[實用新型]一種可再生能源發電廠空氣分離裝置調峰系統

有效

• 申請號: 201920700334.8
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN210768962U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 崔華;楊豫森;陳輝
• 申請（專利權）人: 赫普能源環境科技有限公司
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K21/00;F01D15/10;F01D15/08
• 代理公司: 北京市中聯創和知識產權代理有限公司 11364
• 代理人: 林楊;劉亞竹

本實用新型公開了一種可再生能源發電廠空氣分離裝置調峰系統，所述調峰系統包括可再生能源發電廠，所述可再生能源發電廠包括可再生能源發電機及調峰控制模塊，所述可再生能源發電廠空氣分離裝置調峰系統還包括空氣分離裝置，所述空氣分離裝置的供電母線與可再生能源發電機電性連通。本實用新型有效利用可再生能源發電廠的調峰結余電量滿足空氣分離裝置的設備供能，減少外界補充驅動空氣分離裝置的能耗，避免資源浪費，提高能源利用率，使現代可再生能源發電廠轉型成為電能、壓縮空氣能以及各種空氣分離氣體產品的綜合性工廠。

技術領域

本實用新型涉及空氣分離和可再生能源發電調峰技術領域，更具體地說，涉及一種利用可再生能源發電廠調峰電力給空氣分離裝置供能的系統。

背景技術

現階段，我國電力系統中電能產量及容量富裕，燃機、抽水蓄能等可進行調峰，以解決電源稀缺問題；目前電網調峰與火電機組靈活性之間矛盾突出，電網消納風電、光電、水電及核電等新能源的能力不足。

由于調峰電源不足、風電開發規劃與配套電網規劃不協調、風電基地消納市場不明確等原因，隨著風電開發規模的持續增長，風電設備利用小時數下降，棄風問題突出，風電開發與消納的矛盾加劇。2011年，全國風電設備平均利用小時數為1903h，比2010年減少144h。其中，遼寧、吉林、黑龍江、蒙東、甘肅風電發電利用小時數分別為1934h、1591h、1970h、1719h、1652h，同比分別下降99h、350h、61h、502h、135h，“三北”地區出現了不同程度的棄風問題。棄風嚴重地區主要集中在風能資源豐富的“三北”地區，遼寧、吉林、黑龍江、蒙東、甘肅的棄風電量分別達到5.62億kWh、4.74億kWh。近幾年，“三北”地區的棄風棄光情況更為嚴重。2017年，棄風電量419億千瓦時，同比減少78億千瓦時，棄風率為12％；棄光電量73億千瓦時，棄光率6％。

如何利用棄風棄光電力，實現儲能和其他工業產品的生產，成為可再生能源消納和棄風棄光電應用的一個有效途徑。

另外一方面，大型空氣分離裝置在鋼鐵、化工和合成氨工業中應用越來越廣泛，大型空氣分離裝置新項目實施越來越多，其能耗所占社會總耗能逐年增加。

空氣分離設備是以空氣為原料，通過深冷空氣分離、變壓吸附或膜分離三種方法中的任意一種對空氣進行分離。其中應用最為成熟的是深冷空氣分離方法，該方法通過壓縮循環深度冷凍的方法把空氣變成液態，再經過精餾從液態空氣中逐步分離出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的方法。

目前我國生產的空氣分離設備的形式、種類繁多。有生產氣態氧、氣態氮的裝置，如制氧機；也有生產液態氧、液態氮的裝置。但就其基本流程而言，主要有四種，即高壓、中壓、高低壓和全低壓流程。我國空氣分離設備的生產規模早期只能生產20m³/h(氧)的制氧機，目前的特大型空氣分離設備已具有生產20000m³/h、30000m³/h和50000m³/h(氧)的能力。

從工藝流程來說，空氣分離設備可以分為5個基本系統：雜質的凈化系統：主要是通過空氣過濾器和分子篩吸收器等裝置，凈化空氣中混有的機械雜質、水分、二氧化碳、乙炔等。空氣冷卻和液化系統：主要由空氣壓縮機、熱交換器、膨脹機和空氣節流閥等組成，起到使空氣深度冷凍的作用。空氣精餾系統：主要部件為精餾塔(上塔、下塔)、冷凝蒸發器、過冷器、液空和液氮節流閥；起到將空氣中各種組分分離的作用。加溫吹除系統：用加溫吹除的方法使凈化系統再生。儀表控制系統：通過各種儀表對整個工藝進行控制。綜上所述，大型空氣分離裝置的高耗能成為阻礙空氣分離行業發展的重要瓶頸。

有鑒于此，提出本實用新型，目的在于利用可再生能源調峰富余電力來進行空氣壓縮和深冷空分。

實用新型內容