太阳能辅助燃煤机组发电技术与政策研究

随着新型节能发电技术开发力度的不断加大,太阳能与燃煤互补的发电形式成为现阶段太阳能利用主要方向之一,成为发电技术研究主要趋势。鉴于此,本文对太阳能辅助燃煤机组发电技术及发电政策的改进进行了相关探讨,旨在推动太阳能辅助燃煤发电技术更快发展。

槽式太阳能辅助燃煤发电系统集成方式

针对某600 MW超临界发电机组,提出3种槽式太阳能辅助燃煤机组发电(SAPG)系统的集成方式.第1种为太阳能场并联取代高压加热器,第2种为太阳能场高压串联取代高压加热器,第3种为太阳能场低压串联取代高压加热器.利用Matlab编程建立槽式太阳能辅助燃煤电厂发电的仿真模型,在功率增大模式(PB模式)下仿真计算不同的集成方式热力性能,对3种集成方式下系统的太阳能发电量、光电转换效率、标准煤耗率等指标进行对比分析.结果表明,SAPG系统的3种集成方式随着太阳法向直接辐照度EDNI的增大,太阳能引入规模达到峰值为192.37 MW,太阳能发电量为59.55 MW,光电转换效率达到20.10%,标准煤耗率最低为264.44 g/(kW·h).当EDNI≤482 W/m2时,低压串联的集成方式下太阳能发电量、光电转换效率、标准煤耗率等指标均优于高压串联及并联集成的方式;当EDNI≥482 W/m2时,并联集成方式的热力性指标均优于其他2种集成方式,高压串联的集成方式热力性能指标最低.

太阳能辅助燃煤一体化热发电系统耦合机理

在系统中沿过程进行的方向火用具有不等价性。外部键系数作为一种结构系数,在用于揭示系统内在的热力学联系、分析不等价性时具有明显的优越性。利用信号流图理论,探讨了外部键系数的计算方法,得到不同容量燃煤机组不同流的外部键系数。揭示了太阳能辅助燃煤一体化热发电系统的耦合机理:不仅要遵循能量"品位对口、梯级利用"的原则,而且还需考虑外部键系数的大小;只有当太阳能热量用于取代燃煤机组中外部键系数高的火用流时,取得的效益才大。

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。

基于动态仿真模型的SAPG系统热力特性研究

提出了以直接产生蒸汽型槽式聚光集热系统(Direct Steam Generation in Parabolic Trough Collectors,DSG-PTC)为辅助热源的太阳能热辅助燃煤机组一体化发电系统(Solar Thermal Aided Power Generation,SAPG)的6种集成方案;利用动态仿真模型从系统的层面研究了SAPG系统的运行特性,反映了两种能源系统间热力参数的匹配规律,验证了相关文献[2,7-9]所列举的SAPG系统各种集成方案的可行性;仿真试验分析了太阳进出云层过程SAPG系统动态响应特性;从热力学的角度计算分析了不同集成方式的SAPG系统热经济性,给出了最佳集成方案。