太陽能輔助燃煤發電系統中太陽能貢獻度確定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能輔助燃煤發電系統技術領域，特別是一種太陽能輔助燃煤發電 系統中太陽能貢獻度確定方法。
【背景技術】
[0002] 太陽能輔助燃煤發電技術是指將太陽能作為傳統燃煤電站的輔助熱源，在白天尤 其是夏季等日照充足時段，使用聚光集熱裝置將太陽輻射能收集起來，取代傳統燃煤機組 的抽汽、用以加熱給水或通過其他傳熱介質加熱給水，被取代的蒸汽回到汽輪機中做功，再 帶動發電機進行發電，從而實現太陽能熱發電與傳統燃煤發電系統的耦合，也就是說，先把 太陽輻射能轉化為介質的熱能，再將熱能轉化為機械能，最后把機械能轉化為電能；而在陰 天、夜晚等日照不足時使用傳統燃煤發電技術。
[0003] 輔助發電系統使太陽集熱場與燃煤機組共用透平等設備，降低了燃煤機組煤耗， 同時克服了太陽能隨時間分布不連續的特點，極具發展潛力。
[0004] 然而，由于太陽能和燃煤同時以熱量的形式向太陽能輔助燃煤發電系統提供能 量，因此區分太陽能輔助燃煤發電系統中太陽能和燃煤各自發電量成為一個重要問題。
【發明內容】
[0005] 本發明需要解決的技術問題是提供一種快速確定太陽能輔助燃煤發電系統中太 陽能貢獻度的方法。
[0006] 為解決上述的技術問題，本發明一種太陽能輔助燃煤發電系統中太陽能貢獻度確 定方法，包括以下步驟，
[0007] 步驟S101 :確定子系統，將太陽能輔助燃煤發電系統以蒸汽膨脹到的壓力劃分為 若干子系統；
[0008] 步驟S102 :構建一個加熱段與原熱力循環相同的理想循環過程，確定此理想循環 在各子系統對應兩壓力之間對外做功；
[0009] 步驟S103 :子系統做功中太陽能與燃煤貢獻度，確定子系統中蒸汽在對應壓力之 間膨脹做功中太陽能與燃煤的貢獻度；
[0010] 步驟S104 :太陽能輔助燃煤發電系統中太陽能貢獻度確定，根據各個子系統中太 陽能與燃煤的貢獻度確定太陽能輔助燃煤發電系統中太陽能貢獻度。
[0011] 進一步的，所述步驟S103中太陽能貢獻度確定包括各子系統做功損失修正，各子 系統做功損失修正包括子系統火用損失E D、對應壓力下轉移到其他子系統做功的火用輸出 Ewt、其它子系統轉入本子系統做功的火用輸入E in。
[0012] 更進一步的，所述步驟S103中子系統實際對外做功W = (Eh+E^J-^D-E^)，其 中EidMlS理想循環對應壓力下的收益火用。
[0013] 進一步的，所述步驟S102中構建的理想循環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] 進一步的，所述步驟S101中以蒸汽膨脹到的壓力劃分子系統為將相鄰兩抽汽壓 力之間的汽輪機和對應的回熱系統作為一個子系統。
[0015] 采用上述方法后，理想的蒸汽循環不但表現了蒸汽的最大做功能力，且理想循環 下，以太陽能和燃煤獨自構成的循環做功作為其各自貢獻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模型的影響，體現各自本質的做功能力。
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0017]圖1為本發明的太陽能輔助燃煤發電系統的結構示意圖。
[0018] 圖2a為本發明子系統理想循環做功T-s示意圖。
[0019] 圖2b為本發明理想的太陽能輔助發電系統中貢獻度T-S示意圖。
[0020] 圖3為本發明第2子系統理想循環T-s示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 本發明一種太陽能輔助燃煤發電系統中太陽能貢獻度確定方法，包括以下步驟，
[0022] 步驟S101 :確定子系統，將太陽能輔助燃煤發電系統以蒸汽膨脹到的壓力劃分為 若干子系統。如圖1所示，以太陽集熱場耦合某"3高4低1除氧"的600MW燃煤機組為例， 依據8段抽汽壓力將實際循環的做功及回熱過程分為9個子系統。相鄰兩抽汽壓力之間的 汽輪機和對應的回熱系統作為一個子系統，例如，從主汽壓力到第一段抽氣壓力的汽機做 功過程為第一子系統，從第一段抽氣壓力到第二段抽氣壓力的汽機做功及第一段抽氣回熱 過程為第二子系統，以此類推。各子系統是以蒸汽膨脹到的壓力來劃分的，各子系統做功中 太陽能和燃煤的貢獻度即是蒸汽在對應壓力之間膨脹做功中太陽能與燃煤的貢獻度。
[0023] 步驟S102:子系統壓力做功，構建與實際系統加熱段相同的理想循環過程，確定 子系統循環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，5-1-2過程任意壓力下壓縮消耗的功由3-4過程對應壓 力下做的功來提供，這與實際循環中的回熱系統具有相同的作用，都是使工質回到加熱過 程的起始點。此循環在任意兩壓力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 :子系統做功中太陽能與燃煤貢獻度，確定子系統中蒸汽在對應壓力之 間膨脹做功中太陽能與燃煤的貢獻度。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太陽能加熱段獨自構成的理想熱力循環1-2-5-8-1與2-3燃煤加 熱段獨自構成的理想熱力循環2-3-4-S-2對外做功之和等于理想循環1-3-4-5-1對外做功 之和，且在任意壓力P6、P7之間都有：兩個獨立循環在此壓力之間對外做功之和等于理想 循環1-3-4-5-1在此壓力之間的對外做功。由此，可以認為，在如圖2b所示的理想循環中， 太陽能（或燃煤）發電量等于太陽能（或燃煤）加熱段獨自構成的理想循環的發電量，且 理想輔助發電系統中，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 功等于其加熱段獨自構成的理想循環中蒸汽從P6膨脹到P7時對外做的功。可見，無論耦 合什么樣的燃煤加熱過程，理想循環中太陽的發電量及太陽能火用轉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。這樣的評價模型在計算太陽能（或燃煤）的發 電量時不依賴其耦合的其它加熱過程，體現了太陽能