一种水冷汽热压缩空气储能系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水冷汽热压缩空气储能系统及其工作方法，包括空气压缩单元

【技术实现步骤摘要】
一种水冷汽热压缩空气储能系统及其工作方法


[0001]本专利技术属于储能
，具体涉及一种水冷汽热压缩空气储能系统及其工作方法
。

技术介绍

[0002]传统火电机组在低负荷工况下面临稳燃
、
堵灰
、
氨逃逸等诸多问题，因此火电机组调峰深度不足
、
负荷响应迟滞
、
运行经济性差
。
但火电机组的基础容量大，必须作为电力系统的调峰主体
。
通过火电机组耦合大容量新型储能是实现火电机组深度调峰的重要手段之一
。
压缩空气储能具有容量大
、
效率高
、
成本低等优点
。
传统压缩空气储能采用补燃作为系统热量供应，能耗较高
。
先进压缩空气储能对储能过程的热量进行储存，用于释能过程，明显提高了压缩空气储能的效率
。
但蓄热介质导热油在高温条件下性能不稳定，易燃烧，且成本较高，蓄热罐占地面积大，蓄热系统复杂
。
如何耦合压缩空气储能与火电机组的是本领域技术人员需要解决的技术问题
。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种水冷汽热压缩空气储能系统及其工作方法，本专利技术充分利用火电机组不同品位的能量，储能过程中利用低压加热器的低温凝结水和高压加热器的高温凝结水梯级利用压缩后高温空气的热量，释能过程中利用低品位抽汽加热空气，取消了压缩空气储能中的蓄热系统，不设置蓄热罐，减少占地面积，不采用导热油，减少火灾风险点，降低工程投资
。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种水冷汽热压缩空气储能系统，包括机组热力系统
、
空气压缩机
、
高温水冷器
、
低温水冷器
、
空气储罐
、
减压阀
、
蒸汽加热器和空气透平；
[0006]空气压缩机的出口与所述高温水冷器的空气侧
、
低温水冷器的空气侧和空气储罐的进口通过储能管道依次连接；
[0007]空气储罐的出口与减压阀
、
蒸汽加热器的空气侧以及空气透平的空气侧通过释能管道依次连接；空气储罐的出口和入口均设有关断阀门；
[0008]机组热力系统包括凝结水泵
、
低压加热器
、
除氧器
、
给水泵
、
高压加热器以及抽汽管道；凝结水泵的出口与所述低压加热器的水侧
、
除氧器的水侧
、
给水泵以及高压加热器的水侧通过管路依次连通；高温水冷器的水侧进口引自给水泵和高压加热器之间的连接管道，高温水冷器的水侧出口汇至高压加热器出口管道；低温水冷器的水侧进口引自凝结水泵和低压加热器之间的连接管道，低温水冷器的水侧出口汇至低压加热器出口管道；蒸汽加热器的蒸汽引自所述抽汽管道
。
[0009]优选的，所述储能管道上串联一级以上的空气压缩机，储能管道上在每级空气压缩机的下游均依次设有高温水冷器和低温水冷器；
[0010]每级空气压缩机下游的高温水冷器的水侧进口引自给水泵和高压加热器之间的
连接管道
、
水侧出口汇至高压加热器出口管道；
[0011]每级空气压缩机下游的低温水冷器的水侧进口引自凝结水泵和低压加热器之间的连接管道
、
水侧出口汇至低压加热器出口管道
。
[0012]优选的，高温水冷器的取水管道上布置有流量调节装置
。
[0013]优选的，低温水冷器的取水管道上布置有流量调节装置
。
[0014]优选的，所述释能管道上串联一级以上的空气透平，释能管道上在每级空气透平的上游均设有蒸汽加热器，所有蒸汽加热器的蒸汽引自所述抽汽管道
。
[0015]优选的，机组热力系统还包括凝汽器，凝结水泵的入口与凝汽器出水口连接
。
[0016]优选的，蒸汽加热器的疏水汇至凝汽器
。
[0017]本专利技术如上所述水冷汽热压缩空气储能系统的工作方法，包括储能过程和释能过程；
[0018]所述储能过程包括：开启空气储罐入口的关断阀门，关闭空气储罐出口的阀门，开启高温水冷器和低温水冷器的进水管路和回水管路，关闭蒸汽加热器的取汽管路和疏水管路，开启空气压缩机，空气压缩机压缩后的高温高压空气依次经过高温水冷器
、
低温水冷器后转变为低温高压空气，高温水冷器和低温水冷器吸收的热能由机组热力系统中的凝结水回收；低温高压空气储存于空气储罐中；储能过程完成；
