随着经济和社会的快速发展,我国能源的总体消耗量也不断快速增长,煤炭、石油等化石燃料在满足我国巨大能源需求的同时,也带来了一系列严重的环境问题。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源,具有清洁无污染的特征,是有效替代传统化石能源应用于生产和生活的重要能源形式,倍受世界的关注。通过太阳能中温热利用技术将太阳能导入到工业领域过程用热中,对降低企业能源成本、减少环境污染和促进我国低碳经济的建设及发展都具有非常重要的作用。本文提出了一种新型的太阳能-锅炉联合中温蒸汽系统,克服了太阳能辐射的不稳定性与随机性造成的太阳能利用系统中能源输入不稳定的缺点,同时发挥了太阳能和天然气清洁环保可再生等方面优势。以广州市某纺织厂蒸汽用热需求为例对该系统的运行特性进行详细的模拟研究,并通过蓄热部件以及相关参数的优化实现系统最大的节能效益与经济效益。首先,详细阐述了太阳能-锅炉联合中温蒸汽系统的工作原理,以广州市某纺织厂工艺过程用热需求为例,对系统各部件进行了选型计算,包括太阳能集热系统、蓄热子系统、辅助锅炉以及各换热设备的详细设计与安装分析;同时,提出系统运行相应的控制策略,使系统运行的效果达到工厂要求。其次,基于热力学基本定律以及相关理论知识,对系统各部件建立了准确的数学模型,利用TRNSYS与MATLAB软件对系统的运行特性进行全年的仿真。深入研究了系统的集热效率、系统太阳能保证率、蓄热系统成本、系统供热量及其环保与经济性等内容,对系统的整体运行性能进行了综合评估。最后,对本新型的太阳能-锅炉联合中温蒸汽系统主要的蓄热系统部分,进行了导热油蓄热系统与蒸汽蓄热器系统两种方式的模拟结果对比,分析各类因素对系统性能的影响,从集热器进出口温度和蓄热器容积两方面对系统参数进行了优化,进一步提升系统性能;经整体优化之后,系统的节能与经济效益更加显著。