CN113090508B - 一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法 - Google Patents
一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113090508B CN113090508B CN202110373239.3A CN202110373239A CN113090508B CN 113090508 B CN113090508 B CN 113090508B CN 202110373239 A CN202110373239 A CN 202110373239A CN 113090508 B CN113090508 B CN 113090508B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- air
- low
- heat exchanger
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 67
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002026 carminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
- F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/06—Cooling; Heating; Prevention of freezing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
本发明公开一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法，低压压缩机与低温换热器连接，低温换热器与高压压缩机连接，高压压缩机与分离器连接；分离器的出口分为两路，一路与高温加热器连接，另一路与高温换热器连接；高温换热器与膨胀机连接，膨胀机与低温加热器连接，低温加热器与精馏塔连接，精馏塔的液氧出口与冷却器连接，冷却器与循环泵连接，循环泵与低温加热器连接，低温加热器还与低温换热器连接，低温换热器与高温换热器连接，高温换热器与高温加热器连接，高温加热器与空气储存罐连接，空气储存罐出口设有截止阀并与膨胀机的入口连接。本发明能够满足火电厂机组灵活深度调峰的要求，提高了***效率，降低发电煤耗，具有良好得经济效益。
Description
技术领域
本发明属于火电机组深度调峰领域，涉及一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法。
背景技术
目前参与深度调峰的机组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稳燃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***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。因此亟需一种能够技术来满足火电机组耦合储能适应灵活性深度调峰需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法，本发明能够满足火电厂机组灵活深度调峰的要求。
本发明采用的技术方案如下：
一种空分制氧耦合压缩空气储能***，包括低压压缩机、低温换热器、高压压缩机、分离器、高温换热器、膨胀机、低温加热器、精馏塔、冷却器、循环泵、高温加热器和空气储存罐；
低压压缩机的出口与低温换热器的热进口连接，低温换热器的热出口与高压压缩机的入口连接，高压压缩机的出口与分离器的入口连接；分离器的出口分为两路，一路与高温加热器的热入口连接，另一路与高温换热器的热进口连接；高温换热器的热出口与膨胀机的入口连接，膨胀机的出口与低温加热器的入口连接，低温加热器的出口与精馏塔入口连接，精馏塔的液氧出口与冷却器的冷进口连接，冷却器的热出口与循环泵连接，循环泵的出口与低温加热器的入口连接，低温加热器出口还与低温换热器的冷进口连接，低温换热器的冷出口与高温换热器的冷进口连接，高温换热器的冷出口与高温加热器的冷入口连接，高温加热器的出口与空气储存罐的入口连接，空气储存罐的出口设有截止阀并与膨胀机的入口连接。
优选的，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***还包括汽轮机，冷却器的热进口与汽轮机排气口连接。
优选的，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***还包括燃煤锅炉，冷却器的冷出口与燃煤锅炉一次风入口连接。
优选的，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***还包括除氧器，高温加热器的冷出口与除氧器的入口连接。
