[实用新型]一种与燃煤发电机组集成的压缩空气储能系统

说明书

本实用新型涉及一种与燃煤发电机组集成的压缩空气储能系统，所述系统是将压缩空气储能系统和燃煤电站系统有机地结合在一起，形成集发电、储能、调峰功能的一体化能源系统。系统储能阶段：利用电网中的盈余电能将常压空气经空气压缩机转化为高压空气，储存在储气室内；利用空气冷却器组中收集的压缩热，分级加热燃煤发电机组回热系统中的部分凝结水，向锅炉提供给水；系统释能阶段：释放储气室中的高压空气，抽取部分锅炉给水进入空气加热器组热端，高压空气经过空气加热器组加热后，驱动空气透平做功，与汽轮发电机组一起输出电能。本实用新型不仅能有效提升燃煤机组的调峰能力和响应速度，还能简化压缩空气储能系统的相关设备，减小系统初投资。

技术领域

本实用新型属于能量储存、节能技术领域，特别涉及一种压缩空气储能发电系统，具体涉及一种与燃煤发电机组集成的压缩空气储能系统。

背景技术

随着国民经济的持续增长，中国电力工业发展迅速，已经逐步形成了以煤炭为主体，电力为中心，石油、天然气及可再生能源全面发展的能源供应格局。在中国电力事业取得较大成就的同时，电网负荷峰谷差逐年加大、调峰能力不足等问题一直制约着电力工业的发展。当前，我国主要是通过燃煤发电机组频繁调整发电功率来进行电网调峰。这种调峰方式不仅缺乏经济性和高效性，同时也不利于机组安全稳定地运行。

大规模储能技术可以将用电低谷时电网中多余电能储存起来，在电网用电高峰时再将存储的电能以合理的方式释放出来，从而达到削峰填谷的目的。压缩空气储能对地理条件无特殊要求，储存容量和响应速度与抽水蓄能电站相当，使用寿命长，单位储能成本低，是一种具有推广应用前景的大规模储能技术。

将燃煤发电机组与压缩空气储能系统有机地结合起来，一方面提升了燃煤发电机组的调峰能力和响应速度，保障了机组运行的安全与稳定，另一方面也优化了压缩空气储能系统的冷热罐系统的不足，减少了占地面积和初投资，实现了集成系统的能量梯级利用。

实用新型内容

针对现有燃煤发电机组调峰能力不足，以及优化绝热压缩空气储能系统蓄热设备，同时针对电网中大量可再生能源无处消纳的问题，本实用新型的提供了一种与燃煤发电机组集成的压缩空气储能系统，将燃煤发电机组给水回热系统与压缩空气储能系统耦合，增强了燃煤发电机组对于负荷变化的适应与反应能力。用电低谷时，将过剩电能以高压空气的形式储存在储气室中，用电高峰时，释放高压空气驱动空气透平做功，提升耦合系统的电能输出。同时，通过热量流之间的耦合，摆脱压缩空气储能系统对于冷热罐的限制，减少了初投资和设备占地。此外，本实用新型还优化了综合系统的能源结构，实现了能量的梯级利用。

本实用新型为实现其技术目的所采取的技术方案为：

一种与燃煤发电机组集成的压缩空气储能系统，其特征在于，所述与燃煤发电机组集成的压缩空气储能系统包括2个子系统：压缩空气储能系统、燃煤电站系统；其中，

所述压缩空气储能系统由压缩空气储能子系统和释能子系统串联组成，其中电动机与空气压缩机同轴连接，空气压缩机与一级空气冷却器和二级空气冷却器相连；一级空气冷却器冷端进口与燃煤电站系统给水回热管道①处连接，冷端出口与给水回热管道②处连接，二级空气冷却器冷端进口与燃煤电站系统给水回热管道③处连接，二级空气冷却器冷端出口与给水回热管道④处连接；二级空气冷却器空气出口管道与储气室之间设置1#减压阀，组成压缩空气储能子系统；储气室出口设置2#减压阀，并串联一级空气加热器和二级空气加热器，一级空气加热器热端进口与燃煤电站系统给水回热管道⑦处连接，一级空气加热器热端出口经1#动力泵与给水回热管道⑧处连接，二级空气加热器热端进口与燃煤电站系统给水回热管道⑤处连接，二级空气加热器热端出口经2#动力泵与给水回热管道⑥处连接；二级空气加热器冷端出口与空气透平入口相连，空气透平的排气口直接与大气环境相连，空气透平驱动储能系统发电机产生电能，组成压缩空气释能子系统。