤机组仅靠抽汽进行供热,受电负荷制约很大,高电负荷时供热量为低电负荷时的2～3倍。当电负荷受限严重时,其供热量无法满足冬季供热需求。但机组经过高背压改造、切缸改造后,调峰能力增强,相同电负荷下其供热量增加到原来的3～4倍,有效解决了这一问题。  结论  文章研究成果对今后相同类型的燃煤机组供热改造具有借鉴意义。     

农村住宅多能源互补供暖节能技术

北方农村住宅中热效率低的分散式采暖方式,污染严重。提出在北方农村采用太阳能、空气源热泵及生物质能耦合多能源互补供暖系统。应用TRNSYS软件,以西安地区典型农村住宅为例,对太阳能-空气源热泵-生物质能多能源互补供热系统进行模拟。模拟结果表明:多能源互补供暖系统中,在整个采暖期太阳能贡献率为42.18%,其余负荷可由空气源热泵和生物质能进行补充。     

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。     

再循环式光-煤互补复合发电系统的热经济状态方程

基于火电机组热力系统的结构特性及其热力特性,运用系统工程观点,提出一种新型再循环式太阳能集热系统与火电机组热力系统的集成方式,建立该再循环式光-煤互补复合发电系统的热经济性状态方程。该方程的结构与复合发电系统的结构一一对应,能从整体上反映出太阳能以及机组辅助汽水进出系统对机组运行热经济性产生的影响及其规律。以300 MW火电机组为例,分析再循环式光-煤互补复合发电系统中太阳能集热系统出口蒸汽替代热力系统各级抽汽的热经济性,结果表明替代蒸汽的运行参数越高,复合发电系统的热经济性越好。     

太阳能与热泵联合干燥木材的优化匹配

介绍了太阳能与热泵联合干燥系统的组成与工作原理.通过理论分析与实验研究探讨了太阳能与热泵联合运行的优化匹配,当太阳能供热量能满足木材干燥所需热量时,由太阳能系统供热;否则由太阳能与热采联合供热;阴雨天和夜间由热泵供热.当太阳能送风温度低,但高于环境温度时,低温太阳能向热泵送风,可以提高热泵的供热系数和供热量.对应于一定的环境温度,太阳能向热泵送风有一个相匹配的最低温差.例如当环境温度为24℃时,通过理论和实验求得太阳能向热泵送风与环境温度间的最低送风温差分别为4℃和6℃.     

基于极差分析与费用年值法的太阳能-空气源热泵互补供热系统的正交优化

为了研究太阳能-空气源热泵互补供热系统的关键参数,文章基于巴彦淖尔某办公建筑,利用Polysun软件建立太阳能-空气源热泵互补供热系统模型;然后,将供暖季模拟结果与文献实验数据进行对比分析,以验证该模型的正确性;最后,以ACSF为目标参数,采用正交试验法和极差分析法对太阳能-空气源热泵互补供热系统的4个关键参数进行正交优化分析。分析结果表明,对太阳能-空气源热泵互补供热系统进行两步优化后,该系统的年太阳能保证率由64.2%逐渐升高至80.2%,ACSF由550元逐渐降低至403元,降低了26.73%。     

光伏/光热-地源热泵联合供热系统运行性能研究

为解决太阳电池的发电效率随温度升高而下降以及地源热泵系统供热引起的土壤热失衡问题,以典型居住建筑的光伏/光热-地源热泵（PV/T-GSHP）联合供热系统为研究对象,基于TRNSYS软件,采用土壤温度、地源热泵机组季节能效比、光伏发电效率和太阳能保证率为评价指标,对该联合供热系统进行运行性能分析。研究结果表明：夏热冬冷地区（以长沙为例）太阳能保证率相对较高,PV/T组件面积为满屋顶最大化安装（900 m²）时,第20年末土壤温度相比初始地温仅升高0.8 ℃,热泵机组季节能效比约为5.1,太阳能保证率为97.0%~98.7%;不同气候地区的太阳能保证率与PV/T组件面积和建筑全年累计供热量有关,通过定义单位建筑全年累计供热量PV/T组件面积指标,得到中国不同气候地区的太阳能保证率与该指标的耦合关系,回归方程的决定系数R²为0.983,得出在已知建筑全年累计供热量和太阳保证率设计目标值的条件下所需PV/T组件面积的计算方法。PV/T-GSHP联合供热系统的全年运行能耗显著小于平板太阳能集热器-地源热泵联合系统（最小降幅为沈阳,49.7%）,远小于空气源热泵（最小降幅为石家庄,79.8%）和燃气壁挂炉（最小降幅为沈阳,65.1%）。     

双水箱太阳能集中热水系统关键参数优化及建筑类型的适用性研究

为对供热水箱容积、供热水箱控制最低水位、补水泵流量、集热水箱放水温度等关键参数进行系统优化,建立典型的双水箱太阳能集中热水系统仿真模型,以太阳能保证率和集热效率为主优化指标。结果表明:部分工况下供热水箱容积的增大会引起太阳能保证率的增大,但集热器的集热效率会有所减小;对于供热水箱通过水位控制的双水箱太阳能集中热水系统,建筑类型对系统补水泵流量的影响较大;对于集热水箱到供热水箱的热水通过温差控制的热水系统,放水温度应大于用户用水温度;双水箱太阳能集中热水系统,更适于24 h连续供水的建筑类型。     

建立太阳能珍珠贝苗孵化场的构想与实施

本文提出了利用太阳能为珍珠贝苗卵孵化供热的构想及具体方案，对太阳参供热系统的供热量，建设预算和方案设计了初步的理论计算，并在实地考察的基础上探讨了太阳能系统与养殖系统的配合关系，最后对该方案做了较详细的经济效益分析。