不同集成方案下ISCC系统动态性能研究

太阳能热互补联合循环发电系统（ISCC）作为一种清洁高效的发电方式被人们广泛关注。以三压再热联合循环互补槽式太阳能集热场的ISCC系统为研究对象展开分析,在传统的槽式ISCC系统（太阳能取代高压蒸发器（系统1））基础上,提出了太阳能集热场同时取代高、中压蒸发器（系统2）和太阳能集热场同时取代高、中、低压3个蒸发器（系统3）2种新型槽式ISCC系统,并在典型天运行工况下,对以上3种系统展开了动态性能分析。结果表明：3种系统在适当的运行策略指导下,不仅可以实现系统安全稳定运行,还可大大减缓太阳能波动对ISCC系统负荷输出带来的影响;典型天运行工况下,3种系统中太阳能集热场同时取代高、中压蒸发器新型槽式ISCC系统热力性能较优。     

太阳能燃气联合循环系统典型日逐时特性分析

以槽式太阳能集热场和燃气-蒸汽联合循环所组成的太阳能燃气联合循环（ISCC）为研究对象,结合热力学第一定律和第二定律对太阳能集热场及ISCC系统整体在4个典型日的热力学逐时特性进行研究。结果表明:随着太阳能辐射强度的增加,太阳能侧发电量也随之增加,而燃气-蒸汽联合循环发电（CCPP）系统发电量逐渐减小,形成互补趋势;随着太阳能辐射强度的增加,太阳能集热场的工质流量、集热场效率和光电转换率随之增加,ISCC系统的燃料基热效率和?效率也随之增加,而?损率逐渐减小,表明太阳能集热场的启 用可以提升ISCC系统性能;对系统主要评价指标进行分析,得出系统年太阳能侧发电量 为27.25 MW·h,年燃料节约率为3 664.6 t,年CO2减排量为10 077.66 t,年节省燃料费用为1 210.64 万元。该研究可为ISCC系统的设计及改造提供理论依据。     

太阳能燃气-蒸汽联合循环机组热电负荷特性分析

本文以太阳能燃气-蒸汽联合循环（ISCC）为研究对象,建立了太阳能燃气-蒸汽联合循环热电联产机组的稳态模型,分析了太阳能辐射强度对ISCC热电联产机组系统整体运行性能和热力参数的影响,并以此为依据分析了太阳能引入前后运行特性及热电调峰能力的变化情况。结果表明:ISCC系统的?效率随太阳能辐射强度的增大逐渐上升;系统循环热效率随ISCC系统燃气轮机负荷率升高和对外供热量的升高而增大;ISCC系统中太阳能的配置增大了机组的调峰范围,促进了机组的热电解耦,且太阳能燃气联合循环热电联产机组的太阳能互补潜力随着燃气轮机负荷的上升先增大后减小。该研究结果可为ISCC应用于热电联产提供理论和设计依据。     

太阳能塔式集热与余热锅炉结合的能源系统

太阳能塔式集热具有参数高、容量大、转换效率高等显著优点.为降低能源系统的初投资成本,提出将太阳能塔式集热与联合循环的余热锅炉（HRSG）进行有机结合,形成太阳能与联合循环（ISCC）能源系统.探讨了两者结合的典型方式,用热力计算软件对四种流程进行了建模分析,研究了不同的流程方式对联合循环HRSG性能产生的影响;找出当量发电效率高的结合方式,为该技术的产业化应用提供支持.     

DSG槽式太阳能集热器非线性分布参数模型及动态特性

直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)槽式太阳能热发电系统的集热器长度一般很长,且具有明显的分布参数特征。因此,建立DSG槽式太阳能集热器的非线性分布参数模型,以DSG集热器入口工质温度、质量流量和出口压力为边界条件,采用迎风格式的有限差分法对模型进行离散求解。仿真研究了DSG集热器主要参数在太阳辐射强度、给水温度和给水流量变化等扰动工况下的响应特性,结果与文献实验结果基本一致,验证了模型的正确性。结果表明:太阳辐射强度降低时,出口工质温度下降得很快;给水流量或给水温度小幅下降时,出口工质温度和流量都会滞后响应且变化显著;DSG集热器出口工质流量在某些情况下会发生脉动,实际应用中应避免脉动状态的发生或降低其影响。     

太阳能-燃气联合循环发电概况及我国建设条件分析

对目前国外太阳能-燃气联合循环槽式热发电系统（ISCC）发电技术发展及应用、建设和发展趋势等作了概要介绍：从我国能源结构特点、环境保护需要、水资源短缺、对电网冲击等方面对我国建设ISCC电厂的必要性进行了论述;根据ISCC的分项技术进入中国、国内ISCC发电核心技术研究的进一步加快,ISCC设备国产化范围将逐步扩大及ISCC发电技术在我国电力市场的应用潜力等方面的情况,对我国建设ISCC电厂的基础条件进行全面分析,认为目前我国发展ISCC发电技术的条件已初步具备,应加快ISCC发电技术在我国的应用和发展。     

