CN219492354U - 一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，所述空气压缩机将被压缩后的空气存储在储气库中，所述储气库中的压缩空气，所述储气库通过管道连接着气水换热器，所述气水换热器通过管路连接着汽气换热器，所述气水换热器通过管路连接油气换热器组，所述油气换热器组通过管道连接着透平膨胀机组，所述储气库与所述气水换热器之间的连接管道上设置有控制阀组，所述控制阀组包括电动关断阀、电动调节阀、安全阀，所述电动关断阀、电动调节阀、安全阀间隔设置。本实用新型通过耦合工业抽汽的压缩空气储能系统，能够在原蓄换热方案的基础上，进一步提升膨胀机入口的空气温度，从而提高了压缩空气储能电站的发电效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩空气储能技术领域，尤其涉及一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统。
背景技术
压缩空气储能是重要的储能形式，是抽水蓄能之后另外一项适合大规模电力储能的技术，除存储能量高之外，其还具有能量密度和功率密度高、运营成本低、使用寿命长等优点。压缩空气储能技术主要包括：传统压缩空气储能、绝热压缩空气储能、等温压缩空气储能、深冷压缩空气储能、超临界压缩空气储能等。本世纪以来，清洁型压缩空气储能技术成为主流发展趋势，其中先进绝热压缩空气储能是目前公认的最具市场开发应用前景的技术路线。以电能的存储为例，压缩空气储能系统主要可以分为储能和释能两个基本工作过程。储能时，电动机驱动压缩机从环境中吸取空气，将其压缩至高压状态并存入储气库，电能在该过程中转化为压缩空气的内能；释能时，储气装置中存储的压缩空气进入空气透平中膨胀做功发电，压缩空气中蕴含的内能和势能重新转化为电能。
绝热式压缩空气储能通过采取良好的保温隔热措施，尽量降低压缩机与环境的换热而减少热量耗散，可以最大限度地接近绝热压缩过程。同时，通过提升压缩机单级压缩比可以获得较高温度的压缩空气和较高品位的压缩热能，并存储起来。释能过程中，储存的压缩热能可用于加热透平膨胀机入口空气，实现无需补充燃料的非补燃压缩空气储能。绝热式压缩空气储能系统压缩机排气温度可达600℃以上，可以提高系统的储能效率，然而，高温压缩机内部的密封结构和润滑结构目前均存在重大技术瓶颈，固体式填充床易存在温度梯度和换热不均。因此，在当前的设备技术和工艺水平条件下，高温绝热压缩空气储能系统难以实现工程应用；且绝热式压缩空气储能的压缩子系统和膨胀发电子系统的效率主要受限压缩机和膨胀机的技术水平，提升空间有限，储换热子系统的效率提升对系统整体效率的影响较明显；
鉴于上述因素，特别设计一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，充分利用外部汽源的热量，通过加热膨胀机进气，提升进气温度，提高系统效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，本实用新型提高了压缩空气在发电过程的效率，同时提高了工业抽汽汽源发电厂的机组售热量，增加发电厂收益。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，包括空气压缩机，所述空气压缩机将空气压缩后存储在储气库中，所述储气库通过管道连接着气水换热器，所述气水换热器通过管路连接着汽气换热器；
所述气水换热器通过管路连接油气换热器组，所述油气换热器组通过管道连接着透平膨胀机组。
所述储气库与所述气水换热器之间的连接管道上设置有控制阀组。
进一步地，所述控制阀组包括电动关断阀、电动调节阀、安全阀，所述电动关断阀、电动调节阀、安全阀间隔设置。
进一步地，所述透平膨胀机组设置三级，所述油气换热器组设置三组，且三级所述透平膨胀机组分别连接着各级所述油气换热器组。
进一步地，所述透平膨胀机组设置的三级，由左至右分别为第一级透平膨胀机、第二级透平膨胀机、第三级透平膨胀机；
所述第一级透平膨胀机做功后的排气进入第二级透平膨胀机做功，所述第二级透平膨胀机做功后的排气进入第三级透平膨胀机做功，所述第三级透平膨胀机做功后的排气排入大气。
进一步地，所述气水换热器后设置旁路管道接入汽气换热器，所述汽气换热器与外部工业抽汽源进行换热，且旁路管道上设置有切换阀。
进一步地，所述经工业抽汽加热后的空气经油气换热器组加热后，进入透平膨胀机组中进行膨胀做功。
进一步地，所述透平膨胀机组与发电机连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的换热介质包含热水、水蒸气、导热油，充分实现不同品质热量的梯级利用，更有效的提高换热效率；
本实用新型新增的设备及管道、阀门等附件成本较低，方案可根据实际参数灵活设置，可实施性高；
本实用新型通过耦合工业抽汽的压缩空气储能系统，能够在原蓄换热方案的基础上，进一步提升膨胀机入口的空气温度，从而提高了压缩空气储能的发电效率；
