[实用新型]一种可再生能源发电厂空气分离装置调峰系统

说明书

本实用新型公开了一种可再生能源发电厂空气分离装置调峰系统，所述调峰系统包括可再生能源发电厂，所述可再生能源发电厂包括可再生能源发电机及调峰控制模块，所述可再生能源发电厂空气分离装置调峰系统还包括空气分离装置，所述空气分离装置的供电母线与可再生能源发电机电性连通。本实用新型有效利用可再生能源发电厂的调峰结余电量满足空气分离装置的设备供能，减少外界补充驱动空气分离装置的能耗，避免资源浪费，提高能源利用率，使现代可再生能源发电厂转型成为电能、压缩空气能以及各种空气分离气体产品的综合性工厂。

技术领域

本实用新型涉及空气分离和可再生能源发电调峰技术领域，更具体地说，涉及一种利用可再生能源发电厂调峰电力给空气分离装置供能的系统。

背景技术

现阶段，我国电力系统中电能产量及容量富裕，燃机、抽水蓄能等可进行调峰，以解决电源稀缺问题；目前电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足。

由于调峰电源不足、风电开发规划与配套电网规划不协调、风电基地消纳市场不明确等原因，随着风电开发规模的持续增长，风电设备利用小时数下降，弃风问题突出，风电开发与消纳的矛盾加剧。2011年，全国风电设备平均利用小时数为1903h，比2010年减少144h。其中，辽宁、吉林、黑龙江、蒙东、甘肃风电发电利用小时数分别为1934h、1591h、1970h、1719h、1652h，同比分别下降99h、350h、61h、502h、135h，“三北”地区出现了不同程度的弃风问题。弃风严重地区主要集中在风能资源丰富的“三北”地区，辽宁、吉林、黑龙江、蒙东、甘肃的弃风电量分别达到5.62亿kWh、4.74亿kWh。近几年，“三北”地区的弃风弃光情况更为严重。2017年，弃风电量419亿千瓦时，同比减少78亿千瓦时，弃风率为12％；弃光电量73亿千瓦时，弃光率6％。

如何利用弃风弃光电力，实现储能和其他工业产品的生产，成为可再生能源消纳和弃风弃光电应用的一个有效途径。

另外一方面，大型空气分离装置在钢铁、化工和合成氨工业中应用越来越广泛，大型空气分离装置新项目实施越来越多，其能耗所占社会总耗能逐年增加。

空气分离设备是以空气为原料，通过深冷空气分离、变压吸附或膜分离三种方法中的任意一种对空气进行分离。其中应用最为成熟的是深冷空气分离方法，该方法通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏从液态空气中逐步分离出氧气、氮气及氩气等惰性气体的方法。

目前我国生产的空气分离设备的形式、种类繁多。有生产气态氧、气态氮的装置，如制氧机；也有生产液态氧、液态氮的装置。但就其基本流程而言，主要有四种，即高压、中压、高低压和全低压流程。我国空气分离设备的生产规模早期只能生产20m³/h(氧)的制氧机，目前的特大型空气分离设备已具有生产20000m³/h、30000m³/h和50000m³/h(氧)的能力。

从工艺流程来说，空气分离设备可以分为5个基本系统：杂质的净化系统：主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。空气冷却和液化系统：主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成，起到使空气深度冷冻的作用。空气精馏系统：主要部件为精馏塔(上塔、下塔)、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀；起到将空气中各种组分分离的作用。加温吹除系统：用加温吹除的方法使净化系统再生。仪表控制系统：通过各种仪表对整个工艺进行控制。综上所述，大型空气分离装置的高耗能成为阻碍空气分离行业发展的重要瓶颈。

有鉴于此，提出本实用新型，目的在于利用可再生能源调峰富余电力来进行空气压缩和深冷空分。

实用新型内容