太阳能CaO高温储热辅助CO_2捕集燃煤发电系统

借助CaO作为高温储能介质,可将塔式太阳能集热器系统与燃煤发电系统集成,提高太阳能热发电效率的同时实现烟气中的CO_2捕集。以1000 MW超超临界机组和10 MW塔式太阳能集热器系统为例,构建基于CaO高温储热的塔式太阳集热器辅助CO_2捕集的燃煤发电系统。基于Aspen Plus软件对系统的热力性能进行模拟,模拟结果表明,10 MW塔式太阳能集热器系统发电效率可达40.5%,较单一的太阳能热发电效率(25%)高出15.5%,且可减少等效CO_2排放15.5 t/h,具有较大的技术优势。     

AMTEC与超临界CO_2循环的混合太阳能热发电系统初探

为了进一步提高太阳能热发电效率,以太阳能热为高温热源,将碱金属热电转换器(AMTEC)与在空冷条件下仍有显著热效率优势的超临界CO2循环组成高效的混合太阳能热发电系统,AMTEC冷凝器释放的热量品位高,可以作为余热发电。结果显示,该系统的光电转换效率可达25%以上。     

集成太阳能燃煤锅炉极限抽汽下性能研究

以某600 MW亚临界和1 000 MW超临界机组为参考,提出一种塔式太阳能辅助燃煤发电的系统。该系统将燃煤锅炉一部分高温蒸汽送入塔式太阳能集热器吸热,做功后的给水重新送回燃煤电厂。在确定抽汽极限的基础上,从锅炉侧温度调节、锅炉效率、排烟温度等方面研究了该系统锅炉在抽汽极限条件下的热力性能。结果表明:在变工况运行下烟气再循环能有效调节蒸汽温度,但会引起锅炉效率下降和排烟温度升高,锅炉热效率下降可达0.21%,排烟温度升高可达4.55℃。但锅炉侧效率下降引起的煤耗增加通过太阳能热发电侧来弥补,系统节煤效果明显。     

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。     

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。     

基于变热量等效热降的混合发电系统通用矩阵模型

以定热量等效热降法为基础,建立了混合发电系统的变热量等效热降通用矩阵模型。以某600 MW机组的混合发电系统为例,利用矩阵通用模型计算了该机组采用混合发电的热经济性,分析了混合发电系统的优越性。研究表明,系统效率、节煤量、CO2减排量与辅助热源系统作用位置及流量分配系数密切相关,辅助热源系统作用于高压级加热器时系统的节能潜力及经济效益总体好于作用于低压级时,辅助热源系统作用于各低压级加热器时,各高压级和除氧器级的抽汽效率均有提高。     

风热机组与太阳能热发电耦合系统的性能分析

根据能量梯级利用原则,提出了一种风热机组与太阳能热发电的耦合系统,利用Simulink软件搭建了该耦合系统仿真平台,并根据系统模型对该耦合系统进行了热力学分析。研究结果表明:当风速为6 m/s、太阳辐射强度为800 W/m²时,风热机组与太阳能热发电耦合系统中风热机组的制热性能系数COP达到了6.233,比单一的风热机组的COP提高了125.83%;耦合系统中太阳能热发电系统的?效率达到了42.04%,比单一的太阳能热发电系统的?效率提高了12.10%。风热机组与太阳能热发电耦合系统可以有效提升能源的利用效率,是一种新的风能与太阳能热发电互补利用技术。     

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。     

槽式太阳能热发电在浑善达克沙地的应用可行性分析

使用太阳能发电模拟软件SAM3.0.3.0对在浑善达克沙地建造50MW槽式太阳能热发电站进行可行性分析。对该热电站在不同系统组合条件下的运行状况进行模拟。分析了太阳能辐射强度、地理位置、蓄热设备容量、冷却方式和辅助能源等因素对该类型电站经济性的影响。模拟结果表明:在浑善达克沙地建立50MW槽式热发电站(6h蓄热,水冷,天然气辅助热源)的上网电价可达到0.727$/kWh,另外,单位集热面积每年可减排CO2307kg。     

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。     

新能源辅助燃煤发电系统热力性能的分析研究

以300 MW机组为例,建立由太阳能、生物质能组成的辅助热源作用于燃煤机组回热系统加热器汽侧的损矩阵模型,利用该模型分析原机组回热系统中各加热器的节能潜力,确定辅助热源的高效引入位置,研究新能源辅助燃煤混合发电系统的汽轮机效率、标准煤耗率降低量等热力性能指标。结果表明:5#低加、2#高加是节能潜力最大的加热器,100%负荷下混合发电系统的经济效益最好,辅助热源作用于2#高加混合发电系统的经济性优于5#低加,并随分流系数增大,热力性能指标均升高;当分流系数增至完全排挤汽轮机抽汽各指标最大值时,全厂及汽轮机效率提高率分别达6.31%、6.71%,标准煤耗率降低量达17.87 g/k Wh。     

太阳能辅助330 MW燃煤机组互补发电系统动态特性及年性能分析

基于TRNSYS仿真平台,对槽式太阳能辅助某330 MW燃煤互补发电系统典型日动态特性进行定量分析。结果表明,随着太阳能的引入,机组主蒸汽的温度、流量小幅波动,再热蒸汽温度下降、流量增加。在此基础上对互补发电系统的年性能展开分析。结果表明在一年中,互补发电系统所增加的功率在4～8月份明显高于其他月份。太阳能利用小时数在夏至日最高,冬至日最低,春分和秋分时二者接近并居于夏至和冬至日之间。     

双热源集成发电系统研究

阐述了烧结工序中烧结机烟气和冷却机废气两种余热分布规律及协同回收利用原则,对立式逆流冷却机、热废气-烟气双热源余热锅炉装置、三进口余热锅炉装置及双余热源集成发电系统进行了研究,并以宝钢2号烧结余热回收系统余热源参数为基础,在烧结机烟气和冷却机废气携带热量不变的工况下,对研发的集成发电系统选定两种方案与原余热回收方案进行热经济性计算与对比分析.结果表明：双源集成发电系统两种方案的余热锅炉效率分别达到了73.4%和69.0%,发电净功率分别达到了16.40 MW和15.40 MW,研究结果可为中低品位余热高效回收装置的研发提供科学依据和技术支撑.     

