近几年,随着我国中东部煤炭资源的大量开采使用,优质动力煤储量日益减少以及开采难度随之增大,越来越多的电厂开始燃用或掺烧低阶煤。由于低阶煤热值低、含水量高等特点,一般需增设干燥装置在低阶煤送入锅炉燃烧前对其进行干燥,以降低煤中的水分含量。结合我国煤炭储量分布情况,低阶煤主要分布在西北地区,而这些地区又是我国太阳能资源丰富的区域。因此,如果将太阳能热利用技术集成到低阶煤干燥系统中,既能提高燃用低阶煤机组的效率,又可以高效经济地利用当地丰富的太阳能资源。本论文以如何实现太阳能资源高效预干燥低阶煤为核心,基于热力学第一、第二定律,建立太阳能集热单元,吸收式热泵单元和低阶煤预干燥单元的热力学计算模型,对太阳能预干燥低阶煤发电系统展开热力学评估,分析了太阳能预干燥低阶煤后煤的质量与能量的变化规律,从机组煤耗、太阳能光电转换效率、全厂发电效率和(?)效率等角度评估了太阳能预干燥低阶煤发电系统的综合热力性能,并提出了适应于燃用不同煤种,不同太阳能集热器的系统集成思路。在系统设计之前,首先对次烟煤进行低温干燥实验,研究了干燥温度对次烟煤干燥、复吸、破碎特性的影响。实验得出:次烟煤较褐煤更容易干燥,只要流程设计合理、停留时间适当延长,50～100℃左右的低温预干燥过程即可使次烟煤的外水分大部分蒸发;低温预干燥对低阶煤破碎特性的影响较小,而且干燥后,次烟煤复吸特性很小;由此可见太阳能的中低温热完全满足低价煤的干燥需求,并且低阶煤复吸特性弱的特点非常利于太阳能干燥后的夜间储存。鉴于目前中国真空管太阳能集热器技术成熟和西北地区太阳能和低阶煤资源丰富的特点,提出一种利用真空管太阳能集热器预干燥低阶煤的发电系统。以某典型600 MW超临界机组为例,从热力学和经济学角度进行分析。结果表明:利用低品位太阳能预干燥低阶煤可有效降低燃煤电站机组煤耗,当低阶煤水分由25.0%干燥至10.0%时,发电煤耗降低8.9g标煤/kWh,同时太阳能光电转换效率可达25.3%,静态回收期仅为4.3年。槽式太阳能集热温度较高,通过集成第一类吸收式热泵,吸收传统火力发电厂循环水废热,将太阳能的中高温热放大为更多的中低温热源预干燥原煤,从而大幅度提高太阳能的利用效率。相关计算表明:对于案例机组,当系统净输出功率不变时,太阳能输入73.0MW的热量吋,太阳能-热泵预干燥系统可降低原煤给煤量4.5kg/s,机组热效率和(?)效率分别提高1.2和1.8个百分点。从太阳能光电转换的角度来分析,每输入1MW的太阳能热就会产生0.44MW的电,而且太阳能部分的COE仅为0.275元/kWh,低于当前主流的太阳能辅助机组和太阳能直接发电机组,经济效益显著。本文的研究结果,为我国实现新型可持续煤基能源与可在生能源的深度耦合利用提供一种热力性能优良、技术经济可行的集成新思路。