随着世界能源储量的减少和人类倡导低碳型生活的开始,寻找新能源来代替化石能源已成为全人类共同关注的课题。太阳能是世界上最丰富永久的能源之一,中国的西北荒漠地带是世界级太阳能资源丰富区。从资源的合理开发利用来说,在内蒙古自治区开发沙漠太阳能具有得天独厚的优势。太阳能热气流发电技术是大规模开发利用太阳能资源的一条新途径,本身具有的设备简单、投资费用低、良好的环境效应等优点,再加上合理的设计规模,就可以实现良好的经济效益和社会效益。本文以拟建的乌海沙漠太阳能热气流发电系统为研究背景对塔囱部分做了详细的设计与研究。经作者对拟建电站地区的实地调研考察,得到该地区太阳能资源详细的数据资料,其中该地区年辐射总量6000MJ/m2a,最高气温40.2℃,年日照时数为3084h以上,它的日照时间和辐射强度条件非常适合建设太阳能热气流发电站。由于在太阳能热气流发电系统中塔囱是关键部分之一,依靠塔囱的抽吸作用,系统才能产生强大的气流,为电站提供热动力。而合理的塔囱高度和直径是实现电站正常高效运行的必要条件。本文根据工程上塔囱的设计思路结合太阳能热气流发电系统本身的特点综合考虑,分析得到乌海沙漠太阳能热气流发电系统塔囱建议设计高度为100m,直径为8m,形状为直筒形。在设计结果的基础上,建立该项目的物理数学模型,从流体流动与传热过程的控制方程出发,通过一定的假设和边界条件设定,应用CFD软件进行数值模拟。模拟结果得到系统内流场的变化分布情况,并与设计值做了比较,变化趋势与设计假定基本吻合。压降和流速的模拟值偏大主要原因是模拟时没有考虑涡轮机和一些摩擦损失的影响。最后,为了验证设计高度和直径的合理性,在其它各参数固定不变的情况下,选取不同塔囱高度、直径进行模拟计算。结果表明塔囱高度越大发电功率越大,直经越大发电功率越小。从发电功率和发电成本综合考虑,给出的乌海沙漠太阳能热气流发电系统参考设计是合理的。