[0019]所述释能过程包括：关闭空气储罐入口的关断阀门，开启空气储罐出口的阀门，关闭高温水冷器和低温水冷器的进回水管路，开启蒸汽加热器的取汽管路和疏水管路；空气储罐中的低温高压空气经减压阀减压后进入蒸汽加热器，蒸汽加热器将经减压阀减压后的低温高压空气加热为高温高压空气，加热所需的热能由机组热力系统中的抽汽提供；经蒸汽加热器加热后的高温高压空气驱动空气透平做功，释能过程完成
。
[0020]优选的：在所述储能过程中：当空气压缩机出口空气温度小于
150℃
时，高温水冷器不运行，低温水冷器运行
。
[0021]优选的：在所述储能过程中：当空气压缩机出口空气温度不低于
150℃
时，高温水冷器和低温水冷器均运行
。
[0022]本专利技术具有如下有益效果：
[0023]本专利技术水冷汽热压缩空气储能系统充分利用火电机组不同品位的能量，储能过程中利用低压加热器的低温凝结水和高压加热器的高温凝结水梯级利用空气被压缩后温度升高增加的热能，释能过程中根据空气透平进气温度的要求，选用合适的低品位抽汽加热空气，取消了常规压缩空气储能系统中的高温蓄热罐
、
低温蓄热罐
、
高温介质泵
、
低温介质泵
、
管道
、
阀门及辅助设备等设备，简化了工艺系统，减少了占地面积，无导热油，消除了火灾风险点，降低了工程投资
。
本专利技术系统为火电机组耦合压缩空气储能的系统设计和工作方法提供工程应用方案
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例水冷汽热压缩空气储能系统示意图；
[0025]图2为本专利技术另一实施例水冷汽热压缩空气储能系统示意图；
[0026]图中，1为空气压缩机
、1
‑1为一级空气压缩机
、1
‑2为二级高温水冷器
、2
为高温水冷器
、2
‑1为一级高温水冷器
、2
‑2为二级高温水冷器
、3
为低温水冷器
、3
‑1为一级低温水冷
器
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水冷汽热压缩空气储能系统，其特征在于，包括机组热力系统
、
空气压缩机
(1)、
高温水冷器
(2)、
低温水冷器
(3)、
空气储罐
(4)、
减压阀
(5)、
蒸汽加热器
(6)
和空气透平
(7)
；空气压缩机
(1)
的出口与所述高温水冷器
(2)
的空气侧
、
低温水冷器
(3)
的空气侧和空气储罐
(4)
的进口通过储能管道
(13)
依次连接；空气储罐
(4)
的出口与减压阀
(5)、
蒸汽加热器
(6)
的空气侧以及空气透平
(7)
的空气侧通过释能管道
(14)
依次连接；空气储罐
(4)
的出口和入口均设有关断阀门；机组热力系统包括凝结水泵
(8)、
低压加热器
(9)、
除氧器
(10)、
给水泵
(11)、
高压加热器
(12)
以及抽汽管道；凝结水泵
(8)
的出口与所述低压加热器
(9)
的水侧
、
除氧器
(10)
的水侧
、
给水泵
(11)
以及高压加热器
(12)
的水侧通过管路依次连通；高温水冷器
(2)
的水侧进口引自给水泵
(11)
和高压加热器
(12)
之间的连接管道，高温水冷器
(2)
的水侧出口汇至高压加热器
(12)
出口管道；低温水冷器
(3)
的水侧进口引自凝结水泵
(8)
和低压加热器
(9)
之间的连接管道，低温水冷器
(3)
的水侧出口汇至低压加热器
(9)
出口管道；蒸汽加热器
(6)
的蒸汽引自所述抽汽管道
。2.
根据权利要求1所述的一种水冷汽热压缩空气储能系统，其特征在于，所述储能管道
(13)
上串联一级以上的空气压缩机
(1)
，储能管道
(13)
上在每级空气压缩机的下游均依次设有高温水冷器和低温水冷器；每级空气压缩机下游的高温水冷器的水侧进口引自给水泵
(11)
和高压加热器
(12)
之间的连接管道
、
水侧出口汇至高压加热器
(12)
出口管道；每级空气压缩机下游的低温水冷器的水侧进口引自凝结水泵
(8)
和低压加热器
(9)
之间的连接管道
、
水侧出口汇至低压加热器
(9)
出口管道
。3.
根据权利要求1或2所述的一种水冷汽热压缩空气储能系统，其特征在于，高温水冷器的取水管道上布...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹小刚，周飞，肖海丰，黄晶晶，车宏伟，李楠，李文杰，张佳，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：