收藏本站
《华北电力大学(北京)》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

太阳能辅助燃煤发电系统热力特性研究

阎秦  
【摘要】:太阳能辅助燃煤发电系统是将太阳能与常规燃煤火电热力系统通过不同方式耦合,用以替代部分燃煤消耗,在减小燃料消耗的同时不改变或增加发电量。由于槽式太阳能集热系统在系统稳定性、流量控制以及集热温度等方面更适用于与常规火电耦合,因此中温部分热源主要选用槽式太阳能集热系统为太阳能能量来源。通过将太阳能与常规燃煤电厂耦合,可以利用火电机组调整范围大的优势,省去太阳能热发电中的蓄热系统与透平系统,达到降低发电成本、实现连续稳定发电的目的。另外,与其它可再生能源相比,太阳能以热作为中间能量的载体,使之可相对容易地通过热量与燃煤发电系统相耦合。此外,太阳辐射的峰值在夏季及白天,正好与用电的峰值相对应,从而可以有效减少电网调峰的压力。通过对太阳能与燃煤发电系统系统层面的研究,解决辅助发电系统耦合集成中存在的工程问题,以及能量转换、释放机理,不同物质流和能量流之间的匹配和集成原理等应用基础科学问题。 本论文主要针对太阳能集热系统以及与火电机组的耦合机理与集成方案进行优化研究,通过建模仿真对太阳能集热系统和辅助燃煤发电系统热力特性进行定量分析。主要展开的工作和取得的研究结论如下: 首先,通过以水/蒸汽以及热油为换热流体的槽式太阳能集热系统传热分析,分别建立了各自动态数学模型研究系统启动及变工况动态过程,并验证模型在不同气象条件、工质参数变化等扰动下的动态及静态特性。例如,仿真结果表明所研究的水/蒸汽类型集热系统如果给水入口温度低于125℃,在不改变入口流速和太阳能辐射条件时,集热阵列将不能产生过热蒸汽。仿真模型可以用于预测和验证槽式太阳能集热系统在不同换热流体、辐射条件和运行条件下的换热和流动特性。 其次,建立了不同等级容量的火电热力系统中主要设备的仿真模型,并按各自实际汽水流程连接。热力系统模型主要为简化阀门等辅助设备后的原则性热力系统,包含汽轮机级组模型、锅炉模型、各级加热器模型、凝汽器模型等。通过与所研究机组设计参数与仿真结果的静态数据和停用不同汽轮机抽汽的动态特性验证模型。所建模型可以用于研究机组的动态特性与典型工况运行特性研究。 再次,基于太阳能与火电热力系统耦合原则的基础上,分析产生蒸汽和热油的集热系统与火电热力系统的可能耦合方式。主要包括蒸汽直接进入新建汽轮机、原汽轮机、蒸汽取代回热抽汽以及以热油为换热流体的各种取代方案。通过建立模型,分别对各耦合方式仿真模拟,得到取代后机组的各主要部分参数分布与经济性指标变化情况。综合比较所研究的所有耦合方式所具有的节能潜力与技术可行性。结果表明太阳能热油加热给水取代部分汽轮机回热抽汽的是所有可能方式中最为可行和经济的耦合方式,具有对原热力系统影响小、切换方便等诸多优点。 此外,通过建立的太阳能集热系统和典型不同参数等级和容量燃煤火电热力系统模型(包括200MW亚临界、300MW亚临界、600MW亚临界、600MW超临界、超超临界和1000MW超临界机组),分析了对应不同太阳能热源温度(260℃、215℃、160℃以及90℃)在功率增加和燃料节省两种运行模式时,通过取代汽轮机回热抽汽加热给水的辅助燃煤机组发电方式对机组热力特性和经济性的影响。结果显示无论哪种类型机组,高油温取代高参数回热蒸汽总可以带来较高的热电效率和发电煤耗率与汽耗率,但是对于相同油温热源由于其取代的蒸汽流量与参数不同,不同机组在取代后的太阳能热电效率也有较大变化。对应被取代抽汽蒸汽参数越高,热电效率就越高。同时,通过对实际在役电厂的测算,得到工程投资数据和其它具体经济性数据。表明无论从热力学角度或经济角度,太阳能与火电机组之间都存在多方面的互补性。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM621

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵军;杨昆;;集成太阳能对燃煤锅炉热力性能影响研究[J];中国电机工程学报;2012年23期
2 赵军;杨昆;;燃煤锅炉集成太阳能热发电系统经济性分析[J];中国电机工程学报;2012年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王梦娇;太阳能辅助燃煤发电系统研究[D];华北电力大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘巍;王宗超;;碟式太阳能热发电系统[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年10期
2 萧鹭,曾培峰;汽轮机仿真系统的面向对象分析[J];中国纺织大学学报;1997年04期
3 马士英,徐二树,赵小朵;表面式加热器的动态数学模型研究[J];电力情报;2001年03期
