30MW太阳能冷热电联供系统研究

【摘要】：过去两百年，建立在化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类的发展，但也带来环境及社会方面的问题。在当前能源危机的时代背景下，太阳能以其几乎与化石能源截然相反的性质等获得了世界各界的密切关注。而相对于电驱动空调，溴化锂吸收式制冷利用低温热源制冷以回收低温热量减少能量损失及减少电量消耗。采用太阳能的冷热电系统可以减少化石能源消耗，增加电网可靠性。 本文在某30MW燃煤电站的基础上，根据子系统对温度的不同需求提出太阳能辅助加热及溴化锂吸收式制冷机冷热电联供方案。首先分析中国各地的太阳能分布及采暖制冷需求关系，得出在南部地区太阳能辐射相对较小但是有着非常大的制冷需求，适合发展利用特别是300-600W/m~2范围内的太阳能来辅助发电及制冷。其次，分析了太阳能集热场系统传递关系，并建立了太阳能场、煤燃烧模块、蒸汽循环模块及溴化锂吸收式制冷模块的数学模型。根据文献中提供的数据建立的模型进行验证及变工况分析。结果显示各模块模型误差较小，结果可靠。当太阳能辐照强度较低时，传热工质进口温度升高将导致集热场净效率的降低。最后，基于集热场流量约束考虑，提出了针对不同辐照强度时采用不同的运行工况：无光照工况，光照不足工况及光照充足工况。结果显示，在无光照工况下，随着吸收式制冷机组抽取的蒸汽量增加，从而导致系统发电量降低，但是一次能源利用效率及化石能源节约率升高。而在光照不充分阶段，集热场进出口参数设为110/200℃，随着光照的增强，系统的一次能源利用效率及化石能源节约率均上升。在光照充分工况下，集热场进出口参数设为293/391℃，随着光照的增强，使系统的发电量增加。当DNI=0.9kW/m~2时，系统的发电量可以增大8.2MW。 本文工作特别之处在于针对不同光照强度，提出不同的系统集成方式并讨论其技术可行性。对光照强度不高但是需要制冷的南方地区的冷热电系统发展提供参考。 【关键词】：太阳能 冷热电联产 吸收式制冷
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.2 国内外现状及发展趋势10-13
• 1.3 模拟软件介绍13
• 1.4 研究内容13-15
• 2 太阳能集热系统研究15-27
• 2.1 太阳能资源介绍及选址15-17
• 2.2 太阳能集热场介绍17-22
• 2.3 太阳能集热场模型建立及变工况讨论22-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 30MW 燃煤发电系统研究27-41
• 3.1 30MW 燃煤电站介绍27-30
• 3.2 30MW 燃煤电站燃烧部分30-33
• 3.3 30MW 燃煤电站蒸汽循环33-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 蒸汽双效溴化锂吸收式制冷循环41-47
• 4.1 热驱动制冷系统介绍41-44
• 4.2 蒸汽双效并联吸收式制冷循环模型建立44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 5 30MW 太阳能冷热电联供系统研究47-57
• 5.1 太阳能冷热电联供系统工况描述47-49
• 5.2 太阳能冷热电联供系统评价指标49-50
• 5.3 太阳能冷热电联供系统变工况分析50-56
• 5.4 本章小结56-57
• 6 总结与展望57-59
• 6.1 全文总结57-58
• 6.2 课题展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 附录64-69

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