与火电机组耦合的液体活塞式等温压缩空气储能系统及运行方法技术方案

技术编号:46063700 阅读:11 留言:0更新日期:2025-08-11 15:50
本发明专利技术提供了一种与火电机组耦合的液体活塞式等温压缩空气储能系统及运行方法,该系统采用液体活塞等温压缩技术,将压缩空气储能装置与火电机组锅炉给水、凝结水和排烟系统进行热力耦合;压缩阶段,通过液体活塞装置在水‑气直接换热环境中对空气进行近等温压缩,压缩过程中产生的热量被火电机组的低温热源回收,用于预热锅炉给水和加热凝结水。释能阶段,从储气罐释放的高压空气在膨胀前利用锅炉尾部烟气进行加热,提高空气膨胀温度,随后驱动膨胀机发电,实现与火电机组热力系统的深度协同。耦合系统配置有智能控制装置,根据机组负荷和电网调度指令自动切换压缩储能或膨胀发电模式,在削峰填谷的同时提升火电机组的运行灵活性和热电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于储能技术与火力发电灵活调节,特别涉及一种与火电机组耦合的液体活塞式等温压缩空气储能系统及运行方法,用于提升火电机组的调峰能力和能源利用效率。


技术介绍

1、随着可再生能源发电并网规模的不断扩大,电力系统对火力发电机组的调峰、调频能力提出了更高要求。然而,传统火电机组由于其大惯性和运行约束,在深度调峰时存在启停频繁、效率降低和设备寿命受损等问题。为了满足电网负荷的波动和平衡需求,亟需一种能够与火电机组协同运行的储能技术来实现削峰填谷和提升机组运行灵活性。压缩空气储能是一种具有大规模、长时储能潜力的物理储能方式。

2、等温压缩空气储能技术是近年来研究的热点,其特点是在压缩和膨胀过程中尽可能维持气体温度恒定,从而最大程度地减少热能损失,提高储能回路的效率。

3、然而,目前尚缺乏一种将高效压缩空气储能与火电机组深度耦合的方案,既充分利用压缩空气储能的电-热转化特性,又借助火电机组的余热系统提高储能循环的效率和机组整体经济性。综上,现有技术存在以下不足:传统caes效率较低或需要化石燃料助燃,先进aa-caes系统复杂昂贵;单纯本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种与火电机组耦合的液体活塞式等温压缩空气储能系统,其特征在于,包括液体活塞式压缩空气储能装置和火电机组热力系统,两者通过管路和换热装置相耦合;液体活塞式压缩空气储能装置包括液体活塞装置(1)、气泵(2)、液压泵(3)、高压储气罐(4)、流量阀(5)、烟气换热器(6)、膨胀机(7)、发电机(8)、储水罐(9)和控制器(10);

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,储能阶段,气泵(2)吸入大气压缩空气,经液体活塞装置(1)内净化水的直接加压,实现近等温压缩,压缩热随液体进入储水罐(9);释能阶段,高压空气经烟气换热器(6)吸收锅炉(11)尾部烟气热量升温后驱动膨胀机(...

【技术特征摘要】

1.一种与火电机组耦合的液体活塞式等温压缩空气储能系统,其特征在于,包括液体活塞式压缩空气储能装置和火电机组热力系统,两者通过管路和换热装置相耦合;液体活塞式压缩空气储能装置包括液体活塞装置(1)、气泵(2)、液压泵(3)、高压储气罐(4)、流量阀(5)、烟气换热器(6)、膨胀机(7)、发电机(8)、储水罐(9)和控制器(10);

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,储能阶段,气泵(2)吸入大气压缩空气,经液体活塞装置(1)内净化水的直接加压,实现近等温压缩,压缩热随液体进入储水罐(9);释能阶段,高压空气经烟气换热器(6)吸收锅炉(11)尾部烟气热量升温后驱动膨胀机(7)发电,同时储水罐(9)中的热水供给给水加热器(12)和凝结水加热器(13),从而实现热-气双通道的深度协同运行。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述液体活塞装置(1)为带有上下通路的立式筒状容器,其顶部设置气泵(2)连接的进气管道,底部连接液压泵(3)与储水罐(9)的净化水循环管路;空气经气泵(2)送入液体活塞装置(1)内后,被自下而上的净化水推升压缩,实现水-气直接换热,压缩过程保持空气温度接近常温或预设控制温度,显...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔光明都劲松舒进张宇博曹浩军葛军张斐马国荣贾永刚张茜赵朝成赵永亮刘明
申请(专利权)人:西安热工研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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