与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统技术方案

本发明专利技术的实施例提供了一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，包括火电单元、液态空气储能单元、空冷塔和液态空气释能单元。火电单元中的低压蒸汽用于驱动液态空气储能单元中的动力汽轮机组转动。空冷塔分别与火电单元中的乏汽回收模块和液态空气储能单元中的级后冷却器连接，以为乏汽回收模块和级后冷却器提供冷量。该系统可实现深度调峰，同时使得火电单元维持在额定工况下运行，能够提高火电厂的运行效率。火电单元中的低压端级间抽汽来驱动动力汽轮机组进而带动空气压缩机组运行，提高了系统的整体效率。乏汽回收模块和级后冷却器能共用空冷塔的循环冷却水，降低了液态空气储能单元的设施投资成本。

【技术实现步骤摘要】
与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统
本专利技术涉及液态空气储能
，尤其涉及一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统。
技术介绍
常规火电机组主要通过改变汽轮机组的进汽参数来调节发电功率。汽轮机组的进汽参数改变幅度过大，会显著影响锅炉燃煤利用效率以及汽轮机组的安全性和寿命。同时，由于燃煤锅炉改变参数的滞后性，会导致调峰响应不及时。液态空气储能是一种清洁、低碳、安全和长寿命的大规模长时储能技术。它可以实现在用电低谷时段，将电能转换成液态空气存储；在用电高峰时段，利用存储的液态空气发电。然而，独立的液态空气储能电站的循环效率偏低，且初始设备投资较大。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，包括：火电单元、液态空气储能单元、空冷塔和液态空气释能单元。其中，所述火电单元包括火力发电模块和乏汽回收模块。所述火力发电模块与所述乏汽回收模块连接。所述液态空气储能单元包括动力汽轮机组、空气压缩机组和级后冷却器、蓄冷器和低温储罐。其中，所述动力汽轮机组与所述火力发电模块连接。所述空气压缩机组与所述动力汽轮机组连接，以使所述火力发电模块的低压蒸汽驱动所述动力汽轮机组转动并带动所述空气压缩机组工作。所述级后冷却器与所述空气压缩机组连接。所述蓄冷器与所述级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气。所述低温储罐与所述蓄冷器连接，以将所述液态空气存储至所述低温储罐内。并且，所述空冷塔分别与所述乏汽回收模块和所述级后冷却器连接，以为所述乏汽回收模块和所述级后冷却器提供冷量。所述低温储罐与所述液态空气释能单元连接，以为所述液态空气释能单元提供所述液态空气。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述火力发电模块包括磨煤机、蒸汽锅炉、发电汽轮机组和第一发电机。所述乏汽回收模块包括冷凝器、一级给水泵、回热器和二级给水泵。其中，所述磨煤机与所述蒸汽锅炉连接，以为所述蒸汽锅炉提供煤粉。所述蒸汽锅炉的排气口与所述发电汽轮机组的进气口连接。所述发电汽轮机组与所述第一发电机连接，以驱动所述第一发电机发电。所述发电汽轮机组的乏汽排出口与所述冷凝器的进气口连接。所述冷凝器的排液口与所述一级给水泵的入口连接。所述一级给水泵的出口和所述动力汽轮机组的排气口均与所述回热器的入口连接。所述回热器的出口与所述二级给水泵的入口连接。所述二级给水泵的出口与所述蒸汽锅炉连接。并且，所述冷凝器与所述空冷塔连接并形成冷凝器制冷循环回路。所述冷凝器制冷循环回路上安装有作为循环动力源的第一循环冷水泵。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述液态空气储能单元还包括空气过滤器、分子筛纯化装置、节流元件和气液分离器。所述空气压缩机组包括一级空气压缩机组和二级空气压缩机组。所述级后冷却器包括一级级后冷却器和二级级后冷却器。所述蓄冷器包括第一换热侧和第二换热侧。其中，所述发电汽轮机组的低压蒸汽出口与所述动力汽轮机组的进气口之间设有抽蒸汽阀。所述一级空气压缩机组的入口前端设有所述空气过滤器。所述一级空气压缩机组和所述二级空气压缩机组均与所述动力汽轮机组连接。所述一级空气压缩机组的出口与所述一级级后冷却器的入口连接。所述一级级后冷却器的出口与所述分子筛纯化装置的入口连接。所述分子筛纯化装置的出口与所述二级空气压缩机组的入口连接。所述二级空气压缩机组的出口与所述二级级后冷却器的入口连接。所述二级级后冷却器的出口与所述蓄冷器的第一换热侧的入口连接。所述第一换热侧的出口与所述节流元件的入口连接。所述节流元件的出口与所述气液分离器的入口连接。