太阳能辅助燃煤机组发电系统性能研究及技术经济评价
发布时间：2021-06-07 09:28
太阳能作为可再生能源技术的首要发展方向之一,已受到越来越多的重视,但现有太阳能热发电的高成本阻碍了其自身发展。将太阳能产生的热量引入常规燃煤电厂,一方面可利用燃煤电站调整范围大、透平系统效率高的优势,节省单纯太阳能热发电所需的大型蓄热和透平系统,大幅度降低太阳能热发电成本,实现太阳能热发电规模化、低成本的开发利用,另一方面也可进一步促进燃煤电站的节能减排。因此,研究高效、规模化的中低温太阳能与常规燃料互补发电技术是近、中期太阳能热发电发展的一个重要突破口。本论文主要对太阳能辅助燃煤发电系统的不同集成方案和运行模式进行优化研究,通过建模对太阳能集热系统和辅助燃煤发电系统的热力性能进行定量分析,并对互补发电系统的技术经济性进行评价,主要从以下几个方面进行研究：首先,基于太阳能辐射理论,研究了槽式抛物面太阳集热场热损失模型,结合北京、银川、拉萨三个地区的实际气象数据,从气象环境、设计布置、运行状况等角度对集热场性能进行研究,分析得出太阳法向直射辐射（Direct Normal Irradiance, DNI）、温度、风速、集热场列间距、工质温度、吸热管真空度等因素对集热场效率的定量影响程度。...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 太阳能光热发电技术简介
1.2.1 槽式太阳能热发电技术
1.2.2 塔式太阳能热发电技术
1.2.3 碟式太阳能热发电技术
1.2.4 线性菲涅尔热发电技术
1.2.5 四种太阳能热发电技术经济比较
1.3 太阳能与化石燃料互补发电系统研究动态
1.3.1 太阳能与燃气集成的互补发电
1.3.2 太阳能与燃气蒸汽联合循环的互补发电
1.3.3 太阳能与燃煤集成的互补发电
1.4 本文研究的主要内容及意义
第2章 槽式太阳集热系统建模与热性能分析
2.1 太阳辐射
2.1.1 基本概念
2.1.2 太阳能资源
2.2 槽式太阳集热器换热模型
2.2.1 吸热管的换热模型
2.2.2 玻璃套管向环境的散热损失
2.2.3 玻璃套管管壁导热
2.2.4 玻璃套管与金属吸热管之间的能量传递
2.2.5 金属吸热管管壁导热
2.2.6 金属吸热管与传热流体间的能量传递
2.2.7 模型验证
2.3 槽式太阳热场建模
2.3.1 太阳光线落入集热场的总辐射能
2.3.2 集热场接收的太阳辐射能
2.3.3 集热场吸收的太阳辐射能
2.3.4 集热场获得的有效太阳辐射能
2.3.5 集热场效率
2.4 槽式太阳集热系统热性能敏感性分析
2.4.1 气象因素对集热系统性能影响
2.4.2 集热场布置因素对集热系统性能影响
2.4.3 集热场运行因素对集热系统性能影响
2.5 本章小结
第3章 太阳能辅助燃煤发电系统集成及热性能研究
3.1 互补发电系统建模
3.1.1 互补发电系统运行模式分类
3.1.2 集热场模型
3.1.3 锅炉模型
3.1.4 汽轮机模型
3.1.5 凝汽器模型
3.1.6 回热加热器模型
3.1.7 互补发电系统性能评价
3.2 案例分析
3.2.1 互补发电系统简介
3.2.2 集热场集热面积设定
3.2.3 互补发电系统计算流程
3.2.4 不同集成方案性能比较
3.3 太阳能辅助燃煤发电系统集热温度优化
3.3.1 集热器最佳工作温度确定
3.3.2 火用效率分析
3.3.3 换热温差对系统经济性能的影响
3.4 本章小结
第4章 太阳能辅助燃煤机组回热抽汽加热给水互补发电系统热力性能研究
4.1 太阳能辅助燃煤机组回热抽汽加热给水互补发电系统集成优化研究
4.1.1 串联集成方案
4.1.2 并联集成方案
4.2 不同运行工况的性能分析
4.2.1 设计点的性能指标
4.2.2 不同工况下的性能指标分析
4.3 不同辐照条件的性能分析
4.3.1 集成方案对比分析
4.3.2 运行模式对比分析
4.4 互补发电系统基于年性能的集热面积优化
4.4.1 互补发电系统设计点简介
4.4.2 集热面积优化
4.4.3 技术经济评价
4.4.4 小节
4.5 不同容量等级机组性能分析
4.5.1 不同等级机组初始参数
4.5.2 不同等级机组性能分析对比
4.6 本章小结
第5章 太阳能辅助燃煤发电技术经济分析
5.1 技术经济评价理论及主要指标
5.1.1 理论基础
5.1.2 盈利能力指标
5.1.3 偿债能力指标
5.1.4 敏感性分析
5.2 太阳能辅助燃煤电站投资成本分析
5.2.1 项目工程设计方案
5.2.2 项目工程主要系统
5.2.3 项目工程投资造价分析
5.3 太阳能辅助燃煤电站运营成本分析
5.4 太阳能辅助燃煤电站技术经济分析
5.4.1 盈利能力分析
5.4.2 偿债能力分析
5.4.3 敏感性分析
5.5 项目建设市场分析
5.5.1 国家产业政策需求分析
5.5.2 电力市场需求分析
