【摘 要】
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当前,我国的能源结构依然以煤电为主。为了减少对化石能源的依赖,控制煤电对环境的污染,发展可持续的清洁能源将是未来能源利用的前进方向。太阳能是取之不尽、用之不竭的清
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当前,我国的能源结构依然以煤电为主。为了减少对化石能源的依赖,控制煤电对环境的污染,发展可持续的清洁能源将是未来能源利用的前进方向。太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,具有非常广阔的发展前景。太阳能热发电在世界各地已经得到了不同程度的发展,但由于太阳能的不连续性及不稳定性,其大规模的商业应用受到了阻碍。燃气-蒸汽联合循环的核心设备为燃气轮机,燃气轮机运行时非常稳定,但受环境因素的影响较大。为了提高燃气-蒸汽联合循环(GTCC)的热效率,应在一定范围内尽可能降低余热锅炉的排烟温度。单一能源品种的利用受到多方掣肘,因此在未来发展过程中,建设多种能源有机整合、集成互补的综合能源体系正成为大趋势。本文提出一种新型太阳能-燃气联合循环(ISCC)电站,从电站系统设计、建模与优化、性能分析及综合评价等方面进行了研究,旨在为太阳能-燃气联合循环电站的研究与发展提供理论参考与新思路,主要内容如下:首先,从系统流程、参数设计和机组配置出发,提出了一种新型ISCC系统,并利用EBSILON软件建立了该电站的模型。经过不同地区运行模拟对比分析,对电站进行了选址。利用SAM软件,对ISCC电站的太阳能直接蒸汽系统进行了模拟,通过比对不同太阳倍数下的平均能源成本,对太阳能集热场的规模进行了优化。其次,选择了八个参数来进行ISCC电站的变工况运行模拟,结果表明,ISCC电站运行时的最佳环境温度为10.0℃。燃气轮机进、排气压损增大时,联合循环的热效率下降。大气压力的增加会使电站输出功率增加,但热效率变化不大。太阳入射角和环境湿度对电站的影响较小,较小的太阳入射角和较大的湿度有利于提高电站的性能。应尽量避免燃机负荷率在50.0%、80.0%和90.0%的条件运行。最后,进行了 ISCC电站的技术经济性分析和环保节能分析。结果表明,ISCC电站的动态投资回收期为5.11年,内部收益率为19.46%,具有较好的技术经济性,对技术经济性影响较大的敏感因素为电价和气价。对比其他方式的电站,ISCC电站可有效减少大气污染物的排放和节约燃料。
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