槽式太阳能-燃气联合循环系统的经济性分析

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1、槽式太阳能-燃气联合循环系统的经济性分析那旖旎王军刘婷婷东南大学能源与环境学院摘要：以槽式太阳能热发电技术与燃气联合循环(ISCC)系统为例，通过与单独太阳能电站(SEG)及传统的燃气-蒸汽联合循环(GTCC)电站作比较，分析说明与太阳能互补的联合循环的优势。结果表明:1SCC电站与GTCC电站相比可以有效地减少燃料气耗量、降低C02排放量，其经济性指标明显优于SEG电站。关键词：槽式太阳能;ISCC;经济性;作者简介：郦旖旎(1990—),女，在读硕士研究生，研究方向为太阳能热发电。E-mail

2、:yinibing@126.com收稿日期:2016-12-13EconomicAnalysisofanIntegratedSolarCombinedCycleBingYiniWangJunLiuTingtingSchoolofEnergyandEnvironment,SoutheastUniversity;Abstract：Theadvantagesofanintegratedsolarcombincdcycle(ISCC)systcmwereanalyzedbycomparingitwitha

3、nindependentsolarenergygeneration(SEG)powerplantandaconventionalgasturbinecombinedcycle(GTCC)unit.ResultsshowthatcomparedwithGTCCunit,theISCCsystemcaneffectivelyreducethefuelgasconsumptionandC02emission,anditseconomicindexisobviouslyhigherthanthatofaS

4、EGpowerplant.Keyword：solartrough;TSCC;economicalperformsnee;Received：2016-12-13太阳能热发电属于可再生的清洁能源发电，但由于成本高、效率低、不稳定等因素很难实现大规模发展应用。太阳能互补发电是将太阳能和其他能源相结合的混合发电系统，是解决可再牛能源不连续、促进可再牛能源发展应用、缓解化石能源紧张，以及减少环境污染的有效途径［1］。国内外在太阳能与风能、地热能、生物质能及燃气轮机组成的联合循环发电等方面做了研究，其中对槽式

5、太阳能与燃气-蒸汽联合循环结合(1SCC)系统研究较多。ISCC系统可以克服太阳能的不稳定且无需储热装置，降低太阳能的发电成本，从而成为研究热点之一。目前国外正在运行的ISCC电站有很多，主要集中在美国、意大利、伊朗、埃及、阿尔及利亚、摩洛哥等宜。埃及的Kuraymat项目，2008年1月投入建设，采用太阳能与天然气的联合循环，太阳能集热场由2000个集热器件组成，面积为130800m,电站总容量为150MW,太阳能出力约20MW［3］O我国宁夏的ISCC项目机组容量为100MW,太阳能场发电38

6、.5MW,占电站总出力约40%并具有储能系统［4］。1ISCC系统简介ISCC电站是利用中高温太阳能集热器技术与燃气-蒸汽联合循环混合的热发电技术。利用燃气轮机余热来为太阳能热作补充，预热给水和提高太阳能热产生的过热蒸汽的温度，以提高朗肯循环的出力，优化能源发电效率。图1为典型的槽式太阳能与燃气联合循环示意图。图1典型的槽式太阳能与燃气联合循环示意图下载原图由图1可见:传热工质在槽式太阳能集热场内加热后，经余热锅炉再热进入蒸汽轮机做功，推动发电机发电;做功后的工质经水处理器重新经余热锅炉进入太阳能

7、集热器循环;燃气轮机循环后的高温排气进入余热锅炉预热给水。1SCC系统与单独的槽式太阳能发电系统和常规的燃气-蒸汽联合循环发电系统相比具有如下优势：(1)系统效率高。ISCC系统利用太阳能的热量提高了联合系统的效率。(2)降低成木。ISCC系统可不需要储热系统，尤其是当与现成的常规联合电站集成吋，增加的蒸汽轮机费用远远小于建立一个单独太阳能电站的费用。(3)回避了太阳能热发电的瓶颈。由于太阳能集热器加热流体温度的限制，单独太阳能热发电效率不高，利用燃气轮机余热来为太阳能热作补充回避了该瓶颈问题。(

8、4)减少天然气和水耗量。采用太阳能代替部分天然气，减少了天然气耗量。ISCC电站通常处于干旱、沙漠等太阳能资源丰富的地区，机组冷凝系统采用空冷系统，且ISCC机组屮蒸汽循环部分占总发电量的50%,使ISCC机组水耗量比同容量的常规天然气-蒸汽联合循环发电机组约低40%[5]。(5)稳定供电负荷。1SCC系统利用燃气轮机组提供稳定的供电负荷，避免了单独太阳能发电受太阳辐射等外界条件的影响和负荷变化大对电网的冲击，可实现连续稳定供电。(6)清洁环保。ISCC电站采用太阳能和天然气作为燃