5.5.3 发电企业需求分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 后续工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能辅助燃煤发电系统性能的方法分析[J]. 侯宏娟,王梦娇,杨勇平. 中国电机工程学报. 2015(01)
[2]太阳能辅助燃煤热发电系统优化设计[J]. 陈海平,于鑫玮,鲁光武. 热力发电. 2013(08)
[3]太阳能集热系统与600MW燃煤机组集成及性能分析[J]. 于鑫玮,陈海平. 可再生能源. 2013(08)
[4]基于热经济学的太阳能辅助发电系统性能评价[J]. 翟融融,彭盼,杨勇平. 工程热物理学报. 2013(06)
[5]太阳能集热器与燃煤机组回热系统耦合的性能研究[J]. 陈海平,于鑫玮,鲁光武,高沛,张学镭. 可再生能源. 2013(04)
[6]太阳能与煤协同利用发电系统能源利用效率研究[J]. 陈贞,倪维斗. 煤炭经济研究. 2013(04)
[7]太阳能辅助加热燃煤机组给水系统单耗分析[J]. 陈海平,于鑫玮,鲁光武,高沛. 电力建设. 2013(04)
[8]燃煤锅炉集成太阳能热发电系统经济性分析[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[9]集成太阳能对燃煤锅炉热力性能影响研究[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(23)
[10]太阳能辅助燃煤机组发电系统集热温度优化[J]. 侯宏娟,毛剑,杨勇平,於震跃,孙金凤,周传文. 中国电机工程学报. 2012(20)
博士论文
[1]太阳能辅助燃煤发电系统热力特性研究[D]. 阎秦.华北电力大学（北京） 2011
[2]太阳能辅助燃煤发电系统耦合机理与热力特性研究[D]. 崔映红.华北电力大学（北京） 2009
硕士论文
[1]槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统的性能分析[D]. 於震跃.华北电力大学 2012
[2]槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式研究[D]. 张明紫.兰州理工大学 2011
[3]太阳能与火电厂回热系统一体化的热经济性研究[D]. 郭仲德.华北电力大学 2011
[4]太阳能辅助燃煤机组集热场优化研究[D]. 高嵩.华北电力大学（北京） 2010
[5]莱芜发电厂扩建项目的财务分析研究[D]. 张爱忠.中国海洋大学 2009
[6]基于Aspen Plus的太阳能与火电机组集成与性能分析[D]. 古雯雯.华北电力大学（北京） 2009
[7]基于火电机组的太阳能热利用研究[D]. 李少宁.华北电力大学（北京） 2008
[8]太阳能和燃煤机组混合发电系统研究[D]. 张燕敏.华北电力大学（河北） 2007
本文编号：3216326
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 太阳能光热发电技术简介
1.2.1 槽式太阳能热发电技术
1.2.2 塔式太阳能热发电技术
1.2.3 碟式太阳能热发电技术
1.2.4 线性菲涅尔热发电技术
1.2.5 四种太阳能热发电技术经济比较
1.3 太阳能与化石燃料互补发电系统研究动态
1.3.1 太阳能与燃气集成的互补发电
1.3.2 太阳能与燃气蒸汽联合循环的互补发电
1.3.3 太阳能与燃煤集成的互补发电
1.4 本文研究的主要内容及意义
第2章 槽式太阳集热系统建模与热性能分析
2.1 太阳辐射
2.1.1 基本概念
2.1.2 太阳能资源
2.2 槽式太阳集热器换热模型
2.2.1 吸热管的换热模型
2.2.2 玻璃套管向环境的散热损失
2.2.3 玻璃套管管壁导热
2.2.4 玻璃套管与金属吸热管之间的能量传递
2.2.5 金属吸热管管壁导热
2.2.6 金属吸热管与传热流体间的能量传递
2.2.7 模型验证
2.3 槽式太阳热场建模
2.3.1 太阳光线落入集热场的总辐射能
2.3.2 集热场接收的太阳辐射能
2.3.3 集热场吸收的太阳辐射能
2.3.4 集热场获得的有效太阳辐射能
2.3.5 集热场效率
2.4 槽式太阳集热系统热性能敏感性分析
2.4.1 气象因素对集热系统性能影响
2.4.2 集热场布置因素对集热系统性能影响
2.4.3 集热场运行因素对集热系统性能影响
2.5 本章小结
第3章 太阳能辅助燃煤发电系统集成及热性能研究
3.1 互补发电系统建模
3.1.1 互补发电系统运行模式分类
3.1.2 集热场模型
3.1.3 锅炉模型
3.1.4 汽轮机模型
3.1.5 凝汽器模型
3.1.6 回热加热器模型
3.1.7 互补发电系统性能评价
