[发明专利]一种先进液化压缩空气储能调峰系统及方法

说明书

本发明公开了一种先进液化压缩空气储能调峰系统及方法，包括压缩蓄热系统、制冷液化及储能系统及升温膨胀发电系统；压缩储热系统中冷凝器的出口与制冷液化及储能系统中蓄冷罐的放热侧入口相连通，制冷液化及储能系统中蓄冷罐顶部的气体出口与压缩储热系统的入口相连通，压缩储热系统中蓄热罐的出口与升温膨胀发电系统的入口相连通，制冷液化及储能系统中蓄冷罐的吸热侧出口与升温膨胀发电系统的入口相连通，该系统及方法能够满足电源侧储能及深度调峰的要求，且具有安全性、经济性较高的特点。

技术领域

本发明属于电源侧深度调峰及压缩空气储能领域，涉及一种先进液化压缩空气储能调峰系统及方法。

背景技术

为应对全球气候变化，必须大力推进火电机组节能减排和新能源高速发展。而大量“阴晴不定”的新能源电量并网将迫使以火电机组发电为主的基础能源电力全面参与深度调峰。针对火电机组发展模式的转变，国家及各地方政府相继出台了电源侧深度调峰电价补贴政策，大大提升了电源侧进行机组深度调峰积极性。而目前参与深度调峰的电源长时间偏离设计值运行，造成机组安全性、经济性下降。从采取的技术和改造的实践来看，改造后的机组不同程度地存在锅炉低负荷燃烧不稳和水动力循环的安全性问题、脱硝装置全负荷投入和汽轮机低负荷冷却问题、长期低负荷和快速变负荷时控制系统的灵活性问题、设备运行周期和寿命衰减的问题以及供热机组热电解耦等问题。

目前，国内外对电源侧深度调峰研究工作十分活跃，同时火电机组灵活性技术大体可以分为二大类：一是锅炉侧低负荷稳燃及汽轮机侧低压缸切除技术(锅炉和汽轮机长期处于极低负荷运行及高低负荷频繁切换，设备安全性及经济性较差)；二是火电机组耦合热水罐及电级锅炉储热技术(仅适用于冬季供暖期，且利用高品位电能加热供暖水，经济性较差)。而电源侧压缩空气储能技术是目前最有前途的深度调峰技术之一，它利用电源侧储能深度调峰过程中过剩的电量压缩空气储能，大大提高了电源侧灵活性，达到经济高效节能的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种先进液化压缩空气储能调峰系统及方法，该系统及方法能够满足电源侧储能及深度调峰的要求，且具有安全性、经济性较高的特点。

为达到上述目的，本发明所述的先进液化压缩空气储能调峰系统包括压缩蓄热系统、制冷液化及储能系统及升温膨胀发电系统；

压缩储热系统中冷凝器的出口与制冷液化及储能系统中蓄冷罐的放热侧入口相连通，制冷液化及储能系统中蓄冷罐顶部的气体出口与压缩储热系统的入口相连通，压缩储热系统中蓄热罐的出口与升温膨胀发电系统的入口相连通，制冷液化及储能系统中蓄冷罐的吸热侧出口与升温膨胀发电系统的入口相连通。

压缩蓄热系统包含一级压缩机、二级压缩机、三级压缩机、四级压缩机、冷凝器及蓄热罐；

一级压缩机的出口与二级压缩机的入口及蓄热罐的入口相连通，二级压缩机的出口与三级压缩机的入口及蓄热罐的入口相连通，三级压缩机的出口与四级压缩机的入口及蓄热罐的入口相连通，四级压缩机的出口与冷凝器的放热侧入口相连通，冷凝器的放热侧出口与制冷液化及储能系统中蓄冷罐的放热侧入口相连通，蓄热罐的出口与升温膨胀发电系统的入口相连通。

制冷液化及储能系统包含蓄冷罐、膨胀机、气液分离器及低温储存罐；

蓄冷罐的放热侧出口与膨胀机的入口相连通，膨胀机的出口与气液分离器的入口连通，气液分离器的液体出口与低温储存罐的入口相连通，气液分离器的气体出口经过蓄冷罐与一级压缩机的入口相连通，低温储存罐的出口经低温液泵与蓄冷罐的吸热侧入口相连通。

低温储存罐的出口经低温液泵与蓄冷罐的吸热侧入口相连通。

升温膨胀发电系统包括低压缸、加热器、一级膨胀机、二级膨胀机及三级膨胀机；