[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010199031.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111441867B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁奇;陳海生;左志濤;張雪輝;周鑫;孫建亭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): F02C6/00
• 分類(lèi)號(hào): F02C6/00;F02C6/04;F02C6/06;F02C3/04;F02C7/36
• 代理公司: 北京鍾維聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制方法，該系統(tǒng)至少包括一燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組、一熱回收單元、一壓縮空氣儲(chǔ)能單元和一變頻啟動(dòng)單元，所述變頻啟動(dòng)單元包括一電動(dòng)機(jī)和一與所述電動(dòng)機(jī)配套設(shè)置的變頻器，其特征在于，

--所述燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，至少包括一燃?xì)廨啓C(jī)裝置和一雙軸伸發(fā)電機(jī)，其中，

所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置至少包括依次布置的壓氣機(jī)、燃燒室、透平、減速齒輪箱，所述透平一端與所述壓氣機(jī)傳動(dòng)連接、另一端與所述減速齒輪箱的輸入端傳動(dòng)連接，所述減速齒輪箱的輸出端與所述雙軸伸發(fā)電機(jī)的一端傳動(dòng)連接，所述雙軸伸發(fā)電機(jī)的另一端設(shè)置一第一離合器；

所述壓氣機(jī)的進(jìn)氣口與大氣連通、出氣口通過(guò)管路與所述燃燒室的高壓空氣進(jìn)口連通，所述燃燒室的高溫燃?xì)獬隹谂c所述透平的進(jìn)氣口連通，所述透平的排氣口與大氣連通；

所述熱回收單元，至少包括一冷水罐、一熱水罐、一第一換熱器和一第二換熱器，其中，

所述冷水罐的出水口通過(guò)管路依次經(jīng)一第一開(kāi)關(guān)閥、所述第一換熱器的冷側(cè)、一第二開(kāi)關(guān)閥后與所述熱水罐的進(jìn)水口連通，

所述熱水罐的出水口通過(guò)管路依次經(jīng)一第三開(kāi)關(guān)閥、所述第二換熱器的熱側(cè)、一第四開(kāi)關(guān)閥與所述冷水罐的進(jìn)水口連通；

所述冷水罐與熱水罐之間還設(shè)置一直接連通管路，所述直接連通管路上至少設(shè)置一第五開(kāi)關(guān)閥，當(dāng)所述第五開(kāi)關(guān)閥開(kāi)啟后，所述熱水罐內(nèi)的熱水被輸送至所述冷水罐中；

所述壓縮空氣儲(chǔ)能單元，至少包括一空氣壓縮機(jī)和一儲(chǔ)氣裝置，其中，

所述空氣壓縮機(jī)包括第一輸入軸和第二輸入軸，并配備有進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉裝置，所述第一輸入軸通過(guò)一第二離合器與所述電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)連接，所述第二輸入軸通過(guò)所述第一離合器與所述雙軸伸發(fā)電機(jī)的另一端傳動(dòng)連接；

所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣口與大氣連通、排氣口通過(guò)管路經(jīng)所述第一換熱器的熱側(cè)、一第一控制閥后與所述儲(chǔ)氣裝置的進(jìn)氣口連通，所述空氣壓縮機(jī)的排氣口上還連通設(shè)置一退喘放氣管路，所述退喘放氣管路上設(shè)有一退喘放氣閥；

所述儲(chǔ)氣裝置的排氣口通過(guò)管路依次經(jīng)一節(jié)流閥、所述第二換熱器的冷側(cè)、一第二控制閥后與所述燃燒室的高壓空氣進(jìn)口連通；

所述第一離合器、第二離合器均為設(shè)置有鎖止裝置的SSS離合器，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速低于輸出轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器分離，當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速相同時(shí)，離合器自動(dòng)嚙合；

所述熱回收單元，用于在低谷電能時(shí)，將壓縮空氣儲(chǔ)能單元產(chǎn)生的壓縮熱利用循環(huán)水儲(chǔ)存起來(lái)，并在用電高峰時(shí)，加熱儲(chǔ)氣裝置節(jié)流閥后氣體，提高系統(tǒng)熱效率；

在所述燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)所述壓縮空氣儲(chǔ)能單元進(jìn)行調(diào)峰，具體為：

在啟動(dòng)所述空氣壓縮機(jī)前，將其進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉裝置設(shè)置為全關(guān)狀態(tài)，將所述退喘放氣閥設(shè)置為全開(kāi)狀態(tài)，將所述第一控制閥、第二控制閥設(shè)置為全關(guān)狀態(tài)，將所述第一離合器設(shè)置為脫開(kāi)狀態(tài)，將所述第二離合器設(shè)置為嚙合狀態(tài)；

當(dāng)所述空氣壓縮機(jī)準(zhǔn)備就緒后，通過(guò)所述變頻器啟動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)并逐漸提升其轉(zhuǎn)速，當(dāng)所述空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到所述燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的全速狀態(tài)時(shí)，將所述第一離合器設(shè)置為嚙合狀態(tài)，并將其鎖止裝置設(shè)置為鎖定狀態(tài)，將所述第二離合器設(shè)置為脫開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)所述變頻器逐步降低所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速直至停止轉(zhuǎn)動(dòng)；

當(dāng)所述空氣壓縮機(jī)達(dá)到全速狀態(tài)后，逐漸開(kāi)啟所述第一控制閥，建立壓縮機(jī)背壓，并逐漸關(guān)閉所述退喘放氣閥，并調(diào)節(jié)所述空氣壓縮機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉裝置，逐步增加所述空氣壓縮機(jī)的負(fù)載，使其達(dá)到滿(mǎn)載狀態(tài)；

當(dāng)所述儲(chǔ)氣裝置達(dá)到設(shè)定壓力后，所述空氣壓縮機(jī)進(jìn)入停機(jī)流程，此時(shí)，逐漸關(guān)閉所述第一控制閥，并逐漸打開(kāi)所述退喘放氣閥，將所述第一離合器的鎖止裝置由鎖定變?yōu)榻怄i狀態(tài)，脫開(kāi)所述第一離合器，使得所述空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速逐漸降低直至停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述變頻器為四象限變頻器，能夠滿(mǎn)足特定狀況下用電需求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述儲(chǔ)氣裝置為儲(chǔ)氣罐、儲(chǔ)氣管道或廢棄鹽穴。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述熱回收單元中，所述冷水罐與第一換熱器冷側(cè)之間的連通管路上、以及所述熱水罐與第二換熱器熱側(cè)之間的連通管路上均設(shè)有水泵。