【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液态空气储能，具体涉及一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统。
技术介绍
1、在大型lng接收站，为满足内陆地区天然气管网输送要求，lng需要经过加压气化成为常温气体后再输入到天然气管网中，在气化过程中lng会释放大量冷能。现阶段，大型lng接收转输站基本采用海水气化器将海水作为加热介质，为lng的气化提供热源，lng在气化过程中释放的大量冷能对周边海洋生态环境带来的危害已引起社会关注。
2、lng接收转输站用电设备主要有lng升压泵和海水泵，lng接收转输站在峰电电价时输气量加大，用电量也较大，加剧了全社会电力工业消费侧的峰谷差，lng接收转输站电用电成本也较高。
3、液态空气储能系统因增加空气液化冷却和深冷蓄冷过程，增加了额外损耗，这导致了能量转化率的降低。深冷蓄冷材料的选择也存在困难，目前主要仍依赖于传统的鹅卵石、玄武石等材料，而新型的高比热容深冷蓄冷填料由于技术和价格因素还不能大规模应用。这些因素都导致了液态空气储能设备的成本较高，从而使得其运行维护成本也相应较高。
4、为此本专利技术提供一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统；目的是将液态空气储能与lng接收转输系统联合运行，梯级利用lng冷能和压缩空气储能系统的压缩热，取消常规液态空气储能的蓄冷装置，解决现有低温蓄冷材料不成熟难以大规模应用的问题，提高液
2、本专利技术的采用以下方案：
3、一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统，从lng接收转输站的高压泵后引出一路高压lng，然后两路分别至第一lng-氮气换热器和第二lng-氮气换热器，第一lng-氮气换热器获得低温氮气经过第一空气-氮气换热器对多级压缩后的空气进行液化初冷，多级压缩后的压力控制在6~8mpa。第二lng-氮气换热器作为氮气制冷单元的冷却器用于冷却压缩后的氮气，氮气制冷单元制取的更低温氮气对液化初冷后的空气进行深冷而形成液态空气，氮气制冷单元的低温氮气出口温度控制-150℃~-155℃，保证空气液化率达到98%以上。在此过程中，lng与空气始终不直接接触。
4、本专利技术具体包括lng转输单元、空气液化储能单元、氮气制冷单元及液化空气释能发电单元；lng转输单元是将升压后的一支lng与空气液化储能单元进行冷量交换，另一支lng与lng海水气化器进行冷量交换，并对升温后的lng外输；空气液化储能单元是利用乙二醇作为传冷介质将lng浅冷段冷能来冷却纯化前空气，利用氮气作为传冷介质将lng中冷段冷能对压缩后的空气进行液化初冷，利用氮气作为传冷介质将lng深冷段冷能为氮气制冷单元提供冷源，从而制取低温氮气对液化初冷后的空气进行深冷液化，经过两级液化形成液态空气；氮气制冷单元是提供用于液化空气的低温氮气（-150℃~-155℃），实现空气的液化；液化空气释能发电单元是利用orc（有机朗肯循环）发电模块回收液态空气的冷能和空气膨胀机排气的余热用于发电。
5、进一步的，所述lng转输单元包括lng储罐、lng升压泵及lng海水气化器；
6、lng转输单元工艺过程：lng储罐中的lng经lng升压泵后引出一支lng，进入空气液化储能单元与空气进行冷量交换；经lng升压泵后引出的另一支lng，进入lng海水气化器与海水进行冷量交换；与空气进行冷量交换以及与海水进行冷量交换后的lng变成零度以上的天然气，汇合后接至外输天然气管道上。
7、进一步的，所述空气液化储能单元包括空气压缩单元以及与空气压缩单元相连的空气液化储存单元；空气压缩单元用于对空气进行压缩、纯化处理，并回收压缩过程中的热量；空气液化储存单元用于对压缩后的空气进行冷却液化，并储存；
8、在储能液化过程中，现有的液态空气储能技术依靠蓄冷装置储存的液态空气气化过程的冷量来液化空气，蓄冷材料通常是鹅卵石和乙烯和丙烷等，存在蓄能密度低和易燃易爆等缺点。本专利技术通过将液态空气储能与lng接收转输联合运行，利用lng转输过程产生的冷量替代蓄冷装置，解决了蓄冷和释冷过程中带来的冷能品位下降较多以及深冷材料易燃易爆或者蓄能密度低等问题，为发展大规模液化空气储能奠定基础。
9、进一步的，所述空气压缩单元包括第一级空气压缩机、第二级空气压缩机、第三级空气压缩机、第一级压缩热回收器、第二级压缩热回收器、第三级压缩热回收器、纯化前空气冷却器、空气纯化器、乙二醇-lng换热器、热水储罐、冷水储罐、冷水循环泵；
10、空气压缩单元工艺过程：大气来的空气经第一级空气压缩机、第二级空气压缩机、第三级空气压缩机增压，增压后的空气送入空气液化储存单元进行液化；第一级压缩热回收器、第二级压缩热回收器、第三级压缩热回收器回收空气压缩过程中产生的热量；冷水储罐中的冷水，由冷水循环泵提供动力，在第一级压缩热回收器、第二级压缩热回收器、第三级压缩热回收器中吸收热量后进入热水储罐；
11、第一级压缩热回收器出来的空气进入纯化前空气冷却器、空气纯化器后进入第二级空气压缩机，纯化前空气冷却器用于冷却空气纯化器前的空气，纯化前空气冷却器中的空气与乙二醇-lng换热器中的乙二醇冷量交换，乙二醇由乙二醇循环泵提供动力，在纯化前空气冷却器与乙二醇-lng换热器之间循环，乙二醇-lng换热器与lng冷量交换，冷却后的乙二醇用于冷却空气纯化器前的空气。