优选的，空气储存罐采用可控活塞式空气储存罐，可控活塞式空气储存罐包括罐体和调压活塞，调压活塞的一段位于罐体内，调压活塞的另一端向外伸出于罐体，罐体在调压活塞的一侧设有空气入口和空气出口，空气入口与高温加热器连接，空气出口与膨胀机的入口连接。
优选的，低温换热器采用低温管壳式换热器。
优选的，高温换热器采用高温管壳式换热器。
本发明还提供了一种调峰方法，该调峰方法通过本发明如上所述的空分制氧耦合压缩空气储能***实施，包括如下过程：
当火电机组发电量过剩或新能源电需要消纳时，所述的空分制氧耦合压缩空气储能***利用火电机组发的电或新能源电进行通电运转，其中，空气经低压压缩机进行压缩，经低压压缩机压缩后的空气流经低温换热器进行换热降温，经低温换热器换热降温后的空气流经高压压缩机压缩，经高压压缩机压缩压缩后的空气流经分离器后分为两路，一路流经高温加热器后使空气降温，从高温加热器流出的空气进入空气储存罐内储存；另一路流经高温换热器进行换热，经高温换热器换热后的空气流经膨胀机做功，然后流经低温加热器换热，经低温加热器换热后的空气进入精馏塔分离，精馏塔分离分馏出液氧，精馏塔分离分馏出液氧通过冷却器转换成气态氧，冷却器转换得到的气态氧用于燃烧；
冷却器在换热时形成液体水，形成的液态水经过循环泵加压送入到低温加热器换热升温，换热后的水流入低温换热器进行换热升温，经低温换热器换热升温后的水再流经高温换热器进行换热升温，经高温换热器换热升温的水流经高温加热器进行加热，将经高温加热器加热的水进行利用；
当电量需求量大时，火电机组发的电或新能源电停止向所述空分制氧耦合压缩空气储能***供电，打开截止阀，空气储存罐内储存的空气流经膨胀机做功，膨胀机排出的空气流经低温加热器降温，然后进入精馏塔分离，精馏塔分离分馏出液氧，精馏塔分离分馏出的液氧通过冷却器转换成气态氧，冷却器转换得到的气态氧用于燃烧。
优选的，冷却器转换得到的气态氧送入到燃煤锅炉一次风内进行富氧燃烧。
优选的，经高温加热器加热的水送入除氧器，供除氧器除氧使用。
优选的，经低压压缩机压缩后的空气压强为1.3-1.7MPa，温度为420-430℃；经低温换热器换热降温后的空气压力为1.3-1.7MPa，温度为223-233℃；经高压压缩机压缩压缩后的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为551-561℃；流经高温加热器的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为190-200℃；经高温换热器换热后的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为345-355℃；膨胀机做功后的空气压力为0.05-0.09MPa，温度为80-90℃；经低温加热器换热后的空气压力为0.05-0.09MPa，温度为25-35℃；精馏塔分离分馏出液氧的温度为-172~-182℃；冷却器转换得到的气态氧温度为15±5℃；经低温加热器换热后的水温度为40-50℃；经低温换热器换热升温后的水温度为100-110℃；经高温换热器换热升温的水温度为125-135℃；经高温换热器换热升温的水流经高温加热器后温度为155-165℃；空气储存罐内储存的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为190-200℃。
本发明具有如下有益效果：
本发明空分制氧耦合压缩空气储能***中的低压压缩机、高压压缩机、膨胀机和精馏塔构成了空分***，低压压缩机、高压压缩机、分离器、高温加热器和空气储存罐构成了压缩空气储能***，冷却器、循环泵、低温加热器、低温换热器、高温换热器和高温加热器构成了回热***，本发明利用上述构成的空分***、压缩空气储能***和回热***，能够在机组需要进行深度调峰时，将部分发电量通过空分***消纳，一方面利用空分***能够对空气进行分离，得到产生实用价值高的氧气，得到的氧气可送入锅炉进行富氧燃烧，提高锅炉效率，减少污染物排放，减少碳排放，整体经济效益较；另一方面将部分中温中压得空气进行储能，将空气存储于空气储存罐中。当机组需要发电量时，可控制空分***停止工作，此时可将空气储存罐储存的空气送入到膨胀机做功后进入精馏塔内制氧，保证了锅炉富氧燃烧。本发明的整套***在各个环接产生的高品位热量被汽轮机排气以及汽轮机回热***充分利用，减少汽轮机抽气量，提高了***效率，降低发电煤耗，具有良好得经济效益。
进一步的，冷却器的热进口与汽轮机排气口连接，能够使冷却器利用汽轮机排气进行换热，使得液态的氧被加热气化，便于燃烧利用，同时能够降低汽轮机排气的温度，并将汽轮机排气中的水液化析出并进行利用。
进一步的，冷却器的冷出口与燃煤锅炉一次风入口连接，能够用于燃煤锅炉一次风内的富氧燃烧，能够充分利用所分离的氧气。
进一步的，高温加热器的冷出口与除氧器的冷入口连接，高温加热器经换热作用后，高温加热器冷出口流出的高水温能够用于除氧器，实现了热能的高效利用。