4 吴琪瑜;江清潘;常太华;朱红路;;基于LMS算法的热工过程建模研究[J];电力科学与工程;2009年08期
5 苏志恒,高建强,李利平;320MW 仿真机汽轮机模型[J];电力情报;1997年04期
6 李斌,李安定;太阳能热发电的分析与思考[J];电力设备;2004年05期
7 马良玉,王兵树,佟振声,马永光,高建强;大型电站对分式凝汽器故障的征兆提取和模糊诊断研究[J];动力工程;2001年03期
8 初云涛;周怀春;梁倩;;两类过热器壁温分布特性的仿真研究[J];动力工程;2008年01期
9 阎秦;徐二树;杨勇平;马良玉;王兵树;;直接空冷凝汽器仿真模型的研究[J];动力工程;2008年03期
10 李旭;;再热汽温的动态特性与控制[J];动力工程;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 董密;太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究[D];中南大学;2007年
2 崔映红;太阳能辅助燃煤发电系统耦合机理与热力特性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 崔凝;大型电站凝汽器动态数学模型的研究与应用[D];华北电力大学;2001年
2 赵文升;大型火电机组回热加热系统数学模型的研究[D];华北电力大学;2001年
3 张江红;基于MATLAB的大型电站多压凝汽器的仿真建模[D];武汉大学;2005年
4 王建平;1006t/h亚临界锅炉仿真[D];重庆大学;2006年
5 阎秦;大型直接空冷凝汽器建模仿真研究[D];华北电力大学(河北);2007年
6 张凯峰;空冷凝汽器翅片管束空气流动传热性能数值研究[D];华北电力大学(北京);2008年
7 杜述尧;大型电站锅炉屏式过热器壁温数值模拟[D];华北电力大学(北京);2008年
8 王尚文;双轴跟踪碟式太阳能集热器的研究[D];华中科技大学;2007年
9 谌琳;基于MATLAB的1000MW超超临界锅炉建模与仿真[D];华北电力大学(河北);2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘宝霞;贾朝阳;;挤出机双流道筒体的设计及换热能力的计算与分析[J];工程塑料应用;2010年09期
2 许建柳;;复合墙体室内温度响应研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
3 刘寅;李安桂;周光辉;;西安实施太阳能建筑一体化规模化供热适宜性研究[J];四川建筑科学研究;2010年05期
4 李茜;苏华;李晓虹;张燕;;地源热泵竖埋U形换热器一维数值模型[J];四川建筑科学研究;2012年02期
5 李传瑞;王立涛;葛仁余;余小鲁;陈志浩;;CSP连轧过程变形的有限元分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
6 林媛;;平面采光面无阴影影响最佳角度的计算[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年03期
7 宋如敏;王恒青;;农产品加工的供热管道在传输过程中的热损耗分析[J];安徽农业科学;2009年02期
8 刘鉴民;喜文华;魏一康;张兰英;;太阳热水装置(六)[J];中国建设动态.阳光能源;2004年01期
9 薛英超;王新发;;太阳热水器应用设计施工中的一些问题[J];中国建设动态.阳光能源;2004年04期
10 芦潮;;太阳能采暖-热水联合系统在北京平谷区挂甲峪村的成功应用[J];中国建设动态.阳光能源;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季玲玲;周光魏;寇智慧;赵保国;杜志明;郭泽荣;;圆柱形烟花热自燃数学模型研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
2 李志刚;雷蕾;杨艳芬;;220MW凝汽式机组循环水系统水锤的分析和措施[A];经济策论(下)[C];2011年
3 魏琪;赵俊;;太阳能空气集热器传热性能实验研究[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
4 介鹏飞;李德英;;能耗统计在建筑节能工作中的应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
5 郭晖;;基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
6 郭晖;;基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
7 贺建忠;幸利;马康康;;电解槽保温技术的应用与探讨[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