所述气液分离器的液态空气出口与所述低温储罐的入口连接。所述气液分离器的气相空气出口与所述蓄冷器的第二换热侧的入口连接。所述第二换热侧的出口与所述二级空气压缩机组的入口连接。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述液态空气释能单元包括低温泵、空气预热器、空气透平机组和第二发电机。所述蓄冷器还包括第三换热侧。其中，所述低温泵的入口与所述低温储罐的出口连接。所述低温泵的出口与所述蓄冷器的第三换热侧的入口连接。所述第三换热侧的出口与所述空气预热器的入口连接。所述空气预热器的出口与所述空气透平机组连接。所述空气透平机组与所述第二发电机连接。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述空气预热器包括一级空气预热器和二级空气预热器。所述空气透平机组包括一级空气透平机和二级空气透平机。其中，所述一级空气预热器的进气口与所述蓄冷器的第三换热侧的出口连接。所述一级空气预热器的出气口与所述一级空气透平机的进气口连接。所述一级空气透平机的排气口与所述二级空气预热器的进气口连接。所述二级空气预热器的出气口与所述二级空气透平机的进气口连接。所述一级空气透平机和所述二级空气透平机均与所述第二发电机连接。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述空气预热器还包括排气预热器。其中，所述排气预热器的进气口与所述二级空气透平机的排气口连接。所述排气预热器的出气口分别与所述分子筛纯化装置和所述磨煤机连接。并且，在所述分子筛纯化装置与所述排气预热器的出气口之间连接有再生气加热器。并且，所述二级空气透平机的排气口与所述分子筛纯化装置的入口连接。在所述二级空气透平机的排气口与所述分子筛纯化装置的入口设有冷吹流量控制阀。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，在所述排气预热器的出气口与所述磨煤机之间安装有第一流量控制阀。在所述排气预热器的出气口与所述再生气加热器安装有第二流量控制阀。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，还包括余热回收利用单元。其中，所述余热回收利用单元包括余热回收器和排烟风机。所述排烟风机的入口与所述蒸汽锅炉的排烟出口连接。所述排烟风机的出口与所述余热回收器的进烟口连接，以将烟气中的热量存储于所述余热回收器内。所述余热回收器的排烟口处连接有用于净化烟气的烟气净化装置。所述烟气净化装置与烟囱连接，以将干净的烟气排出至大气。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述余热回收器与所述一级空气预热器连接，以形成一级空气预热器换热循环回路。所述余热回收器与所述二级空气预热器连接，以形成二级空气预热器换热循环回路。所述余热回收器与所述排气预热器连接，以形成排气预热器换热循环回路。并且，所述余热回收器与所述空气预热器之间还设有作为循环动力源的循环热水泵。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述一级空气预热器换热循环回路上设有第三流量控制阀。所述二级空气预热器换热循环回路上设有第四流量控制阀。所述排气预热器换热循环回路上设有第五流量控制阀。根据本专利技术提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述空冷塔与所述一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，包括：火电单元、液态空气储能单元、空冷塔(11)和液态空气释能单元，/n其中，所述火电单元包括火力发电模块和乏汽回收模块，所述火力发电模块与所述乏汽回收模块连接，/n所述液态空气储能单元包括动力汽轮机组(9)、空气压缩机组和级后冷却器、蓄冷器(21)和低温储罐(24)，/n其中，所述动力汽轮机组(9)与所述火力发电模块连接，所述空气压缩机组与所述动力汽轮机组(9)连接，以使所述火力发电模块的低压蒸汽驱动所述动力汽轮机组(9)转动并带动所述空气压缩机组工作，所述级后冷却器与所述空气压缩机组连接，所述蓄冷器(21)与所述级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气，所述低温储罐(24)与所述蓄冷器(21)连接，以将所述液态空气存储至所述低温储罐(24)内，/n并且，所述空冷塔(11)分别与所述乏汽回收模块和所述级后冷却器连接，以为所述乏汽回收模块和所述级后冷却器提供冷量，/n所述低温储罐(24)与所述液态空气释能单元连接，以为所述液态空气释能单元提供所述液态空气。/n

