[發明專利]一種基于液態壓縮空氣儲能系統的電汽氣冷多聯供系統

有效

• 申請號: 202011057429.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112178615B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 呂凱;居文平;王妍;馬汀山;張建元;黃嘉駟;劉學亮;楊利;鄭天帥;王東曄;林軼
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 主分類號: F22B33/18
• 分類號: F22B33/18;F22D1/32;F22D11/06;F01K11/02;F01D15/10;F01D15/08;F01K17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種基于液態壓縮空氣儲能系統的電汽氣冷多聯供系統，液態壓縮空氣儲能系統與燃煤發電機組整體耦合，增加了煤機調峰能力的同時，在儲能?發電過程挖掘企業盈利點，增加對外工業供汽、壓縮空氣以及冷量，促進了煤機由傳統電源向綜合能源服務基地轉型，提升煤電在新形勢下的生存能力和可持續發展能力。本發明合理匹配利用燃煤發電機組的冷源、熱源及驅動源，運行方式靈活。此外，在燃煤發電機組單獨售電的基礎上，增加了工業供汽、壓縮空氣和冷量等產品，促進了煤機由傳統電源向綜合能源服務基地轉型，提升煤電在新形勢下的生存能力和可持續發展能力。

【技術領域】

本發明屬于熱能綜合利用技術領域，涉及一種基于液態壓縮空氣儲能系統的電汽氣冷多聯供系統。

【背景技術】

隨著全球經濟、能源和環保形勢的發展，當前燃煤電站將面臨更為嚴格的環保要求和嚴峻的市場經營形勢，主要表現為：1)電量調度由銘牌調度逐步向節能調度調整，要求燃煤電站持續進行節能降耗；2)火電發電小時數下降，發電側盈利能力降低；3)可再生能源利用率低，火電機組靈活性調峰需求迫切，燃煤電站由當前的電源主力逐步向調峰主力轉型，低年利用小時、低負荷率和頻繁調峰是燃煤電站未來一段時期的主要現狀，這一現狀的持續時間取決于風電光水等新能源電力發展以及儲能技術工業化生產。

目前風能、太陽能等可再生能源逐年迅猛發展，加之全社會用電量逐年攀升，電網用電峰谷差日益增大，電網對燃煤機組調峰次數及深度的要求均大幅提升。

外掛于燃煤發電機組汽水循環之外的調峰能力提升技術主要有：電鍋爐蓄熱技術、水罐蓄熱技術、電化學電池儲能技術等。電鍋爐蓄熱技術是將電能轉化為熱能后用于居民供暖，調峰能力強，但能量品質大幅度降低、只適用于熱電聯產機組；水罐蓄熱技術熱經濟性較好，但存在初投資較大、對長時間連續性的深度調峰要求適應性較差等缺點；電化學電池儲能技術響應快、體積小、建設周期短，但存在整體壽命短、工業污染大等缺點。

液態壓縮空氣儲能技術具有壽命長、環境污染小、運行維護費用低等特點，具備規模化推廣應用潛力。但目前尚未有液態壓縮空氣儲能技術與火電機組結合的公開報道。

【發明內容】

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種基于液態壓縮空氣儲能系統的電汽氣冷多聯供系統，本發明儲能系統與煤電熱力系統高效耦合，增加了煤機調峰能力的同時，在儲能-發電過程挖掘企業盈利點，增加對外工業供汽、壓縮空氣以及冷量，促進了煤機由傳統電源向綜合能源服務基地轉型，提升煤電在新形勢下的生存能力和可持續發展能力。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基于液態壓縮空氣儲能系統的電汽氣冷多聯供系統，包括：

燃煤發電機組，所述燃煤發電機組包括鍋爐、汽輪機組以及加熱單元；所述汽輪機組帶動發電機發電，加熱單元用于加熱汽輪機組排汽的凝結水，將加熱的凝結水輸送至鍋爐；

液化空氣儲能發電系統，所述液化空氣儲能發電系統包括同軸連接的第一空氣壓縮機和第二空氣壓縮機，所述第一空氣壓縮機由背壓汽輪機驅動，第二空氣壓縮機由電動機驅動；第一空氣壓縮機的出口通過第一氣水換熱器與第二空氣壓縮機的入口相連，第二空氣壓縮機的出口通過第二氣水換熱器與制冷膨脹機的入口相連，制冷膨脹機的出口與氣液分離器的入口相連，氣液分離器的氣體出口通過第三氣水換熱器連接至第一空氣壓縮機的入口，液體出口連接液化空氣存儲裝置，液化空氣存儲裝置的出口通過升壓泵及加熱器組與空氣膨脹發電機相連。

本發明進一步的改進在于：

所述汽輪機組包括同軸設置的高壓缸、中壓缸以及低壓缸；鍋爐的新蒸汽出口與高壓缸進汽口相連，高壓缸的排汽口與鍋爐再熱器進口相連，鍋爐再熱器出口與中壓缸的進汽口相連，中壓缸的排汽口與低壓缸的進汽口相連；低壓缸與發電機的轉軸相連，帶動發電機發電；低壓缸的排汽口連接凝汽器，凝汽器的出口依次連接凝結水泵、低壓加熱器組、給水泵以及高壓加熱器組，高壓加熱器組的出口與鍋爐相連。