[發(fā)明專利]一種與供熱系統(tǒng)耦合的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011052873.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112096470B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王妍;居文平;呂凱;馬汀山;張建元;黃嘉駟;王東曄;鄭天帥;劉學(xué)亮;楊利;林軼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節(jié)能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F01K7/44
• 分類號(hào): F01K7/44;F01K7/40;F01K7/38;F01K7/22;F04B41/02;F04B39/06;F01K1/04;F01K3/14;F01B23/10;F24D3/00;F24D19/10;F24D18/00;F24D101/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發(fā)明公開了一種與供熱系統(tǒng)耦合的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法，通過供熱系統(tǒng)回收液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)空氣壓縮熱。采暖季時(shí)，利用空氣壓縮熱對(duì)熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行初步加熱，減少機(jī)組供熱抽汽流量；非采暖季時(shí)，采用凝結(jié)水對(duì)空氣圧縮熱進(jìn)行回收利用，從而降低機(jī)組能耗。通過燃煤機(jī)組供熱系統(tǒng)與液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的耦合，提升系統(tǒng)整體運(yùn)行效能。與常規(guī)帶儲(chǔ)熱裝置的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)相比較，采用空氣冷卻器將空氣壓縮熱回收至機(jī)組熱力循環(huán)，取消儲(chǔ)熱系統(tǒng)配置。有效提高了整體系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低整體工程投資。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱能綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種與供熱系統(tǒng)耦合的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

為應(yīng)對(duì)化石燃料逐漸枯竭以及由其引發(fā)的環(huán)境問題，近年來以風(fēng)能、太陽能為代表的可再生能源發(fā)電發(fā)展迅猛。具有波動(dòng)性、隨機(jī)性的可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)削峰填谷、安全穩(wěn)定運(yùn)行水平提出了更高要求。建設(shè)大規(guī)模儲(chǔ)能裝置，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行靈活性及安全性，是解決新能源高比例消納問題的有效途徑。

目前，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能。其中，抽水蓄能技術(shù)雖效率較高，但選址條件嚴(yán)苛、建設(shè)周期長；電化學(xué)儲(chǔ)能存在壽命短、工業(yè)污染等問題；壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)具有壽命長、環(huán)境污染小、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，具備規(guī)模化推廣應(yīng)用潛力。特別是液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，通過將空氣深冷液化實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的液態(tài)存儲(chǔ)，大幅縮小儲(chǔ)存容積，極大地提升了系統(tǒng)儲(chǔ)能密度。但常規(guī)液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)整體儲(chǔ)能效率較低、運(yùn)行成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種與供熱系統(tǒng)耦合的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種與供熱系統(tǒng)耦合的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)，包括：

燃煤機(jī)組，所述燃煤機(jī)組通過鍋爐與汽輪機(jī)組帶動(dòng)第一發(fā)電機(jī)發(fā)電；

供熱系統(tǒng)，所述供熱系統(tǒng)包括熱網(wǎng)加熱器，熱網(wǎng)加熱器用于加熱熱網(wǎng)循環(huán)水回水；所述熱網(wǎng)循環(huán)水回水進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器進(jìn)行加熱，或者先與液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的壓縮空氣進(jìn)行換熱，換熱后再進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器進(jìn)行加熱；熱網(wǎng)加熱器的出口為熱網(wǎng)循環(huán)水供水；

液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)的出口連接空氣冷卻器，空氣冷卻器的出口連接制冷膨脹機(jī)；空氣冷卻器將來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣與熱網(wǎng)循環(huán)水回水或來自凝汽器的凝結(jié)水進(jìn)行換熱；換熱后的壓縮空氣經(jīng)制冷膨脹機(jī)進(jìn)入氣液分離裝置，氣液分離裝置的氣體出口與空氣壓縮機(jī)的入口相連，液體出口與空氣儲(chǔ)罐相連；空氣儲(chǔ)罐的出口通過升壓泵依次連接空氣加熱器以及空氣膨脹機(jī)的進(jìn)汽口，空氣膨脹機(jī)帶動(dòng)第二發(fā)電機(jī)發(fā)電。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

所述燃煤機(jī)組包括鍋爐，鍋爐的新蒸汽出口與高壓缸的進(jìn)汽口相連，高壓缸的排汽口與鍋爐相連，鍋爐的排汽口與中壓缸的進(jìn)汽口相連，中壓缸的排汽口分別與低壓缸的進(jìn)汽口以及熱網(wǎng)加熱器的進(jìn)汽口相連；低壓缸的排汽口依次連接凝汽器、凝結(jié)水泵、第一低壓加熱器、第二低壓加熱器、給水泵以及高壓加熱器，高壓加熱器的出口與鍋爐的進(jìn)口相連。

所述中壓缸的排汽一部分進(jìn)入低壓缸，另一部分通過第一閥門組進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器，用于與熱網(wǎng)循環(huán)水回水進(jìn)行換熱，換熱后進(jìn)入凝汽器。

所述熱網(wǎng)循環(huán)水回水一路通過第二閥門組進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器，另一路通過第三閥門組進(jìn)入空氣冷卻器與壓縮空氣進(jìn)行換熱，換熱后經(jīng)第四閥門組進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器。

所述凝結(jié)水泵出口的凝結(jié)水一部分進(jìn)入第一低壓加熱器，另一部分通過第五閥門組進(jìn)入空氣冷卻器與壓縮空氣進(jìn)行換熱，換熱后經(jīng)第六閥門組進(jìn)入第二低壓加熱器。

一種與供熱系統(tǒng)耦合的液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰方法，包括以下步驟：