附图说明
图1为本发明空分制氧耦合压缩空气储能***的结构示意图；
图2为本发明所采用的可控活塞式空气储存罐的纵剖结构示意图。
其中，1为低压压缩机、2为低温管壳式换热器、3为高压压缩机、4为分离器、5为高温管壳式换热器、6为膨胀机、7为低温加热器、8为精馏塔、9为冷却器、10为循环泵、11为高温加热器、12为空气储存罐、13为截止阀，14-调压活塞，15-空气入口，16-空气出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。
参照图1，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***，包括低压压缩机1、低温换热器、高压压缩机3、分离器4、高温换热器、膨胀机6、低温加热器7、精馏塔8、冷却器9、循环泵10、高温加热器11和空气储存罐12；
低压压缩机1的出口与低温换热器的热进口连接，低温换热器的热出口与高压压缩机3的入口连接，高压压缩机3的出口与分离器4的入口连接；分离器4的出口分为两路，一路与高温加热器11的热入口连接，另一路与高温换热器的热进口连接；高温换热器的热出口与膨胀机6的入口连接，膨胀机6的出口与低温加热器7的入口连接，低温加热器7的出口与精馏塔8入口连接，精馏塔8的液氧出口与冷却器9的冷进口连接，冷却器9的热出口与循环泵10连接，循环泵10的出口与低温加热器7的入口连接，低温加热器7出口还与低温换热器的冷进口连接，低温换热器的冷出口与高温换热器的冷进口连接，高温换热器的冷出口与高温加热器11的冷入口连接，高温加热器11的出口与空气储存罐12的入口连接，空气储存罐12的出口设有截止阀13并与膨胀机6的入口连接。
作为本发明优选的实施方案，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***还包括汽轮机，冷却器9的热进口与汽轮机排气口连接。
作为本发明优选的实施方案，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***还包括燃煤锅炉，冷却器9的冷出口与燃煤锅炉一次风入口连接。
作为本发明优选的实施方案，本发明空分制氧耦合压缩空气储能***还包括除氧器，高温加热器11的冷出口与除氧器的入口连接。
作为本发明优选的实施方案，空气储存罐12采用可控活塞式空气储存罐，可控活塞式空气储存罐包括罐体和调压活塞14，调压活塞14的一段位于罐体内，调压活塞14的另一端向外伸出于罐体，罐体在调压活塞14的一侧设有空气入口15和空气出口16，空气入口15与高温加热器11连接，空气出口16与膨胀机6的入口连接。其中，利用调压活塞14能够使得进气和排气压力比较稳定，因此在电量需求量大时，空气储存罐12能够稳定的向膨胀机6送入空气进行做功，保证了***的稳定性，保证了储能效率及锅炉富氧燃烧。
作为本发明优选的实施方案，低温换热器采用低温管壳式换热器。高温换热器采用高温管壳式换热器。
名词解释，本发明中的热进口指的是热介质进口，热出口指的是热介质经过换热以后出口，冷进口指的是冷源进口，冷出口指的是冷源换热以后的出口。
本发明还提供了一种调峰方法，该调峰方法通过本发明如上所述的空分制氧耦合压缩空气储能***实施，参照图1，包括如下过程：
当火电机组发电量过剩或新能源电需要消纳时，所述的空分制氧耦合压缩空气储能***利用火电机组发的电或新能源电进行通电运转，其中，空气经低压压缩机1进行压缩，经低压压缩机1压缩后的空气流经低温换热器进行换热降温，经低温换热器换热降温后的空气流经高压压缩机3压缩，经高压压缩机3压缩压缩后的空气流经分离器14后分为两路，一路流经高温加热器11后使空气降温，从高温加热器11流出的空气进入空气储存罐12内储存；另一路流经高温换热器进行换热，经高温换热器换热后的空气流经膨胀机6做功，然后流经低温加热器7换热，经低温加热器7换热后的空气进入精馏塔分离8，精馏塔分离8分馏出液氧，精馏塔分离8分馏出液氧通过冷却器9转换成气态氧，冷却器9转换得到的气态氧用于燃烧；冷却器9的冷出口与燃煤锅炉一次风入口连接时，冷却器9转换得到的气态氧送入到燃煤锅炉一次风内进行富氧燃烧。
冷却器9在换热时形成液体水，形成的液态水经过循环泵10加压送入到低温加热器7换热升温，换热后的水流入低温换热器进行换热升温，经低温换热器换热升温后的水再流经高温换热器进行换热升温，经高温换热器换热升温的水流经高温加热器11进行加热，将经高温加热器11加热的水进行利用；高温加热器11的冷出口与除氧器的入口连接时，经高温加热器11加热的水送入除氧器，供除氧器除氧使用。
当电量需求量大时，火电机组发的电或新能源电停止向所述空分制氧耦合压缩空气储能***供电，打开截止阀13，空气储存罐12内储存的空气流经膨胀机6做功，膨胀机6排出的空气流经低温加热器7降温，然后进入精馏塔分离8，精馏塔分离8分馏出液氧，精馏塔分离8分馏出的液氧通过冷却器9转换成气态氧，冷却器9转换得到的气态氧用于燃烧。