本实用新型提高了工业抽汽汽源发电厂的机组售热量，增加发电厂收益。
附图说明
图1为本实用新型系统示意图；
图2为本实用新型油气换热器组示意图；
图3为本实用新型透平膨胀机组示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1-3所示，一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，包括空气压缩机A，所述空气压缩机A将空气压缩后存储在储气库1中，所述储气库1通过管道连接着气水换热器5，所述气水换热器5后设置旁路管道接入汽气换热器6，所述汽气换热器6中的空气与外部工业抽汽9进行换热，且旁路管道上设置有切换阀，所述气水换热器5通过管路连接着汽气换热器6；
所述气水换热器5通过管路连接油气换热器组7，所述油气换热器组7通过管道连接着透平膨胀机组8。
所述储气库1与所述气水换热器5之间的连接管道上设置有控制阀组；
所述透平膨胀机组8与发电机10连接。
所述透平膨胀机组8设置三级，所述油气换热器组7设置三组，且三级所述透平膨胀机组8分别连接着各级所述油气换热器组7。
所述透平膨胀机组8设置的三级，由左至右分别为第一级透平膨胀机、第二级透平膨胀机、第三级透平膨胀机；
所述第一级透平膨胀机做功后的排气进入第二级透平膨胀机做功，所述第二级透平膨胀机做功后的排气进入第三级透平膨胀机做功，所述第三级透平膨胀机做功后的排气排入大气。
被压缩后的空气存储在储气库中，发电时，储气库中的空气经过电动关断阀、电动调节阀、安全阀等控制阀门组，经气水换热器加热空气，在气水加热器后设置旁路管道接入汽气换热器，与外部工业抽汽进行换热，进一步提升空气温度，同时旁路管道上设置有切换阀，保证外部汽源无法正常供应时及时切断旁路以及检修需求。经工业抽汽加热后的空气再经油气换热器加热后，进入膨胀机进行膨胀做功。膨胀机组共设置三级，各级直接均设置油气换热器，加热上一级做功后的排气；
通过耦合工业抽汽的压缩空气储能系统，能够在原蓄换热方案的基础上，进一步提升膨胀机入口的空气温度，从而提高了压缩空气储能的发电效率；
本实用新型的换热介质包含热水、水蒸气、导热油，充分实现不同品质热量的梯级利用，更有效的提高换热效率；
根据外部汽源的供应状况，灵活调节气汽换热器的流量，分利用外部汽源的热量，通过加热膨胀机进气，提升进气温度，提高系统效率。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，包括外置空气压缩机(A)，其特征在于：所述空气压缩机(A)将空气压缩后存储在储气库(1)中，所述储气库(1)通过管道连接着气水换热器(5)，所述气水换热器(5)通过管路连接着汽气换热器(6)；
所述气水换热器(5)通过管路连接油气换热器组(7)，所述油气换热器组(7)通过管道连接着透平膨胀机组(8)；
所述储气库(1)与所述气水换热器(5)之间的连接管道上设置有控制阀组。
2.根据权利要求1所述的一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，其特征在于：所述控制阀组包括电动关断阀(2)、电动调节阀(3)、安全阀(4)，所述电动关断阀(2)、电动调节阀(3)、安全阀(4)间隔设置。
3.根据权利要求1所述的一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，其特征在于：所述透平膨胀机组(8)设置三级，所述油气换热器组(7)设置三组，且三级所述透平膨胀机组(8)分别连接着各级所述油气换热器组(7)。
4.根据权利要求1所述的一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，其特征在于：所述透平膨胀机组(8)设置的三级，由左至右分别为第一级透平膨胀机、第二级透平膨胀机、第三级透平膨胀机；
所述第一级透平膨胀机做功后的排气进入第二级透平膨胀机，所述第二级透平膨胀机加热所述第一级透平膨胀机做功后的排气，所述第三级透平膨胀机加热所述第二级透平膨胀机做功后的排气。
5.根据权利要求1所述的一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，其特征在于：所述气水换热器(5)后设置旁路管道接入汽气换热器(6)，所述汽气换热器(6)与外部工业抽汽源(9)进行换热，且旁路管道上设置有切换阀。
6.根据权利要求1所述的一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，其特征在于：所述气水换热器(5)出口空气经旁路管道进入汽气换热器(6)，通过工业抽汽加热后的空气经油气换热器组(7)加热后，进入透平膨胀机组(8)中进行膨胀做功。
7.根据权利要求1所述的一种耦合工业抽汽提高压缩空气储能电站效率的系统，其特征在于：所述透平膨胀机组(8)与发电机(10)连接。
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