基于工业压缩空气系统的储能系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于工业压缩空气系统的储能系统，包括有空气增压系统、蓄热系统和空气膨胀发电系统；空气增压系统的输出端通过蓄热系统衔接于空气膨胀发电系统的输入端；空气膨胀发电系统包括有第一空气膨胀发电系统和第二空气膨胀发电系统，蓄热系统包括有第一蓄热装置和第二蓄热装置；其通过空气增压系统、蓄热系统和空气膨胀发电系统之间的配合，在现有工业压缩空气系统基础上，通过增加空气增压系统构成压缩空气储能系统，减小了储能的投资，同时保证压缩空气使用的气源参数；以及利用第一空气膨胀发电系统和第二空气膨胀发电系统的设计，实现将压缩的空气压力绝大部分或者全部释放，得到绝大部分或者全部储存能量，形成一次转换获得两次电力，使系统储能利用率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
基于工业压缩空气系统的储能系统


[0001]本专利技术涉及基于工业压缩空气系统的储能系统领域技术，尤其是指一种基于工业压缩空气系统的储能系统。

技术介绍

[0002]我国正处于从传统能源结构向向清洁新能源转型发展的起步阶段，此时有很多的问题需要解决，如风能、光能等新能源发电具有很大的间歇性和不确定性，规模的增大对电网会造成更大的波动，而储能技术就是解决目前这个问题的有效途径之一。目前，已经发展的储能技术主要包括抽水蓄能、储热储能、压缩空气储能、蓄电池储能、超导磁能、飞轮储能和电容储能等，由于储能容量、储能周期、储能密度、系统寿命、经济性和环境友好性等原因，适合于大型商业系统运行的只有抽水蓄能、储热储能和压缩空气储能。
[0003]现有技术中，一种温度自适应的蓄热式压缩空气储能系统，例如CN106438297B，其包括有多级空气压缩系统、储气系统、多级空气膨胀做功系统、梯级储热系统和热能梯级利用系统，实现对不同品质热能的梯级存储和利用，并实现对压缩空气和蓄热工质出口温度的自适应独立调节，释能开始时，通过一级再热器和二级再热器液侧进口与高温储液罐出口连接，空气储罐出口与一级再热器气侧进口连接，高温储热工质进入一级再热器内加热高压空气，加热后的高压空气进入一级膨胀机做功，一级膨胀机出口与二级再热器气侧进口连接，高压空气在二级再热器内吸收高温蓄热工质传递的热量后进入二级膨胀机做功，发电机与膨胀机输出轴连接，通过膨胀机做功驱动发电机产生电力，但是这种温度自适应的蓄热式压缩空气储能系统存在一下缺陷：通过一系列的热量转换，加热的高压空气先提供给一级膨胀机做功，一级膨胀机在通过二级加热器传递给二级膨胀机最后传递给发电机产生电力，导致其完成一次转换后，仍有部分热量得不到充分利用回收，存在热能利用率低及其导致的系统运行效率降低。
[0004]还有就是这种蓄热式压缩空气储能系统整体转换布置麻烦，系统流程不合理。
[0005]因此，需要研究一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种基于工业压缩空气系统的储能系统，其在现有工业压缩空气系统基础上，通过增加空气增压系统构成压缩空气储能系统，减小了储能的投资，同时保证压缩空气使用的气源参数；实现将压缩的空气压力绝大部分或者全部释放，得到绝大部分或者全部储存能量，形成一次转换获得两次电力，使得系统储能利用率高，系统发电效率高；还有就是利用工业高温余热来加热压缩空气，增加储能系统发电效率的同时节能环保且减少碳排放。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：一种基于工业压缩空气系统的储能系统，包括有空气增压系统、蓄热系统和空气膨胀发电系统；所述空气增压系统的输出端通过蓄热系统衔接于空气膨胀发电系统的输入
端；所述空气膨胀发电系统包括有第一空气膨胀发电系统和第二空气膨胀发电系统，所述蓄热系统包括有第一蓄热装置和第二蓄热装置；所述空气增压系统包括空气压缩机、一级换热器、一级冷却器、增压压缩机、二级换热器和储气装置；所述空气压缩机的输出端连接于一级换热器的输入端，所述一级换热器的输出端连接于一级冷却器的输入端，所述一级冷却器的输出端连接于增压压缩机的输入端，所述增压压缩机的输出端连接于二级换热器的输入端，所述二级换热器的输出端连接于储气装置的输入端；所述第一空气膨胀发电系统包括有一级低温预热器、一级加热器、一级余热加热器和一级膨胀机；所述一级低温预热器的输入端连接于储气装置的输出端，所述一级低温预热器的输出端连接于一级加热器的输入端，所述一级加热器的输出端连接于一级余热加热器的输入端，所述一级余热加热器的输出端连接于一级膨胀机的输入端；所述第二空气膨胀发电系统包括有二级低温预热器、二级加热器、二级余热加热器和二级膨胀机；所述二级低温预热器的输入端连接于一级膨胀机的输出端，所述二级低温预热器的输出端连接于二级加热器的输入端，所述二级加热器的输出端连接于二级余热加热器的输入端，所述二级余热加热器的输出端连接于二级膨胀机的输入端；所述第一蓄热装置包括有一级高温蓄热罐和一级低温蓄热罐，所述一级高温蓄热罐的输入端连接于一级换热器的输入端，所述一级高温蓄热罐的输出端连接于二级加热器，所述二级加热器的输出端还连接于一级低温蓄热罐的输出端，所述一级低温蓄热罐的输入端连接于一级换热器的输出端，构成循环；所述第二蓄热装置包括有二级高温蓄热罐和二级低温蓄热罐；所述二级高温蓄热罐的输入端连接于二级换热器的输入端，所述二级换热器的输出端连接于一级加热器的输出端，所述一级加热器的输入端连接于二级低温蓄热罐的输出端，所述二级低温蓄热罐的输入端连接于二级换热器的输出端，构成循环。