12、在储能压缩过程中，采用多级压缩和多级储热，储热介质为常压水和压力水，避免使用价格昂贵且易乳化变质的导热油作为储热介质，减少运行成本。每一级空气压缩机排气温度控制215~255℃。考虑后续空气液化空气纯化要求，第一级压缩热回收器后再设置纯化前空气冷却器，第一级压缩热回收器温度控制60℃左右，其他每一级压缩热回收器的排气温度控制40℃左右，在满足液化空气工艺的前提下通过最大程度的回收压缩热，提高系统整体转换效率。
13、进一步的，所述空气液化储存单元包括第一lng-氮气换热器、第二lng-氮气换热器、乙二醇-lng换热器、第一空气-氮气换热器、第二空气-氮气换热器、液态膨胀发电机、气液分离器、液态空气储罐、lng去冷箱阀及lng出冷箱阀；
14、空气液化储存单元工艺过程：打开lng去冷箱阀和lng出冷箱阀，一路lng至第一lng-氮气换热器将lng冷能传递给内部氮气，内部氮气在一氮气循环管路中通过氮气循环风机的作用下循环流动，内部氮气在第一空气-氮气换热器将冷量传递给来自第三级压缩热回收器空气出口来的压缩空气进行液化初冷；另一路lng至第二lng-氮气换热器将lng冷能传递给内部氮气，内部氮气在另外一个氮气循环管路中，通过氮气膨胀机和氮气压缩机的作用循环流动，内部氮气在氮气制冷单元的作用下形成-150℃~-155℃低温氮气，低温氮气进入至第二空气-氮气换热器对液化初冷的空气进一步液化深冷后至本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，包括LNG转输单元、空气液化储能单元、氮气制冷单元及液化空气释能发电单元；
2.根据权利要求1所述的一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述LNG转输单元包括LNG储罐、LNG升压泵及LNG海水气化器；
3.根据权利要求2所述的一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述空气液化储能单元包括空气压缩单元以及与空气压缩单元相连的空气液化储存单元；所述空气压缩单元用于对空气进行压缩、纯化处理，并回收压缩过程中的热量；所述空气液化储存单元用于对压缩后的空气进行冷却液化，并储存。
4.根据权利要求3所述的一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述空气压缩单元包括第一级空气压缩机、第二级空气压缩机、第三级空气压缩机、第一级压缩热回收器、第二级压缩热回收器、第三级压缩热回收器、纯化前空气冷却器、空气纯化器、乙二醇-LNG换热器、热水储罐、冷水储罐及冷水循环泵；
5.根据权利要求4所述的一种与LNG接收转输站联
6.根据权利要求5所述的一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述氮气制冷单元包括氮气压缩机、氮气膨胀机；
7.根据权利要求5所述的一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述液化空气释能发电单元包括液冷泵、ORC发电模块、第一级空气膨胀机、第二级空气膨胀机、第三级空气膨胀机、液化空气气化器、空气预热器、第一级膨胀再热器、第二级膨胀再热器、第三级膨胀再热器、热水循环泵；
8.根据权利要求7所述的一种与LNG接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述ORC发电模块包括ORC工质冷凝器、ORC工质增压泵、ORC工质蒸发器、ORC工质膨胀机、海水循环泵、海水去冷箱阀、海水出冷箱阀；
...【技术特征摘要】
1.一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，包括lng转输单元、空气液化储能单元、氮气制冷单元及液化空气释能发电单元；
2.根据权利要求1所述的一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述lng转输单元包括lng储罐、lng升压泵及lng海水气化器；
3.根据权利要求2所述的一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述空气液化储能单元包括空气压缩单元以及与空气压缩单元相连的空气液化储存单元；所述空气压缩单元用于对空气进行压缩、纯化处理，并回收压缩过程中的热量；所述空气液化储存单元用于对压缩后的空气进行冷却液化，并储存。
4.根据权利要求3所述的一种与lng接收转输站联合运行的新型储能发电系统，其特征在于，所述空气压缩单元包括第一级空气压缩机、第二级空气压缩机、第三级空气压缩机、第一级压缩热回收器、第二级压缩热回收器、第三级压缩热回收器、纯化前空气冷却器、空气纯化器、乙二醇-lng换热器、热水储罐、冷水储罐及冷水循环泵；
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡达清，罗海华，董益华，朱宝，何郁晟，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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