8 孔令斌;;斯特林热机逆流换热式回热器[A];2011中国太阳能热利用行业年会暨高峰论坛论文集[C];2011年
9 赵博;武传松;;水下湿法焊接温度场的数值模拟[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
10 宋小伟;孙斌煜;;双辊带材铸轧侧封技术中熔融钢液液面宽度对侧封板所受温度场和应力场的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 左远志;熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D];华南理工大学;2010年
3 姚栋伟;汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2010年
4 张彦军;600MW超临界循环流化床锅炉设计关键技术研究[D];浙江大学;2009年
5 朱登亮;槽形竖壁冷凝强化规律研究与结构优化[D];华东理工大学;2011年
6 李国富;高温岩层巷道主动降温支护结构技术研究[D];太原理工大学;2010年
7 赵江鹏;天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟[D];吉林大学;2011年
8 赵研;太阳能地下混凝土存取热试验研究与数值模拟[D];吉林大学;2011年
9 王玮;火电机组冷端系统建模与节能优化研究[D];华北电力大学(北京);2011年
10 李先春;褐煤提质及其燃烧行为特性的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 亓玉栋;矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断[D];山东科技大学;2010年
3 李本元;太阳能光伏发电单相并网逆变器研究[D];山东科技大学;2010年
4 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
5 赵达;井下工具油浸试验装置温度控制系统分析[D];长春理工大学;2010年
6 刘永;纤维混凝土夹心秸秆压缩块砌块墙的研究与开发[D];山东农业大学;2010年
7 王建秋;钢管组对机总体方案设计及关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 万晨;船用汽轮循环泵动态仿真与优化[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 董广宇;基于HLA船舶仿真系统设计和时间管理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 许亮;化学回热器结构设计及性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李少宁;徐二树;石磊;;太阳能辅助燃煤电站一体化发电技术[J];电力建设;2010年01期
2 林汝谋,金红光,蔡睿贤;新一代能源动力系统的研究方向与进展[J];动力工程;2003年03期
3 吴静;王修彦;杨勇平;杨志平;;太阳能与燃煤机组混合发电系统集成方式的研究[J];动力工程学报;2010年08期
4 赵雅文;洪慧;金红光;;中温太阳能升级改造火电站的变辐照性能分析[J];工程热物理学报;2010年02期
5 魏松涛;大型凝汽式汽轮机典型工况的定义与意义[J];东方电气评论;1998年03期
6 唐菲菲;胡恩俊;赵春;葛举生;王培红;;太阳能集热系统与燃煤机组低压加热器并联的经济性分析[J];华东电力;2010年10期
7 ;Research on solar aided coal-fired power generation system and performance analysis[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2008年08期
8 Peter Welander;陈廷炯;;太阳能辅助燃煤发电清洁化[J];软件;2009年08期
9 刘强;郭民臣;杨玲;丁轲轲;王翔;;应用太阳能提高火电厂热经济性[J];热力发电;2008年06期
10 杨勇平;;太阳能辅助燃煤一体化热发电系统[J];现代电力;2008年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 洪慧;燃料化学能与物理能综合梯级利用的热力循环[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2004年
2 崔映红;太阳能辅助燃煤发电系统耦合机理与热力特性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张燕敏;太阳能和燃煤机组混合发电系统研究[D];华北电力大学(河北);2007年