变负荷下太阳能燃气联合循环系统优化研究

利用Ebsilon软件对太阳能燃气联合循环（ISCC）系统建模,优化了变负荷下联合循环系统的拓扑结构,提出一种太阳能集热器进口水加热方法,提升了太阳能燃气联合循环的变工况运行性能。模拟结果表明:在本文ISCC系统下,通过增设太阳能集热场进口水加热器,燃气轮机降负荷运行、环境温度升高和太阳辐射强度增大时,ISCC系统输出功率较优化前均会有所提升。燃气轮机从100%降至30%负荷运行时,ISCC系统功率增量从0增至0.240 MW;环境温度从15 ℃升至35 ℃时,ISCC系统功率增量从0.011 MW增至0.291 MW;太阳辐射强度从600 W/m2 增至800 W/m2 时,ISCC系统功率增量从0.109 MW增至0.477 MW。该结论可为ISCC电站优化设计提供一定的理论参考。     

太阳能-燃气联合循环发电技术

概述了太阳能热发电技术和太阳能-燃气联合循环发电(ISCC)技术的特点,介绍了目前国内外研发和运行的太阳能混合电站。总结发现:ISCC发电技术为清洁能源的综合利用提供了一种切实可行的应用方案,既利用了可再生能源发电,又克服了其资源的不稳定性,根据太阳能白天发电夜晚不发电的特点,实现电网昼夜自然调峰;目前ISCC系统具有塔式、碟式、槽式和菲涅尔式等重要形式,可根据电厂具体情况,选择适宜的形式,最大化地提高综合能源利用效率。     

太阳能与燃气-蒸汽联合循环发电系统优化

针对华能南山电厂菲涅尔式太阳能与燃气-蒸汽联合循环发电(ISCC)系统中,太阳能集热场产生的过热蒸汽引入汽轮机低压段做功所导致的能量损失问题,提出了在太阳能集热场设置蓄热系统,以保证集热场出口过热蒸汽参数的稳定,并将过热蒸汽引入汽轮机的中压段做功。分析结果表明:与原始系统相比,ISCC改进系统太阳能发电功率提高了0.189 MW,光电转换效率提高了7%,系统热效率提高了0.15%,系统等效节气量提高了39.69m3/h,系统热力性能明显提高。     

太阳能——燃气联合循环发电优势及经济性探讨

对太阳能——燃气联合循环发电(ISCC)发电的发展现状做了简要介绍。论述了ISCC发电项目的建设条件要求。从提高能源利用率、与电网峰谷相适应、提高天然气利用率、稳定负荷、减少对电网冲击、提高稳定性、节约能源等方面,详细介绍了ISCC发电项目的发电优势。对ISCC发电项目的技术经济指标进行了简要介绍分析。太阳能-燃气联合循环ISCC技术的推广,对推动技术进步、国际合作及产业升级有着重要的作用,符合国家利用可再生能源规划的要求。     

扩容蒸发式光煤互补发电系统变辐照特性研究

为避免槽式太阳能集热器内变热流量传热和汽液非均匀分布产生,提出了扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统。采用NASA SSE6.0数据库收集的辐照数据,将扩容蒸发式太阳能直接蒸汽发生系统与燃煤机组互补组成复合发电系统,建立复合发电系统的变工况计算模型,并以600 MW机组为例进行了复合发电系统变辐照情况下的日、月、年热力性能分析。研究结果显示：复合发电系统日发电功率与辐照强度曲线变化趋势类似,各月复合发电系统的发电量呈现出夏季较高的趋势,6月份达到峰值2.95×10⁸ kW·h,集热场效率与其趋势相反,机组热功转换率夏季较高,全年为32%~35%;太阳能平均热功转换效率为22.5%,研究结果可为太阳能与燃煤机组互补发电系统的工程应用提供新的方向和思路。     

二次再热机组高效灵活发电创新理论与方法

为解决二次再热机组在频繁变负荷情况下经济性能偏低、灵活性较差等问题,研究了二次再热高效灵活发电创新理论和方法。基于单耗分析方法揭示了传统二次再热机组全工况能耗分布规律,并提出5种适应电网调峰要求的典型600 ℃等级及以上的先进二次再热超超临界燃煤发电系统,分别为集成回热式小汽机新型循环、机炉深度耦合集成新循环、采用新型CO₂工质的循环、带储能的二次再热循环系统以及太阳能热互补二次再热循环系统,阐述了各循环系统的集成思路、系统特点以及对提高机组经济性和灵活性的优势。结果表明：锅炉、汽轮机、回热加热器具有较大的节能潜力;优选的集成回热式汽轮机的二次再热循环系统发电效率比基准系统煤耗降低了2.15 g/（kW·h）;提出的采用机炉耦合技术的二次再热机组在THA工况下煤耗降低高达3.6 g/（kW·h）;采用CO₂工质的火电系统在变工况下依然具有较高的效率;带储能的二次再热循环系统具有较好的灵活性;太阳能热互补二次再热循环系统节能潜力显著,达到14.73 g/（kW·h）。     

