太阳能燃气联合循环机组热电联产性能分析

针对传统太阳能燃气联合循环机组无法适应当前电–热综合能源系统发展趋势的问题,该文建立太阳能燃气联合循环热电联产机组的稳态模型,分析燃气联合循环机组配置太阳能及储热设备前后运行特性及调峰能力的变化情况;进而构建机组经济性模型并进行典型日调度分析。结果表明:太阳能的输入可以增大原机组的热电可行域,增强机组的调峰能力;太阳能燃气联合循环热电联产机组减少了化石燃料的消耗,具有良好的经济效益和环境效益。

太阳能集热器耦合方式对太阳能燃气联合循环性能影响分析

根据"能量互补,梯级利用"原则,对太阳能燃气联合循环中太阳能集热器出口过热蒸汽与余热锅炉3种耦合方式的性能进行了研究,对比分析了3种耦合方式下系统燃料消耗量、燃料基热效率、[火用]效率、[火用]损率、化石燃料节约率及不同集热场出口蒸汽温度对系统性能的影响。结果表明:太阳能集热器出口过热蒸汽接入到余热锅炉的高压蒸发器出口时,具有较高的热力性能,与没有投入太阳能集热器相比,燃料消耗量降低1.12 kg/s,燃料基热效率提高4.6%,[火用]效率提高4.3%,[火用]损率降低5.2%,节约化石燃料率为7.7%;此外,通过经济性分析可知,采用上述耦合方式每年可节约燃料费用2408.3万元,减少CO2排放量20 047.5 t。

基于先进[火用]分析方法的太阳能燃气联合循环[火用]损分析

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,利用先进[火用]分析方法对系统各主要部件及整体[火用]损进行分析,并将系统[火用]损分为内部损、外部[火用]损、可避免[火用]损和不可避免[火用]损。结果表明:系统[火用]效率与太阳辐射强度(DNI)具有相同的变化趋势,而系统[火用]损率则与之相反。燃烧室和太阳能集热场2个部件具有较大的[火用]损率,分别为54.8%和16.1%;系统大部分[火用]损为内部[火用]损和不可避免[火用]损。系统中[火用]损最大的部件是燃烧室,占全部[火用]损的54.86%,其次是槽式太阳能集热场,占全部[火用]损的16.15%。

太阳能燃气联合循环系统典型日逐时特性分析

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(ISCC)为研究对象,结合热力学第一定律和第二定律对太阳能集热场及ISCC系统整体在4个典型日的热力学逐时特性进行研究。结果表明:随着太阳能辐射强度的增加,太阳能侧发电量也随之增加,而燃气-蒸汽联合循环发电(CCPP)系统发电量逐渐减小,形成互补趋势;随着太阳能辐射强度的增加,太阳能集热场的工质流量、集热场效率和光电转换率随之增加,ISCC系统的燃料基热效率和[火用]效率也随之增加,而[火用]损率逐渐减小,表明太阳能集热场的启用可以提升ISCC系统性能;对系统主要评价指标进行分析,得出系统年太阳能侧发电量为27.25 MW·h,年燃料节约率为3664.6 t,年CO2减排量为10077.66 t,年节省燃料费用为1210.64万元。该研究可为ISCC系统的设计及改造提供理论依据。

太阳能燃气联合循环系统热经济性研究

针对郑州地区某SGT5-4000F型燃气-蒸汽联合循环增加太阳能集热场所组成的太阳能互补联合循环(ISCC)系统进行研究,分析在不同太阳能辐射强度下系统热力参数并与传统燃气-蒸汽联合循环(CCPP)对比。结果表明ISCC系统具有较好的热力性能。年节省天然气费用5512.36万$,年CO2减排量3.02×105t,具有较好的社会效益和经济效益。

