[实用新型]一种压缩空气储能做功系统

说明书

本实用新型公开了一种压缩空气储能做功系统，包括储气单元、若干台燃烧器、若干台换热器、气体混合装置、若干台膨胀机单元、发电机及压缩空气运输通道，储气单元压缩空气进入换热器换热，换热后压缩空气进入膨胀机单元做功，燃烧器所需空气为膨胀机单元带压力排气，实现燃烧用压缩空气压力能梯级利用进而大幅度回收压力能，燃烧器产生带压力烟气经过若干台换热器换热后与膨胀机单元带压力排气在气体混合装置形成均一气流，进入与气体混合装置出口连接若干台膨胀机单元做功，回收带压力烟气的压力能及余热，降低热耗且提高输出电功率能力，驱动发电机输出电能，此外设置储能系统内废热再利用换热器进行废热再利用，有效减少燃烧器燃料消耗。

技术领域

本实用新型涉及电力储存技术领域，具体涉及一种一种压缩空气储能做功系统。

背景技术

压缩空气储能技术是一种大规模物理储能技术，在电网处于负荷低谷期间，利用波谷期间的廉价电能驱动空气压缩机单元做功，将廉价的低谷电能转变为压缩空气的压力能进行储存，在电网处于用电高峰时释放储罐内的高压力压缩空气，经过换热器或者燃烧器提升温度后，进入空气膨胀机内膨胀做功，输出旋转轴功，驱动发电机输出稳定电能。

现有的压缩空气储能技术分为两类，其一为无补燃式压缩空气储能技术，在电能储存过程中将空气压缩单元排出的压缩空气所携带的热量储存在蓄热器内，在电能释放过程中将蓄热器内储存的热量导出用于加热压缩空气，提升温度，进而提高做功能力。电能储能过程中，电能转变为压缩空气的压力能进行储存，这一过程压缩机单元产生的排气温度不高，排气温度通常低于150℃，使得进入空气膨胀机单元的入口气流能够被加热温度更低，限制了压缩空气对外做功的能力；另外需要配置大容量的蓄热器来储存低品位的压缩热，蓄热器硬件设施成本大，增大了压缩空气储能系统的硬件投资成本。

其二为补燃式压缩空气储能技术，在空气膨胀机单元入口设置天然气燃烧器，通常在每一级空气膨胀机单元之前都设置相应的燃烧器，以提高压缩空气温度，增强做功能力。现有的燃烧器布置方式主要有两种：第一种在膨胀机入口直接布置燃烧器，进入膨胀机内的气流是燃烧器产生的高温烟气。燃烧器内高压空气与高压力的燃气直接掺混燃烧，燃烧后的高压力烟气与未参与燃烧的空气掺混后形成均匀的高压力的混合高温烟气，统一进入膨胀机做功，此类燃烧器的生产技术要求高，国内目前不具备自主设计及生产的能力；第二种为接近常压的燃烧器，此类燃烧器产生高温、常压的烟气，常压力的烟气通过换热器对膨胀机入口气流进行加热，但是换热后的常压烟气仍然具有较高的温度，排烟余热损失比较大，降低了整套系统的效率。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术中的缺陷，提供一种压缩空气储能做功系统，其技术方案如下：

一种压缩空气储能做功系统，包括储气单元、若干台燃烧器、若干台换热器、气体混合装置、若干台膨胀机单元、发电机及压缩空气运输通道，储气单元内的储气进入换热器进行换热，换热后的压缩空气进入第一台膨胀机单元做功，燃烧器产生高温带压力烟气，高温带压力烟气经过若干台换热器换热后流入气体混合装置，与气体混合装置另一入口流入的膨胀机单元带压力排气混合，带压力烟气与膨胀机单元带压力排气混合形成均一气流并进入与气体混合装置出口相连的其余数量的膨胀机单元做功，从而驱动发电机输出电能。

进一步的，燃烧器配置有燃烧器空气供给系统，燃烧器燃烧所需的带压力空气来自膨胀机单元的带压力排气或者来自压缩空气运输通道内储气单元流出节流减压的气态空气当中的一种。

进一步的，燃烧器产生高温带压力烟气经过第一台换热器对第一台膨胀机单元入口做功气流进行换热，带压力烟气换热后进入气体混合装置，与膨胀机单元带压力排气形成均一气流后流入与气体混合装置出口相连的其余数量的膨胀机单元做功。

进一步的，膨胀机单元的乏气出口处配置有换热器，所述换热器对膨胀机单元带压力排气及经过第一台换热器换热后的带压力烟气进行换热，带压力烟气换热后进入气体混合装置，膨胀机单元带压力排气换热后进入下一级膨胀机单元做功。