【技术特征摘要】
1.一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，包括：火电单元、液态空气储能单元、空冷塔(11)和液态空气释能单元，
其中，所述火电单元包括火力发电模块和乏汽回收模块，所述火力发电模块与所述乏汽回收模块连接，
所述液态空气储能单元包括动力汽轮机组(9)、空气压缩机组和级后冷却器、蓄冷器(21)和低温储罐(24)，
其中，所述动力汽轮机组(9)与所述火力发电模块连接，所述空气压缩机组与所述动力汽轮机组(9)连接，以使所述火力发电模块的低压蒸汽驱动所述动力汽轮机组(9)转动并带动所述空气压缩机组工作，所述级后冷却器与所述空气压缩机组连接，所述蓄冷器(21)与所述级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气，所述低温储罐(24)与所述蓄冷器(21)连接，以将所述液态空气存储至所述低温储罐(24)内，
并且，所述空冷塔(11)分别与所述乏汽回收模块和所述级后冷却器连接，以为所述乏汽回收模块和所述级后冷却器提供冷量，
所述低温储罐(24)与所述液态空气释能单元连接，以为所述液态空气释能单元提供所述液态空气。


2.根据权利要求1所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述火力发电模块包括磨煤机(2)、蒸汽锅炉(1)、发电汽轮机组(3)和第一发电机(G1)，所述乏汽回收模块包括冷凝器(4)、一级给水泵(5)、回热器(6)和二级给水泵(7)，
其中，所述磨煤机(2)与所述蒸汽锅炉(1)连接，以为所述蒸汽锅炉(1)提供煤粉，所述蒸汽锅炉(1)的排气口与所述发电汽轮机组(3)的进气口连接，所述发电汽轮机组(3)与所述第一发电机(G1)连接，以驱动所述第一发电机(G1)发电，
所述发电汽轮机组(3)的乏汽排出口与所述冷凝器(4)的进气口连接，所述冷凝器(4)的排液口与所述一级给水泵(5)的入口连接，所述一级给水泵(5)的出口和所述动力汽轮机组(9)的排气口均与所述回热器(6)的入口连接，所述回热器(6)的出口与所述二级给水泵(7)的入口连接，所述二级给水泵(7)的出口与所述蒸汽锅炉(1)连接，
并且，所述冷凝器(4)与所述空冷塔(11)连接并形成冷凝器制冷循环回路，所述冷凝器制冷循环回路上安装有作为循环动力源的第一循环冷水泵(10)。


3.根据权利要求2所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括空气过滤器(13)、分子筛纯化装置(16)、节流元件(22)和气液分离器(23)，所述空气压缩机组包括一级空气压缩机组(14)和二级空气压缩机组(17)，所述级后冷却器包括一级级后冷却器(15)和二级级后冷却器(18)，所述蓄冷器(21)包括第一换热侧(H1)和第二换热侧(H2)，
其中，所述发电汽轮机组(3)的低压蒸汽出口与所述动力汽轮机组(9)的进气口之间设有抽蒸汽阀(8)，所述一级空气压缩机组(14)的入口前端设有所述空气过滤器(13)，所述一级空气压缩机组(14)和所述二级空气压缩机组(17)均与所述动力汽轮机组(9)连接，所述一级空气压缩机组(14)的出口与所述一级级后冷却器(15)的入口连接，所述一级级后冷却器(15)的出口与所述分子筛纯化装置(16)的入口连接，所述分子筛纯化装置(16)的出口与所述二级空气压缩机组(17)的入口连接，所述二级空气压缩机组(17)的出口与所述二级级后冷却器(18)的入口连接，所述二级级后冷却器(18)的出口与所述蓄冷器(21)的第一换热侧(H1)的入口连接，所述第一换热侧(H1)的出口与所述节流元件(22)的入口连接，所述节流元件(22)的出口与所述气液分离器(23)的入口连接，所述气液分离器(23)的液态空气出口与所述低温储罐(24)的入口连接，所述气液分离器(23)的气相空气出口与所述蓄冷器(21)的第二换热侧(H2)的入口连接，所述第二换热侧(H2)的出口与所述二级空气压缩机组(17)的入口连接。


4.根据权利要求3所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述液态空气释能单元包括低温泵(25)、空气预热器、空气透平机组和第二发电机(G2)，所述蓄冷器(21)还包括第三换...

【专利技术属性】
技术研发人员：季伟，郭璐娜，陈六彪，崔晨，郭嘉，王俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11