[0008]作为一种优选方案，所述一级低温预热器的输入端通过第一旁路管道连接于储气装置的输出端，所述第一旁路管道上还设置有用于控制压缩空气放气及发电储气阀门。
[0009]作为一种优选方案，还包括有压缩空气储罐，所述一级膨胀机的输出端通过第二旁路管道连接于压缩空气储罐，所述第二旁路管道上还设置有压缩空气阀门。
[0010]作为一种优选方案，所述第二空气膨胀发电系统还包括有转换阀门，所述二级低温预热器的输入端通过第三旁路管道与一级膨胀机的输出端连接，所述转换阀门设置于二级低温预热器的输入端上。
[0011]作为一种优选方案，所述第一蓄热装置还包括有一级工质泵，所述一级工质泵设置于一级低温蓄热罐的输入端。
[0012]作为一种优选方案，所述第二蓄热装置还包括有二级工质泵，所述二级工质泵设置于二级低温蓄热罐的输入端。
[0013]作为一种优选方案，所述第一空气膨胀发电系统与第二空气膨胀发电系统串联设置。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过空气增压系统、蓄热系统和空气膨胀发电系统之间的配合，所述空气增压系统的输出端通过蓄热系统衔接于空气膨胀发电系统的输入端；在现有工业压缩空气系
统基础上，通过增加空气增压系统构成压缩空气储能系统，减小了储能的投资，同时保证压缩空气使用的气源参数；以及利用第一空气膨胀发电系统和第二空气膨胀发电系统的设计，实现将压缩的空气压力绝大部分或者全部释放，得到绝大部分或者全部储存能量，形成一次转换获得两次电力，使得系统储能利用率高，系统发电效率高；还有就是一级低温预热器和二级低温预热器利用工业低温热水进行预热，以及一级余热加热器、二级余热加热器均利用工业高温余热来加热压缩空气，增加储能系统发电效率的同时节能环保且减少碳排放。解决了传统技术中其完成一次转换后，仍有部分热量得不到充分利用回收，存在热能利用率低及其导致的系统运行效率降低且蓄热式压缩空气储能系统整体转换布置麻烦，系统流程不合理的问题。
[0015]为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。
附图说明
[0016]图1是本专利技术之实施例的连接结构及工艺流程示意图。
[0017]附图标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工业压缩空气系统的储能系统，其特征在于：包括有空气增压系统、蓄热系统和空气膨胀发电系统；所述空气增压系统的输出端通过蓄热系统衔接于空气膨胀发电系统的输入端；所述空气膨胀发电系统包括有第一空气膨胀发电系统和第二空气膨胀发电系统，所述蓄热系统包括有第一蓄热装置和第二蓄热装置；所述空气增压系统包括空气压缩机、一级换热器、一级冷却器、增压压缩机、二级换热器和储气装置；所述空气压缩机的输出端连接于一级换热器的输入端，所述一级换热器的输出端连接于一级冷却器的输入端，所述一级冷却器的输出端连接于增压压缩机的输入端，所述增压压缩机的输出端连接于二级换热器的输入端，所述二级换热器的输出端连接于储气装置的输入端；所述第一空气膨胀发电系统包括有一级低温预热器、一级加热器、一级余热加热器和一级膨胀机；所述一级低温预热器的输入端连接于储气装置的输出端，所述一级低温预热器的输出端连接于一级加热器的输入端，所述一级加热器的输出端连接于一级余热加热器的输入端，所述一级余热加热器的输出端连接于一级膨胀机的输入端；所述第二空气膨胀发电系统包括有二级低温预热器、二级加热器、二级余热加热器和二级膨胀机；所述二级低温预热器的输入端连接于一级膨胀机的输出端，所述二级低温预热器的输出端连接于二级加热器的输入端，所述二级加热器的输出端连接于二级余热加热器的输入端，所述二级余热加热器的输出端连接于二级膨胀机的输入端；所述第一蓄热装置包括有一级高温蓄热罐和一级低温蓄热罐，所述一级高温蓄热罐的输入端连接于一级换热器的输入端，所述一级高温蓄热罐的输出端连接于二级加热器，所述二级加热器的输出端还连接于一级低温蓄...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞正亮，王可，尹晖，
申请(专利权)人：阳江广润节能科技有限公司玉林广润余热发电有限公司宁德开能环保能源有限公司，
类型：发明
国别省市：