一种喷射器强化储气的压缩空气储能系统及其储气工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种喷射器强化储气的压缩空气储能系统及其储气工艺，首次将喷射器运用于压缩空气储能系统的储气过程，喷射器使用高压空气卷吸大气空气，回收部分压力能，增大储气罐入口流量，缩短了压缩机工作时间，减少了压缩机能量消耗。当储气罐的最大工作压力低于喷射器出口压力时，压缩机与喷射器配合使用充气；当储气罐的最大工作压力大于喷射器出口压力时，首先压缩机与喷射器配合使用充气，接着调节相关阀门，使喷射器停止工作，压缩机继续充气工作。节流阀与喷射器的配合使用，减少了节流阀的节流损失。本专利所述的储气流程与优化策略，结构紧凑，简单灵活易操作，可安全稳定地实现储气过程，为压缩空气储能系统的进一步发展提供了参考。

A kind of compressed air energy storage system and its gas storage technology

【技术实现步骤摘要】
一种喷射器强化储气的压缩空气储能系统及其储气工艺
本专利技术属于压缩空气储能
，涉及一种喷射器强化储气的压缩空气储能系统及其储气工艺。
技术介绍
为了优化能源结构、保护环境，需要大力发展风能、太阳能、潮汐能等清洁能源。但以风能、太阳能为代表的可再生能源现阶段存在着分散性和间歇性等固有问题，难以实现大规模连续稳定地并网连续发电，能量储存可有效解决上述问题。目前储能容量可超过100MW，实现商业化运行的大型储能技术只有抽水蓄能和压缩空气储能。但抽水蓄能电站需要特殊的地理条件建造上下两个水库和水坝，选址困难，建设周期长，初期投资巨大，破坏生态环境，而国内、外的可用资源日益稀少。压缩空气储能系统(CAES)具有储能容量大、储能周期长、效率相对较高(50％～70％)和单位投资相对较小等优点。但传统压缩空气储能系统与燃气轮机电站配套使用，会消耗化石能源，增加碳排放。且存在采用大型透平机械的空压机和燃气轮机运行效率不高的问题。对于储气罐体积不变的压缩空气储能系统，储气过程中，当压缩机组出口/膨胀机组入口与高压储气罐之间没有安装节流阀时，高压段压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷射器强化储气的压缩空气储能系统，其特征在于，包括用于提供换热介质的两级蓄热介质储罐，以及通过输气管道相连的低压段储气单元、中压段储气单元及高压段储气单元；/n所述低压段储气单元包括低压段压缩机(100)、热交换器A(110)和低压储气罐(140)，在热交换器A(110)与低压储气罐(140)相连的输气管道上设有三通阀A(510)，在三通阀A(510)和低压储气罐(140)之间还设有喷射器A(130)；所述中压段储气单元包括中压段压缩机(200)、热交换器B(210)和中压储气罐(240)，在热交换器B(210)与中压储气罐(240)相连的输气管道上设有三通阀C(520)，在三通阀C(...

【技术特征摘要】
1.一种喷射器强化储气的压缩空气储能系统，其特征在于，包括用于提供换热介质的两级蓄热介质储罐，以及通过输气管道相连的低压段储气单元、中压段储气单元及高压段储气单元；
所述低压段储气单元包括低压段压缩机(100)、热交换器A(110)和低压储气罐(140)，在热交换器A(110)与低压储气罐(140)相连的输气管道上设有三通阀A(510)，在三通阀A(510)和低压储气罐(140)之间还设有喷射器A(130)；所述中压段储气单元包括中压段压缩机(200)、热交换器B(210)和中压储气罐(240)，在热交换器B(210)与中压储气罐(240)相连的输气管道上设有三通阀C(520)，在三通阀C(520)和中压储气罐(240)之间还设有喷射器B(230)；所述高压段储气单元包括高压段压缩机(300)、热交换器C(310)和高压储气罐(340)，在热交换器C(310)与高压储气罐(340)相连的输气管道上设有三通阀E(530)，在三通阀E(530)和高压储气罐(340)之间还设有喷射器C(330)；
在低压储气罐(140)与中压段压缩机(200)相连的管路上设有流量调节阀B(120)，在中压储气罐(240)与高压段压缩机(300)相连的管路上设有流量调节阀D(220)；低压储气罐(140)、喷射器B(230)及中压储气罐(240)通过三通阀F(540)相连，中压储气罐(240)、喷射器C(330)及高压储气罐(340)通过三通阀G(550)相连；
所述两级蓄热介质储罐包括低温蓄热介质储罐(411)和高温蓄热介质储罐(412)，低温蓄热介质储罐(411)和高温蓄热介质储罐(412)通过换热介质管道与热交换器A(110)、热交换器B(210)或热交换器C(310)相连，实现换热介质的输送；在低温蓄热介质储罐(411)的出口端设有开关阀(420)和增压泵(430)；
在高压储气罐(340)上还设有三条进气支路，在三通阀G(550)与高压储气罐(340)相连的支路上节流阀H(560)，在喷射器C(330)与高压储气罐(340)相连的支路上设有节流阀I(570)，在三通阀E(530)与高压储气罐(340)相连的支路上设有节流阀J(580)。


2.根据权利要求1所述的喷射器强化储气的压缩空气储能系统，其特征在于，所述低压段压缩机(100)、中压段压缩机(200)及高压段压缩机(300)包含的压缩机级数均≥1。


3.根据权利要求1所述的喷射器强化储气的压缩空气储能系统，其特征在于，低压储气罐(140)和中压储气罐(240)的体积远小于高压储气罐(340)。


4.根据权利要求1所述的喷射器强化储气的压缩空气储能系统，其特征在于，低温蓄热介质储罐(411)和高温蓄热介质储罐(412)中的蓄热换热介质为同种液体介质。


5.根据权利要求1所述的喷射器强化储气的压缩空气储能系统，其特征在于，热交换器A(110)、热交换器B(210)及热交换器(310)采用间壁式换热，选自浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器或板式换热器。


6.采用权利要求1～5中任意一项所述的喷射器强化储气的压缩空气储能系统进行的储气工艺，其特征在于，包括：运行准备过程和正常工作储气过程；
所述运行准备过程，是指高压储气罐(340)内的压力从大气压开始升压，直至最小工作压力；
所述正常工作储气过程，是指高压储气罐(340)内的压力从该储能系统的最小工作压力升压，直至升至该储能系统的最大工作压力。


7.根据权利要求6所述的储气工艺，其特征在于，所述运行准备过程包括两种充气方法，具体如下：
方法一：
驱动低压段压缩机(100)、中压段压缩机(200)和高压段压缩机(300)同时工作，一部分空气进入低压段压缩机(100)升温升压，被换热器A(110)降温后作为主动流进入喷射器A(130)，另一部分空气作为引射流进入喷射器A(130)，喷射器A(130)出口空气注入低压储气罐(140)；
低压储气罐(140)有两路空气出口，其中一路空气进入中压段压缩机(200)升温升压后，再进入换热器B(210)降温，然后作为主动流进入喷射器B(230)，低压储气罐(140)出口的另一路空气作为引射流进入喷射器B(230)，喷射器B(230)出口空气注入中压储气罐(240)；
中压储气罐(240)同样有两路空气出口，一路出口空气进入高压段压缩机(300)升温升压，再经换热器C(310)降温后，然后作为主动流进入喷射器C(330)，中压储气罐(240)出口的另一路空气作为引射流进入喷射器C(330)，喷射器C(330)出口空气经节流阀I(570)注入高压储气罐(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建强，周升辉，何阳，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61