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能源危机、环境污染促使世界各国致力于太阳能热发电技术的研究。储能设备成本高、低容量导致这项技术的应用成本依然较高,基于这个原因,本文选择成本小、风险低的太阳能辅助燃煤热发电混合系统进行研究,即探索在常规燃煤热发电系统中加入太阳能热源,从而达到节煤并降低太阳热发电的成本和风险。
本文以300MW燃煤发电机组为基础,分析讨论太阳能辅助燃煤热发电混合系统的集成方案、经济性及控制策略等,具体如下:
(1)简要综述了太阳能辅助燃煤热发电混合系统的技术背景和研究现状,论述了太阳能辅助燃煤热发电混合系统的研究意义。
(2)系统介绍了塔式、碟式、槽式和菲涅尔式四种太阳能热发电技术以及这四种技术在国内外的发展状况,并对这四种太阳能热发电系统技术进行分析比较。
(3)提出了太阳能辅助燃煤热发电混合发电的集成方案。先进行机组原始工况的热力参数计算,然后在这些参数的基础上,利用弗留格尔公式重新计算各抽汽口、加热器热力参数。用同样的方法计算,太阳能取代其他抽汽段的热力参数,通过对太阳能取代不同抽汽段热力参数的分析比较,表明当太阳能取代第一抽汽段时为最佳混合发电的方案。太阳能辅助燃煤热发电混合发电的集成方案是,利用太阳能场产生的蒸汽取代第一段抽汽。
(4)为了进一步对混合系统的集成机理进行研究,提出了(?)分析和(?)经济学的分析方法。利用(?)分析方法对取代不同抽汽段时混合系统的(?)效率、(?)损率和太阳能热电转化(?)效率进行计算分析,再次表明太阳能取代第一段抽汽的方案依然是最佳方案。利用(?)经济学的思想,建立(?)经济学模型,列出(?)成本方程并进行单位能量成本、单位非能量成本和单位(?)经济学成本计算分析。这些工作为建立太阳能辅助燃煤热发电混合系统提供了强有力的技术经济分析。
(5)提出了太阳能取代全部抽汽段的集成方案,并与太阳能取代第一段抽汽方案进行分析比较。以在两个不同地区的太阳辐照情况,分别对这两种方案分析计算了在不同时间的太阳能热电转化效率和年热电转化效率,结果表明,太阳能取代全部抽汽段比单独取代一段抽汽热电转化效率高。同时,对两种方案的经济性进行分析,进一步论证混合系统的可行性。
(6)在分析现有燃煤机组锅炉与汽机协调控制、以及槽式太阳能热发电控制技术的基础上,对太阳能辅助燃煤热发电混合系统的控制策略进行了初步探讨。