2 李少宁;基于火电机组的太阳能热利用研究[D];华北电力大学(北京);2008年
3 古雯雯;基于Aspen Plus的太阳能与火电机组集成与性能分析[D];华北电力大学(北京);2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨海柱,金新民;最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究[J];北方交通大学学报;2004年02期
2 董素君,封正纲,王浚;高低温环境模拟系统MATLAB仿真研究[J];北京航空航天大学学报;2003年08期
3 王广军,郝福民,王媛;电厂热工过程动力学及其计算机仿真技术[J];东北电力学院学报;1996年01期
4 赵振波,李和明,董淑惠;采用电流滞环调节器的电压矢量控制PWM整流器系统[J];电工技术学报;2004年01期
5 张凯,康勇,熊健,陈坚;一种单片机无差拍控制逆变器系统研究[J];电力电子技术;1999年05期
6 叶勇健;何振东;;华能玉环电厂1000MW超超临界锅炉特性[J];电力建设;2007年11期
7 匡江红,杨庆娣;电站锅炉过热器壁温在线监测系统的开发研制[J];电力科学与工程;2004年02期
8 徐二树,王勇,甄成刚,马进;500MW超临界机组直流锅炉的仿真[J];电力情报;1996年01期
9 李斌,李安定;太阳能热发电技术[J];电力设备;2004年04期
10 魏丽东;肖洪;王锦桥;;超临界火电机组及其仿真技术研究进展[J];电力设备;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨家宽;李进军;张建锋;肖波;;太阳能烟囱发电装置温度场和流场的数值模拟研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 洪慧;燃料化学能与物理能综合梯级利用的热力循环[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2004年
2 高林;煤基化工—动力多联产系统开拓研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2005年
3 张超;复杂能量系统的热经济学分析与优化[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 胡文森;电站锅炉屏式过热器超温、爆管的研究与技术应用[D];华北电力大学;2001年
2 郑飞;碟式太阳能热发电跟踪机构电路优化设计和实现[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2003年
3 衡丽君;大型锅炉热偏差数值计算方法与应对措施的研究[D];东南大学;2004年
4 毛晓飞;多压余热锅炉仿真模型算法及动态特性研究[D];清华大学;2004年
5 张来;电站直接空冷系统异型管的流动与换热特性[D];华北电力大学(北京);2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘强;郭民臣;杨玲;丁轲轲;王翔;;应用太阳能提高火电厂热经济性[J];热力发电;2008年06期
2 金浪川;未来“绿色煤电”的思考[J];中国电力;2005年01期
3 张振宇;姚晨光;;我国超超临界燃煤发电技术及发展[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2011年01期
4 刘文中;21世纪的燃煤发电[J];湖南电力;1999年05期
5 石晓亮;钱公望;;燃煤火力发电厂大气污染及其控制[J];污染防治技术;2004年01期
6 陈建华;郭菊娥;席酉民;侯军虎;;秸秆替代煤发电的外部效应测算分析[J];中国人口.资源与环境;2009年04期
7 黄谦德;;广东省燃煤发电污染控制问题的探讨[J];广州环境科学;2003年03期
8 罗玉萍;王立久;;燃煤发电联产水泥技术研究进展[J];洁净煤技术;2006年04期
9 王汉斌;武民军;唐杰;;燃煤发电生命周期评价体系的构建[J];经济师;2010年12期
10 孙可;几种类型发电公司环境成本核算的分析研究[J];能源工程;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李建华;程宏斌;王亚南;庾永波;尚雨润;王建军;张智荣;邵慧飚;吴庆辉;;运用目标管理方法 实现燃煤发电改瓦斯发电[A];2008煤炭企业管理现代化创新成果集[C];2009年
2 吴伟;胡晟;王新涛;;新钢公司焦化厂热力系统优化[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集(下册)[C];2010年