太阳能辅助燃煤热发电系统性能研究

以C50–8.83/0.294型供热机组为例,利用LS–3型直接蒸汽发电抛物面槽式集热器收集太阳能热量,提出几种不同的太阳能与燃煤机组集成发电方案。在对不同的集成系统进行热力性能建模并对其中的太阳能集热器场设计研究的基础上,利用热经济学结构理论进行不同系统的热经济学分析。结果表明,给出的所有集成方案中,取代1段抽汽方案可用的太阳能热量最大;在太阳能集热器场面积相同的情况下,取代1段抽汽方案的经济性能也最好,但仍低于单纯燃煤机组。如不考虑原小容量燃煤机组发电部分的投资成本,取代1段抽汽方案的单位热经济学成本为43.73×10-6元/kJ,小于单纯燃煤机组的69.50×10-6元/kJ,为太阳能辅助燃煤热发电(solar aided coal-fired electricity generation,SACEG) 系统的应用提供科学依据。     

联合循环电厂建模综述

由燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机组成的联合循环电厂由于其高效率、低排放等优良性能,在发电领域中起到了日益重要的作用。本文回顾了联合循环电厂在国内外的发展及应用状况,介绍了其基本工作流程,总结了近年来对其建模的各种方法,着重讨论了基于机理建模和基于系统辨识建模两种方法,并对各种方法进行了分析比较,最后对我国联合循环电厂的发展进行了展望。     

喷射式热泵在天然气冷热电三联供系统中的应用研究

天然气冷热电三联供系统中普遍采用减温减压器将高品位的蒸汽节流降温以供各类用户,节流降温过程伴随不可逆能量损失,导致高品位蒸汽做功能力下降。本研究将喷射式热泵引入天然气冷热电三联供系统,利用高品位蒸汽引射低品位蒸汽,排挤高品位蒸汽返回汽轮机做功,在不改造汽轮机通流部分的前提下提高了系统的经济性。对某三联供系统的分析计算表明,其全厂发电效率、联供系统效率、系统供热能力均有大幅度提高,并能够在不扩建机组的情况下,满足工业园区热负荷增长的需求。研究获得的喷射式热泵的优化设计原则和变工况调节方法,对喷射式热泵技术的研究和推广应用具有重要意义。     

联合循环中采用抽汽回热的热力分析

以多压蒸汽循环,多压再热蒸汽循环为对象,研究了抽汽回热对余热锅炉联合循环热经济性的影响,分析和计算结果表明;采用抽汽回热可提高联合循环蒸汽系统的总效率,并且存在最佳的凝 回热温升。研究结果为联合循环发电系统的总体优化设计提供了理论依据。     

E级联合循环供热机组调峰能力分析

以PG9171E型燃气轮机为顶循环的联合循环机组作为研究对象,利用EBSILON软件搭建了燃气-蒸汽联合循环系统变工况模型,通过改变供热抽汽量以及相应边界条件,分析了抽汽量变化对联合循环调峰能力的影响情况。结果表明：在供热抽汽量0~135 t/h内,机组调峰裕度为32.16~213.65 MW。比较了不同抽汽量下联合循环机组最小、最大发电功率,发现随着抽汽量的增加,机组的最小发电功率增大而最大发电功率减小。研究结果可为联合循环机组的经济运行和电网调峰决策提供重要参考。     

大型天然气联合循环电厂的设计优化

为了使我国正在建设的一批大型天然气联合循环电厂投资省、效率高、投产后具有较好的经济效益,对其设计进行优化至关重要。文章对影响大型天然气联合循环电厂效率的各种因素进行了深入的研究,对联合循环系统、燃气轮机选型、蒸汽系统、参数选择、余热锅炉和汽轮机选型、机组轴系配置、动力岛布置等方面进行了设计优化,并提出了明确的优化结论。     

燃气-蒸汽联合循环进气冷却系统对机组性能影响研究

以PG9171E型燃气-蒸汽联合循环电厂为研究对象,对联合循环及进气冷却系统进行建模。分析了该机组加装进气冷却系统后燃机侧、余热锅炉侧和蒸汽轮机侧系统性能的变化情况。结果表明该E型联合循环机组加装进气冷却系统后,进气温度每降低10 ℃,燃机侧出力上升约9%,余热锅炉效率下降约3%。通过蒸汽参数的调整充分利用余热资源能使汽轮机多出力2.1 MW,联合循环效率上升约0.3%。