[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于余熱再熱的壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310374123.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103557078A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張茂勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張茂勇
• 主分類(lèi)號(hào): F02C6/16
• 分類(lèi)號(hào): F02C6/16;F02C6/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)節(jié)能和蓄能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于余熱再熱的壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

工商業(yè)企業(yè)往往需要耗費(fèi)大量電力用于驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備及維持生產(chǎn)所需的配套動(dòng)力設(shè)備，其耗電容量少則幾千kW、多則幾萬(wàn)乃至十幾萬(wàn)kW以上。耗電量大對(duì)企業(yè)意味著能耗成本大、壓縮產(chǎn)品利潤(rùn)空間；對(duì)公共電網(wǎng)則意味著必須為其配套更多的用電容量及其輸配電設(shè)備，并且電網(wǎng)的電力峰谷負(fù)荷相差越來(lái)越大，導(dǎo)致越來(lái)越依賴于大型火電廠進(jìn)行調(diào)峰作業(yè)，而在夜間低谷電期間維持火力發(fā)電將導(dǎo)致效率顯著下降、煤耗增大、單位供電量的污染排放顯著提高等，降低全網(wǎng)的運(yùn)行效率與經(jīng)濟(jì)性。?

為了改善電力負(fù)荷平衡問(wèn)題、實(shí)行移峰填谷、提高電力生產(chǎn)和輸配的運(yùn)行效率、降低總體投資規(guī)模、盤(pán)活閑置或開(kāi)工不足的處于服役期的電力生產(chǎn)設(shè)備的存量資產(chǎn)及其產(chǎn)能、控制過(guò)量投資、改善全網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、提高電力供應(yīng)的可靠性安全性等，已大力推行了峰谷電價(jià)政策、鼓勵(lì)發(fā)展分布式能源等政策，這為引導(dǎo)企業(yè)根據(jù)自身?xiàng)l件采取合適的節(jié)能措施提供了政策支持。?

另外，許多工商業(yè)企業(yè)往往設(shè)置備用電源，如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等以供停電時(shí)應(yīng)急之用。

電力通常難以大規(guī)模儲(chǔ)存。各類(lèi)蓄電池儲(chǔ)存容量有限、成本高、壽命較為有限、報(bào)廢后加大污染且難以規(guī)模化回收利用。?

抽水蓄能電站是潔凈有效的儲(chǔ)存電力的技術(shù)方法，但對(duì)地質(zhì)條件要求高、造價(jià)高、環(huán)境影響大，只在個(gè)別有條件的地域方可實(shí)施。?

近年來(lái)已出現(xiàn)較多的采用壓縮空氣蓄能、再驅(qū)動(dòng)空氣透平發(fā)電的研究和應(yīng)用，例如風(fēng)力發(fā)電可通過(guò)設(shè)置空氣柜的方式將瞬態(tài)變化的風(fēng)力通過(guò)壓縮空氣蓄能的方法轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)或有規(guī)律輸出電能，徹底該筆原有的手有風(fēng)無(wú)風(fēng)及風(fēng)力大小等影響而出現(xiàn)的時(shí)有時(shí)無(wú)“神經(jīng)電”現(xiàn)象。?

另外，采用不同的熱管或其它技術(shù)的熱量轉(zhuǎn)移技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。?

為此，有必要探尋一種新興的技術(shù)方法，既改善電網(wǎng)峰谷特性，又可大幅降低企業(yè)耗電費(fèi)用，使企業(yè)微觀經(jīng)濟(jì)效益與電網(wǎng)整體優(yōu)化運(yùn)行結(jié)合起來(lái)，解決上述實(shí)際應(yīng)用矛盾。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種基于余熱再熱的壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，可在低谷電期間壓縮空氣并儲(chǔ)存于空氣柜中，而高峰電價(jià)期間空氣膨脹發(fā)電。?

本發(fā)明的具體描述是：一種基于余熱再熱的壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)，包括壓氣機(jī)、空氣蓄能柜、空氣透平、發(fā)電機(jī)、并網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于還包括一套設(shè)置有余熱相變蓄能器并對(duì)空氣透平進(jìn)氣進(jìn)行補(bǔ)熱的余能蓄能發(fā)電裝置，其中壓氣機(jī)2的吸氣口A與環(huán)境空氣相連，排氣口通過(guò)相變蓄能器3的高溫空氣側(cè)與空氣蓄能柜4的進(jìn)氣口I相連，空氣蓄能柜4的供氣口O通過(guò)余熱補(bǔ)熱器6的空氣側(cè)與空氣透平7的進(jìn)氣口相連，空氣透平7的排氣口D與環(huán)境空氣相連，相變蓄能器3的余熱放熱側(cè)與余熱補(bǔ)熱器6的余熱加熱側(cè)通過(guò)余熱轉(zhuǎn)移環(huán)路5相連，空氣透平7通過(guò)聯(lián)軸裝置與發(fā)電機(jī)8相連，發(fā)電機(jī)8通過(guò)并網(wǎng)裝置9與電網(wǎng)12相連，壓氣機(jī)2通過(guò)聯(lián)軸裝置與電動(dòng)機(jī)1相連，電動(dòng)機(jī)1與電網(wǎng)12相連。?

壓氣機(jī)2選用單臺(tái)多級(jí)結(jié)構(gòu)，或選用多臺(tái)串聯(lián)、中間冷卻結(jié)構(gòu)。?

相變蓄能器3采用高溫金屬或復(fù)合有機(jī)物作為蓄能工質(zhì)的熱管傳熱蓄能器。?

空氣蓄能柜4選用壁面保溫的圓柱形、球形或橢圓柱體結(jié)構(gòu)。?

空氣透平7選用單級(jí)向心輪結(jié)構(gòu)，或分為高壓級(jí)、低壓級(jí)串聯(lián)的兩級(jí)結(jié)構(gòu)。?

空氣透平7選用抽氣結(jié)構(gòu)。?

余熱補(bǔ)熱器6采用熱管換熱器結(jié)構(gòu)。?

并網(wǎng)裝置9的組成部分中包含變壓器。?

余熱轉(zhuǎn)移環(huán)路5采用熱管換熱環(huán)路結(jié)構(gòu)。?

余熱轉(zhuǎn)移環(huán)路5采用水——蒸汽換熱環(huán)路。?

本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果：本發(fā)明采用壓縮空氣蓄能發(fā)電結(jié)合余熱蓄能并用于提高空氣透平進(jìn)氣溫度以提高發(fā)電效率，并可將整個(gè)壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)集成為一個(gè)一體化的以電蓄電模塊裝置，可分為若干容量等級(jí)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。可在夜間低谷電價(jià)期間壓縮空氣蓄能，而晝間高峰電價(jià)期間利用壓縮空氣通過(guò)空氣透平并網(wǎng)發(fā)電，發(fā)電效率可達(dá)55～70%，如峰谷電價(jià)相差3.5～4倍，則扣除能源成本后可節(jié)省電費(fèi)50～65%。可廣泛應(yīng)用于高耗電工商業(yè)企業(yè)，大幅節(jié)省電費(fèi)、兼作備用電源、還可供熱供冷，對(duì)電網(wǎng)平衡也具有重大實(shí)用價(jià)值。具有較高的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益和工程實(shí)用價(jià)值。?

附圖說(shuō)明

圖1是一種基于余熱再熱的壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖1中各部件編號(hào)與名稱如下。?