[發(fā)明專利]一種先進(jìn)液化壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110409551.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113175426A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姬海民;薛寧;徐黨旗;張知翔;溫寒健;韓鍵平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): F04B41/02
• 分類號(hào): F04B41/02;F04B25/00;F01D15/10;F01K7/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發(fā)明公開(kāi)了一種先進(jìn)液化壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法，包括壓縮蓄熱系統(tǒng)、制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)及升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)；壓縮儲(chǔ)熱系統(tǒng)中冷凝器的出口與制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐的放熱側(cè)入口相連通，制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐頂部的氣體出口與壓縮儲(chǔ)熱系統(tǒng)的入口相連通，壓縮儲(chǔ)熱系統(tǒng)中蓄熱罐的出口與升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)的入口相連通，制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐的吸熱側(cè)出口與升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)的入口相連通，該系統(tǒng)及方法能夠滿足電源側(cè)儲(chǔ)能及深度調(diào)峰的要求，且具有安全性、經(jīng)濟(jì)性較高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電源側(cè)深度調(diào)峰及壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域，涉及一種先進(jìn)液化壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

為應(yīng)對(duì)全球氣候變化，必須大力推進(jìn)火電機(jī)組節(jié)能減排和新能源高速發(fā)展。而大量“陰晴不定”的新能源電量并網(wǎng)將迫使以火電機(jī)組發(fā)電為主的基礎(chǔ)能源電力全面參與深度調(diào)峰。針對(duì)火電機(jī)組發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，國(guó)家及各地方政府相繼出臺(tái)了電源側(cè)深度調(diào)峰電價(jià)補(bǔ)貼政策，大大提升了電源側(cè)進(jìn)行機(jī)組深度調(diào)峰積極性。而目前參與深度調(diào)峰的電源長(zhǎng)時(shí)間偏離設(shè)計(jì)值運(yùn)行，造成機(jī)組安全性、經(jīng)濟(jì)性下降。從采取的技術(shù)和改造的實(shí)踐來(lái)看，改造后的機(jī)組不同程度地存在鍋爐低負(fù)荷燃燒不穩(wěn)和水動(dòng)力循環(huán)的安全性問(wèn)題、脫硝裝置全負(fù)荷投入和汽輪機(jī)低負(fù)荷冷卻問(wèn)題、長(zhǎng)期低負(fù)荷和快速變負(fù)荷時(shí)控制系統(tǒng)的靈活性問(wèn)題、設(shè)備運(yùn)行周期和壽命衰減的問(wèn)題以及供熱機(jī)組熱電解耦等問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)電源側(cè)深度調(diào)峰研究工作十分活躍，同時(shí)火電機(jī)組靈活性技術(shù)大體可以分為二大類：一是鍋爐側(cè)低負(fù)荷穩(wěn)燃及汽輪機(jī)側(cè)低壓缸切除技術(shù)(鍋爐和汽輪機(jī)長(zhǎng)期處于極低負(fù)荷運(yùn)行及高低負(fù)荷頻繁切換，設(shè)備安全性及經(jīng)濟(jì)性較差)；二是火電機(jī)組耦合熱水罐及電級(jí)鍋爐儲(chǔ)熱技術(shù)(僅適用于冬季供暖期，且利用高品位電能加熱供暖水，經(jīng)濟(jì)性較差)。而電源側(cè)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是目前最有前途的深度調(diào)峰技術(shù)之一，它利用電源側(cè)儲(chǔ)能深度調(diào)峰過(guò)程中過(guò)剩的電量壓縮空氣儲(chǔ)能，大大提高了電源側(cè)靈活性，達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效節(jié)能的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種先進(jìn)液化壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠滿足電源側(cè)儲(chǔ)能及深度調(diào)峰的要求，且具有安全性、經(jīng)濟(jì)性較高的特點(diǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的先進(jìn)液化壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰系統(tǒng)包括壓縮蓄熱系統(tǒng)、制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)及升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)；

壓縮儲(chǔ)熱系統(tǒng)中冷凝器的出口與制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐的放熱側(cè)入口相連通，制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐頂部的氣體出口與壓縮儲(chǔ)熱系統(tǒng)的入口相連通，壓縮儲(chǔ)熱系統(tǒng)中蓄熱罐的出口與升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)的入口相連通，制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐的吸熱側(cè)出口與升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)的入口相連通。

壓縮蓄熱系統(tǒng)包含一級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)、三級(jí)壓縮機(jī)、四級(jí)壓縮機(jī)、冷凝器及蓄熱罐；

一級(jí)壓縮機(jī)的出口與二級(jí)壓縮機(jī)的入口及蓄熱罐的入口相連通，二級(jí)壓縮機(jī)的出口與三級(jí)壓縮機(jī)的入口及蓄熱罐的入口相連通，三級(jí)壓縮機(jī)的出口與四級(jí)壓縮機(jī)的入口及蓄熱罐的入口相連通，四級(jí)壓縮機(jī)的出口與冷凝器的放熱側(cè)入口相連通，冷凝器的放熱側(cè)出口與制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)中蓄冷罐的放熱側(cè)入口相連通，蓄熱罐的出口與升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)的入口相連通。

制冷液化及儲(chǔ)能系統(tǒng)包含蓄冷罐、膨脹機(jī)、氣液分離器及低溫儲(chǔ)存罐；

蓄冷罐的放熱側(cè)出口與膨脹機(jī)的入口相連通，膨脹機(jī)的出口與氣液分離器的入口連通，氣液分離器的液體出口與低溫儲(chǔ)存罐的入口相連通，氣液分離器的氣體出口經(jīng)過(guò)蓄冷罐與一級(jí)壓縮機(jī)的入口相連通，低溫儲(chǔ)存罐的出口經(jīng)低溫液泵與蓄冷罐的吸熱側(cè)入口相連通。

低溫儲(chǔ)存罐的出口經(jīng)低溫液泵與蓄冷罐的吸熱側(cè)入口相連通。

升溫膨脹發(fā)電系統(tǒng)包括低壓缸、加熱器、一級(jí)膨脹機(jī)、二級(jí)膨脹機(jī)及三級(jí)膨脹機(jī)；