【摘 要】
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促进储能技术与产业的健康发展,对于提高可再生能源比例、保障能源安全、提高能源利用效率、推动能源革命具有重大的战略意义。将太阳能辅助燃煤发电系统中引入储热装置从时间和空间上解决了太阳能不稳定性与燃煤发电侧连续稳定发电的不平衡关系,进一步促进可再生能源的利用比例,加快能源改革的步伐。本文在太阳能辅助某350MW燃煤发电系统的基础上,引入储热装置,运用EBSILON软件仿真平台,构建太阳能辅助燃煤发电系统的热力系统模型进行仿真计算。
从太阳能发电侧出发,分析太阳能辅助燃煤发电系统的热经济性影响因素及寻
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促进储能技术与产业的健康发展,对于提高可再生能源比例、保障能源安全、提高能源利用效率、推动能源革命具有重大的战略意义。将太阳能辅助燃煤发电系统中引入储热装置从时间和空间上解决了太阳能不稳定性与燃煤发电侧连续稳定发电的不平衡关系,进一步促进可再生能源的利用比例,加快能源改革的步伐。本文在太阳能辅助某350MW燃煤发电系统的基础上,引入储热装置,运用EBSILON软件仿真平台,构建太阳能辅助燃煤发电系统的热力系统模型进行仿真计算。
从太阳能发电侧出发,分析太阳能辅助燃煤发电系统的热经济性影响因素及寻求维持太阳能集热器出口循环工质温度恒定的方法。结果表明:相比方案1和方案2,方案3集成方式运行下,热电厂的热耗率、汽耗率及标准煤耗率达到最低值;在油水换热器与集热系统之间并入恒温储油罐,并使用控制阀及流量控制计来调节进入油水换热器的油量,从而间接维持集热器出口导热油温度恒定
从储热装置侧出发,以储热罐存储热量最大值为优化函数目标,储热罐体直径与储热材料填充进储热罐的高度为约束条件,应用遗传算法寻求合理的储热罐体积参数。运用MATLAB软件PDE函数模拟储热罐中换热流体与储热介质温度场,最终采用分段法设计储热罐热容量及储热罐体数求解。结果表明:在约束条件范围内,储热罐的径高比为5/8.5时,储热量达到最大。由石子温度场分析可知:同一时刻,随着石子填充床内位置点的下降,待换热区变为急剧换热区的时间逐渐增长且急剧换热区石子升温速率呈现由大变小的趋势;由换热流体温度场分析可知:储热时间达到约300min时,换热流体的温度保持不变,换热停止。由“按需分配”原则,储热装置侧,采用100台储热罐并联于油水换热器与集热场之间的布置方式。
对不同运行机组进行热经济性和机组技术经济性分析,结果表明:机组3燃煤量比机组2燃煤量每天节约至少7.62t,机组3燃煤量比机组1燃煤量每天节约至少28.26t;带储热装置的太阳能辅助燃煤发电系统发电成本比不带储热装置的光电系统发电成本低0.0006元/kWh,分析影响机组发电成本的主要因素。该机组进一步降低火电机组污染物排放,提高了带储热装置的太阳能辅助燃煤发电系统在可再生能源发电中的竞争力。
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