[发明专利]一种联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统和方法

说明书

本发明公开了一种联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统及方法，其中，联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统包括：燃气轮机发电系统适于将化学能转化为电能，且燃气轮机发电系统适于与电网电连接；余热回收系统包括余热锅炉，余热锅炉与燃气轮机发电系统的烟气出口连通；补燃系统包括补燃器，补燃器设置余热锅炉内，且补燃器适于与合成气源连通；储能系统包括压缩机组、第一储气件以及第一发电机组，压缩机组产生的压缩空气依次经过第一储气件和余热锅炉后输入第一发电机组，且第一发电机组适于与电网电连接。通过补燃器提高余热锅炉内的烟气能量，使得第一发电机组产生的电量提高，从而拓宽了压缩空气的调峰范围。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统和方法。

背景技术

随着可再生能源的大规模并网发电以及用电端的实时变化，对电网发电侧的调峰要求越来越高，建设大规模储能装置，是平抑可再生能源发电波动性、提高电力系统运行可靠性的有效手段；发展较为成熟的储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气蓄能、电化学蓄能等，抽水蓄能效率较高，但地理条件要求苛刻；电化学蓄能存在寿命短、工业污染等问题；而压缩空气储能技术具有寿命长、环境污染小、运行维护费用低等特点。

现有一种压缩空气与燃气蒸汽循环的调峰系统，包括燃气轮机发电单元、压缩空气储能单元、余热锅炉发电单元以及换热单元，燃气轮机发电单元的入口接入压缩空气和燃气，燃气轮机发电单元的烟气出口连通余热锅炉发电单元的烟气入口以及换热单元，换热单元连通余热锅炉发电单元；压缩空气储能单元包括依次连通的压缩机组、储气容器以及膨胀发电机组，压缩机组的排气口与储气容器之间设置吸热单元，储气容器的出气口经换热单元连通膨胀发电机组的工质入口；将燃气轮机与热量利用率较高的压缩气体吸热膨胀过程耦合，从而实现压缩空气的调峰功能。

但是，上述的压缩空气与燃气蒸汽循环的调峰系统，当燃气轮机以低负载运行时，产生的烟气量少，导致经由余热锅炉后输入膨胀发电机机组的压缩空气温度和压力降低，从而使得产生的电量偏低，进而导致压缩空气调峰范围降低。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于当燃气轮机以低负载运行时，产生的烟气量浓度少，导致经由余热锅炉后输入膨胀发电机机组的压缩空气温度和压力降低，从而使得产生的电量偏低，进而导致压缩空气调峰范围降低。

为此，本发明提供一种联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统，其特征在于，包括：

燃气轮机发电系统，所述燃气轮机发电系统适于将化学能转化为电能，且所述燃气轮机发电系统适于与电网电连接；

余热回收系统，所述余热回收系统包括余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃气轮机发电系统的烟气出口连通；

补燃系统，所述补燃系统包括补燃器，所述补燃器设置在所述余热锅炉内，且所述补燃器适于与合成气源连通；

储能系统，所述储能系统包括压缩机组、第一储气件以及第一发电机组，所述压缩机组适于与所述电网电连接，所述压缩机组产生的压缩空气适于依次经过所述第一储气件和所述余热锅炉后输入所述第一发电机组，且所述第一发电机组适于与所述电网电连接。

可选地，上述的联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统，所述合成气源为气化炉，所述气化炉产生的合成气适于依次经过过滤件和第一开关件后输入所述补燃器内。

可选地，上述的联合循环耦合压缩空气和合成气补燃调峰系统，所述储能系统还包括导热罐，其设置在所述压缩机组与所述第一储气件之间，所述压缩机组产生的压缩空气适于经过所述导热罐后输入所述第一储气件内，将过滤件内的合成气输入所述导热罐与其换热，再将所述导热罐内的合成气经由所述第一开关件输入所述补燃器内。