[發明專利]一種具備調峰和穩燃功能的空氣儲能系統和方法

有效

• 申請號: 202011189255.9
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112302742B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 張建元;居文平;許朋江;馬汀山;范慶偉;呂凱;王妍
• 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: F01K7/02
• 分類號: F01K7/02;F01K13/00;F01K13/02;F01K17/00;F01K21/00;F01K27/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種具備調峰和穩燃功能的空氣儲能系統和方法，該系統由壓縮機、冷卻器、儲冷裝置、分離裝置、富氧液空儲罐、鍋爐燃燒系統、升壓泵、加熱器、膨脹機、機組熱力系統和控制閥門組成，該系統的運行方法包括包括儲能模式和釋能模式；本發明根據儲能系統儲存液化空氣的特征，通過分離過程使得儲存的空氣為富氧液體凈化空氣，使用過的富氧凈化空氣被送至鍋爐燃燒系統，能改善鍋爐內的燃燒條件，提高鍋爐對劣質煤的適應性，還能提高燃燒效率、降低鍋爐最低穩燃負荷。

技術領域

本發明屬于儲能調峰技術領域，具體涉及一種具備調峰和穩燃功能的空氣儲能系統和方法，適用于以燃煤機組為典型的各種熱發電廠，能提高鍋爐對劣質煤的適應性、提高燃燒效率和降低鍋爐最低穩燃負荷，還能提高儲能系統的經濟性。

背景技術

目前我國風能、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。

目前提高燃煤機組調峰能力的技術主要有電鍋爐蓄熱技術、水罐蓄熱技術、汽輪機蒸汽流程改造技術、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，水罐蓄熱技術和汽輪機蒸汽流程改造技術熱經濟性較好、投資相對低，但調峰能力有限，也只適用于熱電聯產機組，電化學電池儲能技術響應快、體積小、建設周期短，但壽命短、平均成本很高、安全風險大，是否適合建設大規模儲能實施仍需工程示范驗證。

發明內容

為克服現有燃煤機組調峰技術的不足，本發明提出一種具備調峰和穩燃功能的空氣儲能系統和方法，在提高機組調峰能力的同時還能降低鍋爐的穩燃負荷、提高鍋爐燃燒效率，并且具有壽命長、成本低的優點。利用空氣儲能系統可以顯著提高燃煤機組的調峰能力，但是釋能過程中會產生大量的凈化空氣，由于體積龐大這些凈化空氣無法被有效儲存，造成資源浪費，本發明提出一種具備調峰和穩燃功能的空氣儲能系統，通過分離過程使得儲存的空氣為富氧液體凈化空氣，使用過的富氧凈化空氣被送至鍋爐燃燒系統，能改善鍋爐內的燃燒條件，提高鍋爐對劣質煤的適應性，還能提高燃燒效率、降低鍋爐最低穩燃負荷。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種具備調峰和穩燃功能的空氣儲能系統，由第一壓縮機1、第一冷卻器2、第二壓縮機3、第一閥門4、第二冷卻器5、儲冷裝置6、第二閥門7、分離裝置8、第三閥門9、第四閥門10、富氧液空儲罐11、第五閥門12、鍋爐燃燒系統13、第六閥門14、升壓泵15、第一加熱器16、第一膨脹機17、第二加熱器18、第二膨脹機19、第七閥門20、機組熱力系統21、第八閥門22、第九閥門23和第十閥門24組成；