变负荷下太阳能燃气联合循环系统优化研究

利用Ebsilon软件对太阳能燃气联合循环(ISCC)系统建模,优化了变负荷下联合循环系统的拓扑结构,提出一种太阳能集热器进口水加热方法,提升了太阳能燃气联合循环的变工况运行性能。模拟结果表明:在本文ISCC系统下,通过增设太阳能集热场进口水加热器,燃气轮机降负荷运行、环境温度升高和太阳辐射强度增大时,ISCC系统输出功率较优化前均会有所提升。燃气轮机从100%降至30%负荷运行时,ISCC系统功率增量从0增至0.240 MW;环境温度从15℃升至35℃时,ISCC系统功率增量从0.011 MW增至0.291 MW;太阳辐射强度从600 W/m^(2)增至800 W/m2时,ISCC系统功率增量从0.109 MW增至0.477 MW。该结论可为ISCC电站优化设计提供一定的理论参考。

太阳能燃气联合循环系统集成优化研究

太阳能燃气联合循环系统(ISCC)将槽式太阳能与燃气轮机联合循环相结合,充分利用太阳能作为中低温加热热源,是提高太阳能发电效率,降低太阳能发电成本,并减少系统CO_2排放的有效途径。本文针对太阳能直接蒸汽发生系统(DSG)与燃气轮机联合循环(CCGT)集成的系统,研究了太阳能蒸发给水份额对系统性能的影响,寻求最佳的系统集成模式,并对其经济性能做了初步的探讨。结果表明,太阳能蒸发给水份额为75%时,系统性能最优。

太阳能燃气联合循环发电系统能效优化与给水控制分析

太阳能燃气联合循环系统(ISCC)是将槽式太阳能与燃气轮机联合循环相结合,充分利用太阳能作为中低温热源,是提高太阳能发电效率,降低太阳能发电成本,并减少系统CO_2放的有效途径。太阳能能流密度低,易受气候和昼夜影响,在阴雨和夜间,太阳能集热器几乎停止工作,造成系统工作不稳定。基于以上太阳能发电系统的缺点和不足,根据最优给水比研究,采用比值控制法,使集热器给水比例匹配设计最优给水比,既满足发电系统的高效稳定运行,又达到对系统的给水调节。结果显示,采用太阳能集热器变比值给水,系统热效率、效率、太阳能净发电效率以及系统燃料基热效率稳定在0.558、0.55、0.185以及0.65;而定比值给水,随着DNI的下降,效率有所下降,下降百分比分别为:0.015、0.032、0.1以及0.038。控制系统模型在Matlab/Simulink平台上做仿真验证,通过仿真验证设计控制系统对ISCC系统集热器给水调节的准确度与可靠性。

太阳能燃气-蒸汽联合循环机组热电负荷特性分析

本文以太阳能燃气-蒸汽联合循环(ISCC)为研究对象,建立了太阳能燃气-蒸汽联合循环热电联产机组的稳态模型,分析了太阳能辐射强度对ISCC热电联产机组系统整体运行性能和热力参数的影响,并以此为依据分析了太阳能引入前后运行特性及热电调峰能力的变化情况。结果表明:ISCC系统的㶲效率随太阳能辐射强度的增大逐渐上升;系统循环热效率随ISCC系统燃气轮机负荷率升高和对外供热量的升高而增大;ISCC系统中太阳能的配置增大了机组的调峰范围,促进了机组的热电解耦,且太阳能燃气联合循环热电联产机组的太阳能互补潜力随着燃气轮机负荷的上升先增大后减小。该研究结果可为ISCC应用于热电联产提供理论和设计依据。

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%。

太阳能-燃气联合循环发电技术

概述了太阳能热发电技术和太阳能-燃气联合循环发电(ISCC)技术的特点,介绍了目前国内外研发和运行的太阳能混合电站。总结发现:ISCC发电技术为清洁能源的综合利用提供了一种切实可行的应用方案,既利用了可再生能源发电,又克服了其资源的不稳定性,根据太阳能白天发电夜晚不发电的特点,实现电网昼夜自然调峰;目前ISCC系统具有塔式、碟式、槽式和菲涅尔式等重要形式,可根据电厂具体情况,选择适宜的形式,最大化地提高综合能源利用效率。

太阳能燃气蒸汽联合循环系统变工况性能研究

针对一体化太阳能与燃气轮机联合系统(ISCC),通过Ebsilon软件对系统建模进行模拟研究,分析了太阳能集热场与联合循环系统的热力学性能与运行特点,以3种方案对比了不同集成方式下系统排烟温度、循环热效率的区别,探寻了太阳能联合系统的普遍规律,以实现更高的能源利用率。