太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太陽能貢獻(xiàn)度確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種太陽能輔助燃煤發(fā)電 系統(tǒng)中太陽能貢獻(xiàn)度確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能輔助燃煤發(fā)電技術(shù)是指將太陽能作為傳統(tǒng)燃煤電站的輔助熱源，在白天尤 其是夏季等日照充足時(shí)段，使用聚光集熱裝置將太陽輻射能收集起來，取代傳統(tǒng)燃煤機(jī)組 的抽汽、用以加熱給水或通過其他傳熱介質(zhì)加熱給水，被取代的蒸汽回到汽輪機(jī)中做功，再 帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電系統(tǒng)的耦合，也就是說，先把 太陽輻射能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；而在陰 天、夜晚等日照不足時(shí)使用傳統(tǒng)燃煤發(fā)電技術(shù)。
[0003] 輔助發(fā)電系統(tǒng)使太陽集熱場與燃煤機(jī)組共用透平等設(shè)備，降低了燃煤機(jī)組煤耗， 同時(shí)克服了太陽能隨時(shí)間分布不連續(xù)的特點(diǎn)，極具發(fā)展?jié)摿Α?br>[0004] 然而，由于太陽能和燃煤同時(shí)以熱量的形式向太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)提供能 量，因此區(qū)分太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太陽能和燃煤各自發(fā)電量成為一個(gè)重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種快速確定太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太 陽能貢獻(xiàn)度的方法。
[0006] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明一種太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太陽能貢獻(xiàn)度確 定方法，包括以下步驟，
[0007] 步驟S101 :確定子系統(tǒng)，將太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)以蒸汽膨脹到的壓力劃分為 若干子系統(tǒng)；
[0008] 步驟S102 :構(gòu)建一個(gè)加熱段與原熱力循環(huán)相同的理想循環(huán)過程，確定此理想循環(huán) 在各子系統(tǒng)對應(yīng)兩壓力之間對外做功；
[0009] 步驟S103 :子系統(tǒng)做功中太陽能與燃煤貢獻(xiàn)度，確定子系統(tǒng)中蒸汽在對應(yīng)壓力之 間膨脹做功中太陽能與燃煤的貢獻(xiàn)度；
[0010] 步驟S104 :太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太陽能貢獻(xiàn)度確定，根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)中太 陽能與燃煤的貢獻(xiàn)度確定太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太陽能貢獻(xiàn)度。
[0011] 進(jìn)一步的，所述步驟S103中太陽能貢獻(xiàn)度確定包括各子系統(tǒng)做功損失修正，各子 系統(tǒng)做功損失修正包括子系統(tǒng)火用損失E D、對應(yīng)壓力下轉(zhuǎn)移到其他子系統(tǒng)做功的火用輸出 Ewt、其它子系統(tǒng)轉(zhuǎn)入本子系統(tǒng)做功的火用輸入E in。
[0012] 更進(jìn)一步的，所述步驟S103中子系統(tǒng)實(shí)際對外做功W = (Eh+E^J-^D-E^)，其 中EidMlS理想循環(huán)對應(yīng)壓力下的收益火用。
[0013] 進(jìn)一步的，所述步驟S102中構(gòu)建的理想循環(huán)任意兩壓力之間對外做功為WX_ Y= (hx，-hY，）-(hx-hY) = (hx，-hx)-(hY，-hY),其中
T為沿等壓線的蒸汽溫度，s 為沿等壓線的熵。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟S101中以蒸汽膨脹到的壓力劃分子系統(tǒng)為將相鄰兩抽汽壓 力之間的汽輪機(jī)和對應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)作為一個(gè)子系統(tǒng)。
