[发明专利]一种热电联产压缩空气储能联合循环发电系统及方法

说明书

本发明提出了一种热电联产压缩空气储能联合循环发电系统及方法，所述热电联产压缩空气储能联合循环发电系统包括热电联产背压发电机组和压缩空气储能发电机组，所述热电联产背压发电机组包括沿着汽水流向依次连接的加热器、除氧器、给水泵、能量转换器和背压式汽轮发电机，所述背压式汽轮发电机设有排汽主路连接热用户；压缩空气储能发电机组包括按介质流向依次连接的小汽轮机、空气压缩机、冷却器、储气空间、换热器和膨胀发电机。优点是，热用户用汽量和小汽轮机用汽量互补，在维持背压式汽轮发电机排汽量的稳定时，保证其出力不再受热负荷变化的影响；小汽轮机直接驱动空气压缩机，减少了能量转换的过程，提高了小汽轮机驱动空气压缩机的效率。

技术领域

本发明涉及供热与发电技术领域，具体涉及一种热电联产压缩空气储能联合循环发电系统及方法。

背景技术

背压式发电机组是一种以热电联合生产方式运行的机组，其取消了凝汽器的冷源损失，在众多汽轮发电机组中，其热力循环效率是最高的。背压式发电机组具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。背压式发电机组的建设是提高能源利用率的重要措施，是集中供热的重要组成部分，也是提高生活质量的公益性基础设施。背压式发电机组存在下述缺点：其对负荷变化的适应性差，机组发电量受制于热负荷变化。当热负荷低时，机组负荷随之降低，同时效率下降，从而使经济效益降低。

压缩空气储能发电技术，是一种高密度、长寿命、高效率、布置灵活的物理储能技术，能增加机组的调峰能力，并提高供电的可靠性。压缩空气储能发电工艺系统包括空气压缩系统、储热系统、储气系统和膨胀发电系统4个系统。在储能过程中，空气压缩系统、储热系统、储气系统工作，利用电能将空气压缩至高压，并储存在压缩空气罐中，压缩过程中产生的压缩热用于加热导热油和水，升温后的导热油和水分别储存在高温储热罐和高温水箱中。在发电过程中，储气系统、储热系统和膨胀发电系统工作，高温储罐中的导热油和水加热高压空气，利用高压空气进行膨胀发电，降温后的导热油储存在低温储罐中。压缩空气储能发电存在下述缺点：需要大量的高温/低温储热罐，储热系统过于复杂，且储热过程中不可避免有散热损失，储热时间越长散热损失越大。

综上所述，急需一种热电联产压缩空气储能联合循环发电系统及方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种热电联产压缩空气储能联合循环发电系统及方法，解决了背压机组发电量受制于热负荷变化的问题，并简化了压缩空气储能发电技术中的储热系统，具体技术方案如下：

一种热电联产压缩空气储能联合循环发电系统，包括热电联产背压发电机组和压缩空气储能发电机组，所述热电联产背压发电机组包括沿着汽水流向依次连接的加热器、除氧器、给水泵、能量转换器和背压式汽轮发电机，所述背压式汽轮发电机设有主路连接热用户；压缩空气储能发电机组包括按介质流向依次连接的小汽轮机、空气压缩机、冷却器、储气空间、换热器和膨胀发电机；

其中，所述背压式汽轮发电机设有一条排汽支路连接小汽轮机；

所述冷却器设有一条支路连接加热器。

优选的，背压式汽轮发电机还设有一条排汽支路连接除氧器。

优选的，所述小汽轮机设有一条排汽支路连接凝汽器，所述凝汽器连接凝结水泵，所述凝结水泵连接所述除氧器。

优选的，所述空气压缩机上设有用于净化大气的空气过滤器。

优选的，所述储气空间为储气罐或者储气洞穴。

优选的，所述冷却器内设有用于冷却压缩空气的除盐水。

优选的，所述加热器为轴封加热器。

优选的，所述能量转换器为锅炉。

另外，本发明还提出了一种热电联产压缩空气储能联合循环发电方法，应用如上述的热电联产压缩空气储能联合循环发电系统，具体如下：