3 刘树清;眭喆;余圣方;;基于DCOSE的热力系统图形化建模方法[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
4 陈梅;;防止热力系统汽水管道出现水击的措施[A];第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集[C];2010年
5 唐多元;陈强;段秋生;蔡瑞忠;;热力系统静态特性图形化自动分析软件设计[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
6 刘涛;杨万枫;;冷藏集装箱船舱通风散热系统的数学模型研究[A];中国制冷学会冷藏运输专业委员会学术年会论文集[C];2007年
7 孟昭渊;;太阳能路灯的普及为什么困难重重[A];上海市照明学会成立30周年庆典暨四直辖市照明科技论坛、长三角照明科技论坛、上海市照明学会2008年年会论文集[C];2008年
8 Lin-Jiuan(Lily) Young;小Jack L.Cotton;;CFB灰的有益利用[A];以石油焦/煤为燃料的大型CFB锅炉优化与环保技术研讨会论文集[C];2005年
9 谭灿燊;张新铭;吴阿峰;;基于结构特征矩阵的电厂热力系统通用矩阵模型[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
10 刘树清;王颖;张瑞鹏;;基于DCOSE的电厂热力过程仿真模块设计[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 曹运生;今年我市仍将执行最严格的耕地保护制度[N];运城日报;2007年
2 姜辰蓉 钱贺进;青海柴达木盆地将建成我国最大并网太阳能电站[N];中国建材报;2009年
3 ;奥巴马:美将斥巨资建太阳能电站[N];新华每日电讯;2010年
4 证券时报记者 舒丹;金智科技 保加利亚投资太阳能电站[N];证券时报;2010年
5 谭薇/编译;沙漠里的宝藏:塔式太阳能电站[N];第一财经日报;2008年
6 本报记者 王小龙;白天也懂夜的黑[N];科技日报;2011年
7 李想;沙漠深处的“绿色”[N];人民日报海外版;2011年
8 记者 顾钢;德计划在北非建巨型太阳能电站[N];科技日报;2009年
9 记者 尹滨;宝林建成全市最大太阳能电站[N];德州日报;2009年
10 刘霞;美批准兴建全球最大太阳能电站[N];科技日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 阎秦;太阳能辅助燃煤发电系统热力特性研究[D];华北电力大学(北京);2011年
2 闫顺林;多元扰动下的热力系统能效分析模型及应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
3 冉鹏;基于动态数据挖掘的电站热力系统运行优化方法研究[D];华北电力大学;2012年
4 马良玉;结合仿真技术的电站热力系统故障智能诊断研究[D];华北电力大学(河北);2004年
5 郭江龙;基于能效分布矩阵方程的火电厂热力系统分析方法[D];华北电力大学(河北);2004年
6 刘鑫屏;热力发电过程建模与状态参数检测研究[D];华北电力大学(北京);2010年
7 罗玉萍;煤电转化材料过程工程研究[D];大连理工大学;2008年
8 薛亚丽;热力过程多变量控制系统的优化设计[D];清华大学;2005年
9 傅世均;基于电力协调监管的燃煤发电企业碳减排市场组合设计理论与实践[D];重庆大学;2011年
10 闫水保;电厂热力系统节能分析方法研究[D];东南大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武民军;燃煤发电的生命周期评价[D];太原理工大学;2011年
2 於震跃;槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统的性能分析[D];华北电力大学;2012年
3 李守成;燃煤电厂燃烧后CO_2捕获性能及系统集成研究[D];华北电力大学;2012年
4 王世健;连城电厂N100-90/535型汽轮机热力系统经济性分析及优化[D];华北电力大学(河北);2004年
5 靖琦东;电厂热力系统图形模块化动态建模[D];华北电力(北京)大学;2002年
6 杨祥良;日照350MW机组热力系统热经济性分析研究[D];华北电力大学(河北);2003年
7 肖海丰;大连350MW机组热力系统热经济性分析研究[D];华北电力大学(河北);2004年
8 乔万谋;连城电厂N100-90/535型汽轮机热力系统经济性分析及优化[D];重庆大学;2001年
9 陈钢;热力系统在线自适应优化调度研究[D];清华大学;2003年
10 赵保国;300MW机组节能降耗在线监测与指导系统[D];华北电力大学(河北);2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026