[0015] 采用上述方法后，理想的蒸汽循環(huán)不但表現(xiàn)了蒸汽的最大做功能力，且理想循環(huán) 下，以太陽能和燃煤獨(dú)自構(gòu)成的循環(huán)做功作為其各自貢獻(xiàn)度的確定方法能最大程度地減少 不同來源的熱量耦合對評價(jià)模型的影響，體現(xiàn)各自本質(zhì)的做功能力。
【附圖說明】
[0016] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]圖1為本發(fā)明的太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2a為本發(fā)明子系統(tǒng)理想循環(huán)做功T-s示意圖。
[0019] 圖2b為本發(fā)明理想的太陽能輔助發(fā)電系統(tǒng)中貢獻(xiàn)度T-S示意圖。
[0020] 圖3為本發(fā)明第2子系統(tǒng)理想循環(huán)T-s示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明一種太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)中太陽能貢獻(xiàn)度確定方法，包括以下步驟，
[0022] 步驟S101 :確定子系統(tǒng)，將太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)以蒸汽膨脹到的壓力劃分為 若干子系統(tǒng)。如圖1所示，以太陽集熱場耦合某"3高4低1除氧"的600MW燃煤機(jī)組為例， 依據(jù)8段抽汽壓力將實(shí)際循環(huán)的做功及回?zé)徇^程分為9個(gè)子系統(tǒng)。相鄰兩抽汽壓力之間的 汽輪機(jī)和對應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)作為一個(gè)子系統(tǒng)，例如，從主汽壓力到第一段抽氣壓力的汽機(jī)做 功過程為第一子系統(tǒng)，從第一段抽氣壓力到第二段抽氣壓力的汽機(jī)做功及第一段抽氣回?zé)?過程為第二子系統(tǒng)，以此類推。各子系統(tǒng)是以蒸汽膨脹到的壓力來劃分的，各子系統(tǒng)做功中 太陽能和燃煤的貢獻(xiàn)度即是蒸汽在對應(yīng)壓力之間膨脹做功中太陽能與燃煤的貢獻(xiàn)度。
[0023] 步驟S102:子系統(tǒng)壓力做功，構(gòu)建與實(shí)際系統(tǒng)加熱段相同的理想循環(huán)過程，確定 子系統(tǒng)循環(huán)任意兩壓力之間對外做功。任意兩壓力之間對外做功為WX_Y= (hx，-hY，)-(hx-hY) =(hx，-hx)-(hY，-hY),其中
1為沿等壓線的蒸汽溫度，s為沿等壓線的j：商。 如圖2a所示，2-3為加熱過程，3-4為汽機(jī)中的做功等熵膨脹過程，4-5為凝汽器中的放熱過 程，5-1-2為等熵壓縮過程。同時(shí)，5-1-2過程任意壓力下壓縮消耗的功由3-4過程對應(yīng)壓 力下做的功來提供，這與實(shí)際循環(huán)中的回?zé)嵯到y(tǒng)具有相同的作用，都是使工質(zhì)回到加熱過 程的起始點(diǎn)。此循環(huán)在任意兩壓力P6、P7之間對外做功為：
[0024] ff6_7=(h6> -h7>) - (h6-h7) (2-1)
[0025] 上式可化為：
[0026] W6_7= (h 6> ~h6) - (h7> ~h7) (2~2)
[0027] 由于6-6'為等壓過程，所以有：

[0030]同理有：
[0032] 由此可見，此循環(huán)在任意兩壓力P6、P7之間對外做功等于T-s圖上6-6' -7' -7圍 成的面積，即圖2a所示的陰影部分。
[0033] 步驟S103 :子系統(tǒng)做功中太陽能與燃煤貢獻(xiàn)度，確定子系統(tǒng)中蒸汽在對應(yīng)壓力之 間膨脹做功中太陽能與燃煤的貢獻(xiàn)度。如圖2b所示，1-2為太陽能加熱段，2-3為燃煤加熱 段。由以上分析可知，1-2太陽能加熱段獨(dú)自構(gòu)成的理想熱力循環(huán)1-2-5-8-1與2-3燃煤加 熱段獨(dú)自構(gòu)成的理想熱力循環(huán)2-3-4-S-2對外做功之和等于理想循環(huán)1-3-4-5-1對外做功 之和，且在任意壓力P6、P7之間都有：兩個(gè)獨(dú)立循環(huán)在此壓力之間對外做功之和等于理想 循環(huán)1-3-4-5-1在此壓力之間的對外做功。由此，可以認(rèn)為，在如圖2b所示的理想循環(huán)中， 太陽能（或燃煤）發(fā)電量等于太陽能（或燃煤）加熱段獨(dú)自構(gòu)成的理想循環(huán)的發(fā)電量，且 理想輔助發(fā)電系統(tǒng)中，蒸汽從任意的壓力P6膨脹到任意的壓力P7,太陽能（或燃煤）做的 功等于其加熱段獨(dú)自構(gòu)成的理想循環(huán)中蒸汽從P6膨脹到P7時(shí)對外做的功。可見，無論耦 合什么樣的燃煤加熱過程，理想循環(huán)中太陽的發(fā)電量及太陽能火用轉(zhuǎn)化為功的過程只取決 于太陽能加熱段本身和蒸汽膨脹到的壓力。這樣的評價(jià)模型在計(jì)算太陽能（或燃煤）的發(fā) 電量時(shí)不依賴其耦合的其它加熱過程，體現(xiàn)了太陽能