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槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统的性能分析

作　者: 於震跃
导　师: 杨勇平
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: 槽式集热器太阳能辅助燃煤发电系统节能
分类号: TM61
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

抛物面槽式太阳能辅助燃煤发电系统是指通过将太阳能与常规燃煤发电机组的耦合,用以替代部分化石燃料,同时可以达到有效利用太阳能资源,降低太阳能热发电成本,减少二氧化碳排放量等效果。本文对抛物面槽式真空集热管的热性能和槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统进行了相关研究,主要的研究成果与创新点概述如下：(1)在热力学第二定律的基础上建立了槽式集热器能量传递模型,并编制了计算机模拟程序,并借助美国Sandia实验室的实验数据,对所建(?)分析模型进行了对比验证,结果表明,模拟结果与实验测试结果吻合较好,最大相对偏差为2.08%,最小相对偏差为0.77%。通过模拟揭示了集热器内部各个不可逆能量过程的损失分布特点,集热器的不可逆(?)损主要是金属吸热管的吸热(?)损(34%左右)和光学(?)损(26%左右)。还研究了吸热管选择性涂层的吸收率、玻璃罩管的透射率、太阳辐照强度和HTF温度、流量等因素对集热器(?)效率和炯损分布的影响。(2)本文提出了利用槽式集热场热量取代燃煤机组3级高加抽汽,设计了功率增大型和节煤型两种方案。同时,建立了太阳能辅助燃煤发电系统能量计算模型。并针对西藏拉萨典型年夏至日作为集热场设计点,对两种方案的机组性能进行了研究分析,结果表明功率增大型方案的太阳能光电转换效率为26.16%,而节煤型方案的光电转换效率为20.62%。(3)根据本文所建槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统模拟计算模型,对机组的不同工况和运行方案下共6种不同模式的设计点性能和年性能进行了模拟计算,并分析了集热面积对于太阳能辅助燃煤发电系统的性能影响。最后还分析太阳能辅助燃煤发电系统的发电成本等经济性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 选题背景及其意义  10-13
  1.2 国内外研究动态  13-17
  1.3 研究内容及目的  17-18
第二章槽式太阳能集热器建模与分析  18-40
  2.1 引言  18-19
  2.2 槽式太阳能集热器建模  19-28
    2.2.1 槽式太阳能集热器能量模型  19-21
    2.2.2 槽式集热管传热过程分析  21-27
    2.2.3 程序编制  27-28
  2.3 模型验证  28-33
    2.3.1 Sandia Aztrack实验台  28-29
    2.3.2 集热器损模型  29-31
    2.3.3 计算结果与实验结果对比  31-33
  2.4 集热器损与效率分析  33-38
    2.4.1 集热器损分布  33
    2.4.2 集热器效率的影响因素分析  33-38
  2.5 本章小结  38-40
第三章槽式太阳能辅助燃煤发电系统  40-62
  3.1 引言  40-41
  3.2 集成方案提出  41-44
  3.3 模型建立  44-56
    3.3.1 槽式太阳能集热场模型  44-52
    3.3.2 燃煤发电系统模型  52-56
  3.4 程序编制  56-59
    3.4.1 功率增大型方案计算模型  57-58
    3.4.2 节煤型方案计算模型  58-59
  3.5 机组热经济性评价模型  59
  3.6 案例计算分析  59-61
  3.7 本章小结  61-62
第4章太阳能辅助燃煤发电系统的性能研究  62-72
  4.1 前言  62
  4.2 机组不同运行工况的性能研究  62-64
  4.3 机组不同运行工况的年性能研究  64-66
  4.4 集热场面积对于机组性能的影响  66-69
    4.4.1 功率增大型  66-67
    4.4.2 节煤型  67-69
  4.5 太阳能辅助燃煤发电系统经济性分析  69-70
  4.6 本章小结  70-72
第5章结论  72-74
  5.1 主要研究成果  72-73
  5.2 主要创新点  73-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  78-79
致谢  79-80
作者简介  80

槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统的性能分析

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