基于燃气—蒸汽联合循环系统的太阳能热互补发电（ISCC）集成特性研究

发布时间：2017-09-28 03:17

  本文关键词：基于燃气—蒸汽联合循环系统的太阳能热互补发电（ISCC）集成特性研究

  更多相关文章： 可再生能源发电 太阳能热发电 Aspen Plus TRNSYS 太阳能-联合循环热互补集成系统

【摘要】：近些年,我国已成为全球碳排放最多的国家,一次能源的大量消耗,不仅面临国际减排压力,同时产生的环境污染已对国民健康以及生产造成负面影响。均衡能源结构,发展可再生能源发电是国家一直来贯彻的方针,近几年,随着科研院所以及公司企业对太阳能热发电行业投入大量人力物力,太阳能热发电在预期可见内将成为一种新型发电方式。传统的太阳能热发电方式,受蓄热技术不成熟以及初期建设成本偏高等限制,较常规发电方式没有商业竞争优势。本文基于9FA级燃机与余热锅炉(HRSG)组成的联合循环系统(GTCC),利用商业软件Aspen Plus模拟研究不同集成方式下基础联合循环系统集成太阳能潜力,通过最大集成太阳能容量来指导热互补集成方式,为下一步研究热互补系统太阳能热利用性能做指导。利用商业软件TRNSYS,通过数学建模模拟管式空腔型塔式集热技术与联合循环系统互补集成,从热力学第一定律以及热力学第二定律的角度,分别分析了不同集成方案下其热力学性能,研究结果为实际工程操作提供参考。利用成本较低的槽式聚光集热技术与联合循环系统热互补集成,针对采用导热油作为太阳能集热工质而带来的一些技术运行问题,本文提出一种以燃机压缩空气作为槽式聚光集热镜场集热工质的新型太阳能-联合循环热互补集成系统,通过热力学研究以及经济性分析,新系统较传统以导热油为换热工质的系统,具有显著的热力学优势以及经济型优势。
【关键词】：可再生能源发电 太阳能热发电 Aspen Plus TRNSYS 太阳能-联合循环热互补集成系统
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 研究动态10-12
• 1.2.1 国外研究动态10-11
• 1.2.2 国内研究动态11-12
• 1.3 研究的主要内容12
• 1.4 Aspen Plus以及TRNSYS软件介绍12-14
• 第2章 典型太阳能集热系统建模14-26
• 2.1 塔式聚光集热系统的建模14-22
• 2.1.1 管式空腔型接收器几何模型及工质流程14-15
• 2.1.2 反射镜场15-16
• 2.1.3 管内流体流动数学模型16-17
• 2.1.4 换热过程数学模型17-19
• 2.1.5 散热损失过程数学模型19-21
• 2.1.6 计算压降以及耗功数学模型21-22
• 2.2 槽式聚光集热系统的数学模型22-24
• 2.3 部分工作负荷下部件效率公式24
• 2.4 空气冷却型燃气轮机数学模型24-26
• 第3章 光热集成潜力分析26-37
• 3.1 基础联合循环系统的流程构成26-27
• 3.1.1 朗肯循环系统(配三压再热余热锅炉)流程26
• 3.1.2 朗肯循环系统(配三压不再热余热锅炉)流程26-27
• 3.2 太阳能集成耦合方式27-29
• 3.3 系统设计参数29-30
• 3.4 模拟结果30-35
• 3.4.1 以燃气轮机作为集成载体30-31
• 3.4.2 以余热锅炉内部换热面作为集成载体31-33
• 3.4.3 以余热锅炉整体作为集成载体33
• 3.4.4 考虑锅炉内部换热面工质流量变动的极限分析33-35
• 3.5 结论35-37
• 第4章 塔式集热技术集成联合循环系统性能分析37-45
• 4.1 热互补集成系统设计条件37-38
• 4.2 模拟结果38-43
• 4.2.1 太阳能集热工质放热对应产电功率的研究39-40
• 4.2.2 以燃机作为集成载体下的太阳能年均热利用性能40-41
• 4.2.3 三种集成方式下太阳能年均热效率对比研究41-42
• 4.2.4 从能量品位的角度研究太阳能热利用性能42-43
• 4.3 结论43-45
• 第5章 新型槽式聚光集热技术集成联合循环系统性能分析45-55
• 5.1 系统描述45-47
• 5.1.1 基础联合循环系统(GTCC)45
• 5.1.2 太阳能-联合循环热互补系统(ISCC)45-47
• 5.2 系统设计条件47-48
• 5.3 模拟结果48-52
• 5.3.1 不同集成方案下对应设计数据49-50
• 5.3.2 30MW设计容量下太阳能热利用性能50-51
• 5.3.3 30MW容量下全年性能表现51-52
• 5.4 经济性分析52-54
• 5.5 结论54-55
• 第6章 结论与展望55-57
• 6.1 研究总结55-56
• 6.2 下一步工作建议56-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果61-62
• 攻读硕士期间参加的科研工作62-63
• 致谢63

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本文编号：933506