光热集成燃气蒸汽联合循环发电系统的运行优化研究

发布时间：2022-11-12 13:54

　　太阳能作为一种分布广泛的新能源,蕴含着大量能量,它的利用直接影响着我国的环境保护事业及能源结构转型方向。针对塔式太阳能光热集成燃气蒸汽联合循环发电系统（Integrated Solar Combined Cycle,ISCC）的运行优化研究不仅可以缓解单独太阳能运行的随机性、波动性及间断性等问题,还有效提高了太阳能光热系统的发电效率,对太阳能技术的利用和发展有着重要影响。本文首先研究了燃气蒸汽联合循环系统变工况特性;在此基础上加入太阳能模块形成ISCC系统,然后深入分析了外界环境变化对ISCC系统运行特性的影响,以及在不同集成方式下系统的热力性能变化,以找寻太阳能热的最佳集成方案,实现太阳能热的合理利用。本文主要研究内容如下:以传统燃气蒸汽联合循环为基础系统,通过Ebsilon软件构建联合循环热力系统模型并进行模拟,将模拟数据与各个工况下的设计数据进行对比。结果表明:模拟值与设计值误差均在3%以内,为工程误差允许范围,验证了模型的准确性。在供热工况下对构建完成的燃气蒸汽联合循环系统进行变工况模拟研究,得出其性能变化规律。首先探究了环境温度的变化对燃气轮机及联合循环系统性能造成的影响,分... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 燃气—蒸汽联合循环现状
        1.2.2 太阳能集成燃气蒸汽联合循环现状
    1.3 本文的主要研究内容及方法
第2章 燃气—蒸汽联合循环机组及塔式光热系统建模
    2.1 燃气—蒸汽联合循环系统
        2.1.1 燃气轮机系统建模
        2.1.2 燃气轮机性能模型
        2.1.3 三压余热锅炉性能模型
        2.1.4 蒸汽轮机性能模型
        2.1.5 联合循环机组性能模型
    2.2 塔式太阳能集热系统
        2.2.1 塔式太阳能系统计算模型
        2.2.2 ISCC系统计算模型
    2.3 Ebsilon Professional仿真软件
        2.3.1 Ebsilon Professional概况
        2.3.2 利用Ebsilon软件建模
    2.4 Ebsilon仿真摸拟及数据验证
    2.5 本章小结
第3章 燃气—蒸汽联合循环系统变工况性能研究
    3.1 供热工况下环境温度对燃气—蒸汽联合循环系统的影响
        3.1.1 环境温度对燃气轮机的影响
        3.1.2 环境温度对燃气蒸汽联合循环功率和供热量的影响
        3.1.3 环境温度对余热锅炉效率的影响
        3.1.4 环境温度对燃气蒸汽联合循环运行效率的影响
        3.1.5 环境温度对燃气蒸汽联合循环热耗率的影响
    3.2 供热工况下燃机负荷率对燃气—蒸汽联合循环系统的影响
        3.2.1 燃机负荷率的变化对燃气轮机的影响
        3.2.2 燃机负荷率的变化对联合循环机组电负荷的影响
        3.2.3 燃机负荷率的变化对联合循环机组运行效率的影响
        3.2.4 燃气蒸汽联合循环机组热电可行域
    3.3 本章小结
第4章 塔式太阳能互补的联合循环系统分析
    4.1 ISCC系统描述
    4.2 系统模型
        4.2.1 Ebsilon模拟模型
        4.2.2 太阳能光热系统设计参数
    4.3 典型夏至日ISCC系统分析
    4.4 典型年全年ISCC系统分析
        4.4.1 典型年最热月与最冷月发电特性分析
        4.4.2 系统全年发电特性
    4.5 传统集成单受热面ISCC方案研究
        4.5.1 传统ISCC系统介绍
        4.5.2 传统ISCC系统分析
    4.6 塔式光热太阳能部分供暖方案分析
        4.6.1 系统介绍
        4.6.2 塔式光热太阳能部分供暖运行方案
        4.6.3 塔式光热太阳能部分供暖系统分析
    4.7 塔式光热太阳能热互补联合循环系统方案比较
    4.8 燃气来源及碳减排分析
        4.8.1 电产甲烷技术介绍
        4.8.2 完全回收CO_2
    4.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]燃煤电厂烟气CO2捕集技术经济性分析[J]. 屈紫懿.  重庆电力高等专科学校学报. 2019(04)
[2]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[J]. 王树成,付忠广,高学伟,高玉才,张高强.  热力发电. 2019(07)
[3]基于布雷顿循环的碟式太阳能发电系统热性能研究[J]. 刘德利,王军,徐志成.  发电设备. 2019(02)
[4]燃气-蒸汽联合循环热电联产机组供热特性分析[J]. 许可,李蔚,李明超,虞熠鹏,陈坚红,钟崴,吴燕玲.  热力发电. 2019(05)
[5]太阳能燃气联合循环发电系统能效优化与给水控制分析[J]. 李元媛,熊亚民,杨勇平.  工程热物理学报. 2019(01)
[6]燃气蒸汽联合循环热电联产机组热经济性分析[J]. 何青,罗宁.  热力发电. 2018(05)
[7]联合循环热电联产机组变工况性能分析[J]. 杨承,黄志峰,马晓茜.  中国电机工程学报. 2017(12)
[8]顶底循环参数对燃气–蒸汽联合循环全工况性能影响分析[J]. 郑炯智,张国强,许彦平,白子为,杨勇平,刘文毅.  中国电机工程学报. 2016(23)
[9]新型太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集热场优化研究[J]. 刘仁志,李元媛,杨勇平.  工程热物理学报. 2016(09)
[10]我国煤利用的CO2排放与煤清洁利用技术[J]. 李琼玖,漆长席,庞玉学,申同贺,廖宗富,周述志.  中外能源. 2016(07)

博士论文
[1]低碳经济下RPS与FIT协同作用的电源结构优化模型研究[D]. 张倩.华北电力大学(北京) 2017



本文编号：3706490