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。     

太阳能热发电技术的进展及现状

介绍了槽式、塔式和盘式太阳能热利用发电站的发展史和技术现状.指出槽式太阳能热发电站的功率可至1000MW,是所有太阳能热发电站中功率最大的,其年收益也最高.塔式太阳能热利用发电站的功率可至100MW,与槽式系统相比,在商业上还不成熟.但高温型塔式系统和燃气轮机混合发电或和混合发电站联合发电最具市场化前景.盘式太阳能热发电系统功率5～1000kW,它用在流动场所,应用范围大,除可满足用电需求,还可代替柴油机组.     

太阳能预干燥低阶煤发电系统性能分析

针对我国西北地区太阳能和低阶煤资源丰富的特点,提出一种利用太阳能预干燥低阶煤的发电系统.以某典型600 MW超临界机组为例,通过建立太阳能集热单元和低阶煤预干燥单元的热平衡模型,分析了太阳能预干燥低阶煤后煤的质量与能量的变化规律,从机组煤耗率和太阳能光电转换效率等角度评估了太阳能预干燥低阶煤发电系统的综合热力性能;并以静态投资回收期作为经济性评价指标,探讨了设备总投资和上网电价变化对机组经济性能的影响.结果表明:利用低品位太阳能预干燥低阶煤可有效降低机组煤耗率,当低阶煤水分由25.0%干燥至10.0%时,煤耗率降低8.9g/(kW·h),同时太阳能光电转换效率可达到25.3%,静态投资回收期仅为4.3a,系统经济效益显著.     

燃气轮机部分负荷工况下联合太阳能系统循环的变组合工况性能分析

以槽式太阳能集热场和燃气-蒸汽联合循环所组成的太阳能燃气联合循环为研究对象,利用Ebsilon软件对该系统进行建模,对原有燃气-蒸汽联合循环(GTCC)系统设备不变、汽轮机扩容和汽轮机及低压省煤器均扩容3种条件下,机组部分负荷运行时太阳能集成特性进行分析。结果表明在现有设备不改变的基础上以及相同的太阳集热器出口蒸汽参数下,太阳能的集成规模受汽轮机容量的限制。当燃机从100%负荷降至30%负荷运行时,集热板接收太阳辐射的最大值从0 MW增至65 MW,对应的太阳能净发电效率从29.6%增至31.6%。在原有设备基础上对汽轮机进行扩容改造后,燃机满负荷运行,当集热板辐射量由24 MW增至120 MW时,太阳能最大净发电效率由28.5%降至26.5%。当燃机负荷在75%以上运行时,低压省煤器面积增大1.2倍,当太阳能集成规模为74 MW时,太阳能净发电效率提高约2%。     

槽式太阳能光热电站集热系统分区数对系统性能的影响

以某50 MW槽式太阳能光热电站为模拟对象,依据电站的主要参数,建立槽式太阳能热发电系统模型,分析了集热系统分区数、回路数和储热时长对年净发电量和平准化度电成本的影响。结果表明：50 MW槽式太阳能光热电站的单回路中集热器数量以4个为最佳,最佳集热系统分区数为6,最佳储热时长为16 h。     

不同热源下布雷顿循环系统分析

与传统能源发电相比,超临界二氧化碳(S-CO₂)布雷顿循环发电系统具有系统结构紧凑、循环效率高、安全性能较好等特点。采用Aspen Plus构建了不同热源下超临界二氧化碳布雷顿循环动力系统及热力学模型,重点分析了分流比、透平进口温度及压力、主压缩机入口温度对循环效率的影响。根据参数工况设计三种不同热源布雷顿系统：以煤基为热源的系统采用分流再压缩再热布雷顿循环,主气温度640℃以下再热的设置会比无再热效率高,循环效率可达46.02%。发电效率和再压缩功率随分流比的增加而增加,而主压缩机的则下降。燃气系统采用再压缩循环,透平入口温度与压力的增加可使循环效率增加,循环效率最高可达43.01%。以压水堆为热源的船舰动力系统设计为分流再压缩再热循环。存在最佳分流比,循环效率为37.41%;透平入口压力的增加使循环效率的变化先增加后变缓。主压缩机入口温度的增加使循环效率逐渐下降。     

槽式太阳能辅助燃煤热发电系统性能分析

热槽式太阳能辅助燃煤热发电系统可以达到深层次节能减排的效果,建立了槽式太阳能系统作用于回热加热器汽侧的热经济性模型。以350MW和600MW机组为例,分别得到了节煤量、节煤成本、CO2减排量等热经济性指标。结果表明:350MW机组节能潜力更明显,而600MW机组减排能力更强;槽式太阳能系统作用于高加汽侧时热经济性高于低加汽侧,最优方案是作用于1号高加汽侧,完全替代该级抽汽时,机组的各项热经济性指标达到最大值。