[实用新型]一种首段压缩机入口冷却除湿的CAES系统

说明书

本实用新型公开了一种首段压缩机入口冷却除湿的CAES系统，涉及压缩空气储能电站技术领域。它包括入口空气过滤器、冷却除湿器、首段压缩机、换热系统、冷却系统和次段压缩机；冷却除湿器包括冷却器和除湿器。本实用新型通过在首段压缩机入口设置冷却除湿器解决压缩机长期变工况运行问题。

技术领域

本实用新型涉及压缩空气储能电站技术领域，更具体地说它是一种首段压缩机入口冷却除湿的CAES系统。

背景技术

储能技术是支撑我国大规模发展新能源、保障能源安全的关键技术之一，具有提高新能源消纳比例、保障电力系统安全稳定运行、提高发输配电设施利用率、促进多网融合等多方面作用。同时，储能技术是将随机波动能源变为友好能源的关键技术之一。应用储能技术，可打破原有电力系统发输变配用必须实时平衡的瓶颈。

非补燃压缩空气储能系统具有规模大、响应快、效率高、成本低、环保等优点，可实现电力调峰、调频、调相、旋转备用、应急响应等储能服务，提升电力系统效率、稳定性、安全性。整体系统主要由空气压缩系统、膨胀发电系统、换热系统、储热系统及储气系统构成，运行分为储能过程和释能过程。储能过程是在电网负荷低谷期间，通过空气压缩机将电能转化为空气内能，并将高温高压空气经换热器冷却后储存在盐穴、洞穴、矿井、人工硐室或压力容器等储气库中；释能过程是在电网负荷高峰期间，放出储气库中的高压空气，经换热器加热后，推动空气透平发电。

空气压缩机是压缩空气储能电站的核心装备，应致力于不断提高其安全性、稳定性和效率；常规的非补燃压缩空气储能电站在首段压缩机入口仅配置过滤器对空气中的杂质进行预处理，入口空气温度变化对压缩机的影响通过压缩机的变工况调节来适应，入口空气湿度变化对压缩机的影响通过在每段压缩机出口换热系统和冷却系统后设置气水分离器来解决。

专利CN207795526U中提出一种适用于电网调峰带强迫预冷的压缩空气储能系统，通过冷却系统同时对4级压缩机入口空气进行冷却来减少压缩机功耗，提高系统效率；该专利所提出的压缩空气储能系统并未考虑储存压缩热，压缩侧通过冷却系统直接冷却压缩空气，膨胀侧的热源则来自于工业废热、光热或燃料发动机余热等，系统能耗较大，局限性较高；并且该专利提出的压缩机入口空气预冷仅从提高压缩机单机效率角度出发，并未考虑整套系统的运行效率，也未考虑空气冷却后的除湿等问题。

因此，研发一种首段压缩机入口冷却除湿的CAES系统很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种首段压缩机入口冷却除湿的CAES系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种首段压缩机入口冷却除湿的CAES系统，其特征在于：包括入口空气过滤器、与入口空气过滤器连接的冷却除湿器、与冷却除湿器连接的首段压缩机、与首段压缩机连接的换热系统、与换热系统连接的冷却系统、与冷却系统连接的次段压缩机；所述冷却除湿器包括与入口空气过滤器连接的冷却器，一端与冷却器连接、另一端与首段压缩机连接的除湿器。

在上述技术方案中，所述除湿器底部设置有排水收集系统。

在上述技术方案中，所述冷却器和除湿器的进口处均设置有检修人孔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型通过在首段压缩机入口设置冷却除湿器解决压缩机长期变工况运行问题。

2)本实用新型可以避免夏季工况入口环境空气温度过高所导致的末段压缩机电动机选型功率过高问题。

3)本实用新型通过提前分离空气中的水分，解决压缩机压缩湿空气多耗功的问题。

4)本实用新型压缩机长期运行在额定工况，可以解决储换热系统热源不稳定、储热介质设计温度过高问题。