3.2 案例分析
3.2.1 互补发电系统简介
3.2.2 集热场集热面积设定
3.2.3 互补发电系统计算流程
3.2.4 不同集成方案性能比较
3.3 太阳能辅助燃煤发电系统集热温度优化
3.3.1 集热器最佳工作温度确定
3.3.2 火用效率分析
3.3.3 换热温差对系统经济性能的影响
3.4 本章小结
第4章 太阳能辅助燃煤机组回热抽汽加热给水互补发电系统热力性能研究
4.1 太阳能辅助燃煤机组回热抽汽加热给水互补发电系统集成优化研究
4.1.1 串联集成方案
4.1.2 并联集成方案
4.2 不同运行工况的性能分析
4.2.1 设计点的性能指标
4.2.2 不同工况下的性能指标分析
4.3 不同辐照条件的性能分析
4.3.1 集成方案对比分析
4.3.2 运行模式对比分析
4.4 互补发电系统基于年性能的集热面积优化
4.4.1 互补发电系统设计点简介
4.4.2 集热面积优化
4.4.3 技术经济评价
4.4.4 小节
4.5 不同容量等级机组性能分析
4.5.1 不同等级机组初始参数
4.5.2 不同等级机组性能分析对比
4.6 本章小结
第5章 太阳能辅助燃煤发电技术经济分析
5.1 技术经济评价理论及主要指标
5.1.1 理论基础
5.1.2 盈利能力指标
5.1.3 偿债能力指标
5.1.4 敏感性分析
5.2 太阳能辅助燃煤电站投资成本分析
5.2.1 项目工程设计方案
5.2.2 项目工程主要系统
5.2.3 项目工程投资造价分析
5.3 太阳能辅助燃煤电站运营成本分析
5.4 太阳能辅助燃煤电站技术经济分析
5.4.1 盈利能力分析
5.4.2 偿债能力分析
5.4.3 敏感性分析
5.5 项目建设市场分析
5.5.1 国家产业政策需求分析
5.5.2 电力市场需求分析
5.5.3 发电企业需求分析
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 后续工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能辅助燃煤发电系统性能的方法分析[J]. 侯宏娟,王梦娇,杨勇平. 中国电机工程学报. 2015(01)
[2]太阳能辅助燃煤热发电系统优化设计[J]. 陈海平,于鑫玮,鲁光武. 热力发电. 2013(08)
[3]太阳能集热系统与600MW燃煤机组集成及性能分析[J]. 于鑫玮,陈海平. 可再生能源. 2013(08)
[4]基于热经济学的太阳能辅助发电系统性能评价[J]. 翟融融,彭盼,杨勇平. 工程热物理学报. 2013(06)
[5]太阳能集热器与燃煤机组回热系统耦合的性能研究[J]. 陈海平,于鑫玮,鲁光武,高沛,张学镭. 可再生能源. 2013(04)
[6]太阳能与煤协同利用发电系统能源利用效率研究[J]. 陈贞,倪维斗. 煤炭经济研究. 2013(04)
[7]太阳能辅助加热燃煤机组给水系统单耗分析[J]. 陈海平,于鑫玮,鲁光武,高沛. 电力建设. 2013(04)
[8]燃煤锅炉集成太阳能热发电系统经济性分析[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(S1)
[9]集成太阳能对燃煤锅炉热力性能影响研究[J]. 赵军,杨昆. 中国电机工程学报. 2012(23)
[10]太阳能辅助燃煤机组发电系统集热温度优化[J]. 侯宏娟,毛剑,杨勇平,於震跃,孙金凤,周传文. 中国电机工程学报. 2012(20)
博士论文
[1]太阳能辅助燃煤发电系统热力特性研究[D]. 阎秦.华北电力大学（北京） 2011
[2]太阳能辅助燃煤发电系统耦合机理与热力特性研究[D]. 崔映红.华北电力大学（北京） 2009
硕士论文
[1]槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统的性能分析[D]. 於震跃.华北电力大学 2012
[2]槽式太阳能集热与燃煤热发电的高效集成模式研究[D]. 张明紫.兰州理工大学 2011
[3]太阳能与火电厂回热系统一体化的热经济性研究[D]. 郭仲德.华北电力大学 2011
[4]太阳能辅助燃煤机组集热场优化研究[D]. 高嵩.华北电力大学（北京） 2010
[5]莱芜发电厂扩建项目的财务分析研究[D]. 张爱忠.中国海洋大学 2009
[6]基于Aspen Plus的太阳能与火电机组集成与性能分析[D]. 古雯雯.华北电力大学（北京） 2009
[7]基于火电机组的太阳能热利用研究[D]. 李少宁.华北电力大学（北京） 2008
[8]太阳能和燃煤机组混合发电系统研究[D]. 张燕敏.华北电力大学（河北） 2007
本文编号：3216326
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jiliangjingjilunwen/3216326.html
