[发明专利]一种与供热系统耦合的液态压缩空气储能调峰系统及方法

说明书

本发明公开了一种与供热系统耦合的液态压缩空气储能调峰系统及方法，通过供热系统回收液态压缩空气储能系统空气压缩热。采暖季时，利用空气压缩热对热网循环水进行初步加热，减少机组供热抽汽流量；非采暖季时，采用凝结水对空气圧缩热进行回收利用，从而降低机组能耗。通过燃煤机组供热系统与液态压缩空气储能系统的耦合，提升系统整体运行效能。与常规带储热装置的液态压缩空气储能调峰系统相比较，采用空气冷却器将空气压缩热回收至机组热力循环，取消储热系统配置。有效提高了整体系统运行效率，降低整体工程投资。

技术领域

本发明属于热能综合利用技术领域，涉及一种与供热系统耦合的液态压缩空气储能调峰系统及方法。

背景技术

为应对化石燃料逐渐枯竭以及由其引发的环境问题，近年来以风能、太阳能为代表的可再生能源发电发展迅猛。具有波动性、随机性的可再生能源发电大规模并网，对电网削峰填谷、安全稳定运行水平提出了更高要求。建设大规模储能装置，提升电力系统运行灵活性及安全性，是解决新能源高比例消纳问题的有效途径。

目前，大规模储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能。其中，抽水蓄能技术虽效率较高，但选址条件严苛、建设周期长；电化学储能存在寿命短、工业污染等问题；压缩空气储能技术具有寿命长、环境污染小、运行维护费用低等特点，具备规模化推广应用潜力。特别是液态压缩空气储能技术，通过将空气深冷液化实现压缩空气的液态存储，大幅缩小储存容积，极大地提升了系统储能密度。但常规液态压缩空气储能系统整体储能效率较低、运行成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种与供热系统耦合的液态压缩空气储能调峰系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种与供热系统耦合的液态压缩空气储能调峰系统，包括：

燃煤机组，所述燃煤机组通过锅炉与汽轮机组带动第一发电机发电；

供热系统，所述供热系统包括热网加热器，热网加热器用于加热热网循环水回水；所述热网循环水回水进入热网加热器进行加热，或者先与液态压缩空气储能系统的压缩空气进行换热，换热后再进入热网加热器进行加热；热网加热器的出口为热网循环水供水；

液态压缩空气储能系统，包括空气压缩机，空气压缩机的出口连接空气冷却器，空气冷却器的出口连接制冷膨胀机；空气冷却器将来自空气压缩机的压缩空气与热网循环水回水或来自凝汽器的凝结水进行换热；换热后的压缩空气经制冷膨胀机进入气液分离装置，气液分离装置的气体出口与空气压缩机的入口相连，液体出口与空气储罐相连；空气储罐的出口通过升压泵依次连接空气加热器以及空气膨胀机的进汽口，空气膨胀机带动第二发电机发电。

本发明进一步的改进在于：

所述燃煤机组包括锅炉，锅炉的新蒸汽出口与高压缸的进汽口相连，高压缸的排汽口与锅炉相连，锅炉的排汽口与中压缸的进汽口相连，中压缸的排汽口分别与低压缸的进汽口以及热网加热器的进汽口相连；低压缸的排汽口依次连接凝汽器、凝结水泵、第一低压加热器、第二低压加热器、给水泵以及高压加热器，高压加热器的出口与锅炉的进口相连。

所述中压缸的排汽一部分进入低压缸，另一部分通过第一阀门组进入热网加热器，用于与热网循环水回水进行换热，换热后进入凝汽器。

所述热网循环水回水一路通过第二阀门组进入热网加热器，另一路通过第三阀门组进入空气冷却器与压缩空气进行换热，换热后经第四阀门组进入热网加热器。

所述凝结水泵出口的凝结水一部分进入第一低压加热器，另一部分通过第五阀门组进入空气冷却器与压缩空气进行换热，换热后经第六阀门组进入第二低压加热器。

一种与供热系统耦合的液态压缩空气储能调峰方法，包括以下步骤：