实施例
如图1所示，本实施例空分制氧耦合压缩空气储能***，包括低压压缩机1、低温管壳式换热器2、高压压缩机3、分离器4、高温管壳式换热器5、膨胀机6、低温加热器7、精馏塔8、冷却器9、循环泵10、高温加热器11、空气储存罐12、截止阀13。其中，低压压缩机1、高压压缩机3、膨胀机6、精馏塔8构成了空分***；低压压缩机1、高压压缩机3、分离器4、高温加热器11、空气储存罐12和截止阀13构成了压缩空气储能***；冷却器9、循环泵10、低温加热器7、低温管壳式换热器2、高温管壳式换热器5和高温加热器11构成了回热***。
其中，高压压缩机3出口连通分离器4；分离器4出口连通两路，一路依次接通高温管壳式换热器5和膨胀机6；一路依次高温加热器11和空气储存罐12。膨胀机6与精馏塔8之间布置低温加热器7。精馏塔8液氧出口冷却器9。空气储存罐12依次连通截止阀13和膨胀机6。汽轮机排气依次流经冷却器9、循环泵10、低温加热器7、低温管壳式换热器2、高温管壳式换热器5、高温加热器11到除氧器。
本实施例的调峰方法，采用本实施例上述空分制氧耦合压缩空气储能***实施，包括如下过程：
当火电机组发电量过剩或新能源电需要消纳时，空分制氧耦合压缩空气储能***通电运转，空气经低压压缩机1压缩到1.5±0.2MPa，温度425±5℃，流经低温管壳式换热器2与冷端水侧换热，换热后空气压力1.5±0.2MPa，温度228±5℃，流经高压压缩机3再次压缩，压缩后空气压力3.5±0.2MPa，温度556±5℃，流经分离器后分两路，一路流经高温加热器11后，空气压力3.5±0.2MPa，温度195±5℃，进入空气储存罐12内储存。另一路流经高温管壳式换热器5换热，换热后空气压力3.5±0.2MPa，温度350±5℃，流经膨胀机6做功，做功后压力0.07±0.02MPa，温度85±5℃，流经低温加热器7换热，空气参数为0.07±0.02MPa，30±5℃，进入精馏塔分离8产生（-177±5℃）液氧和（-155±5℃）液氮，液氧通过冷却器9与60±5℃汽轮机排气换热，将液氧转换成15±5℃的气态氧，直接送入到燃煤锅炉一次风内形成富氧燃烧。上述过程中，精馏塔8产生的液氧与汽轮机排气进行热交换，一方面氧气由液态转化成气态，可供锅炉富氧燃烧；另一方面利用外界冷源降低了汽轮机排气温度，大大减少空冷岛耗电。
汽轮机排气经过与液氧换热，温度降低到25±5℃，形成液体水，经过循环泵10加压送入到低温加热器7换热，换热后水被加热到45±5℃，流经低温管壳式换热器2换热，换热后水被加热到105±5℃，流经高温管壳式换热器5换热，换热后水侧温度达到130±5℃，流经高温加热器11加热到160±5℃，进入除氧器。
当电量需求量大时，***停止运转，打开截止阀13，空气储存罐12内储存的中压中温空气（压力3.5±0.2MPa，温度195±5℃）流经膨胀机6做功，膨胀机排气压力0.07±0.02MPa，温度85±5℃，再一次流经低温加热器7降温，流经精馏塔8制氧。
Claims (10)
1.一种空分制氧耦合压缩空气储能***，其特征在于，包括低压压缩机（1）、低温换热器、高压压缩机（3）、分离器（4）、高温换热器、膨胀机（6）、低温加热器（7）、精馏塔（8）、冷却器（9）、循环泵（10）、高温加热器（11）和空气储存罐（12）；
低压压缩机（1）的出口与低温换热器的热进口连接，低温换热器的热出口与高压压缩机（3）的入口连接，高压压缩机（3）的出口与分离器（4）的入口连接；分离器（4）的出口分为两路，一路与高温加热器（11）的热入口连接，另一路与高温换热器的热进口连接；高温换热器的热出口与膨胀机（6）的入口连接，膨胀机（6）的出口与低温加热器（7）的入口连接，低温加热器（7）的出口与精馏塔（8）入口连接，精馏塔（8）的液氧出口与冷却器（9）的冷进口连接，冷却器（9）的热出口与循环泵（10）连接，循环泵（10）的出口与低温加热器（7）的入口连接，低温加热器（7）出口还与低温换热器的冷进口连接，低温换热器的冷出口与高温换热器的冷进口连接，高温换热器的冷出口与高温加热器（11）的冷入口连接，高温加热器（11）的出口与空气储存罐（12）的入口连接，空气储存罐（12）的出口设有截止阀（13）并与膨胀机（6）的入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种空分制氧耦合压缩空气储能***，其特征在于，还包括汽轮机，冷却器（9）的热进口与汽轮机排气口连接。
3.根据权利要求1所述的一种空分制氧耦合压缩空气储能***，其特征在于，还包括燃煤锅炉，冷却器（9）的冷出口与燃煤锅炉一次风入口连接。
4.根据权利要求1所述的一种空分制氧耦合压缩空气储能***，其特征在于，还包括除氧器，高温加热器（11）的冷出口与除氧器的入口连接。
5.根据权利要求1所述的一种空分制氧耦合压缩空气储能***，其特征在于，空气储存罐（12）采用可控活塞式空气储存罐，可控活塞式空气储存罐包括罐体和调压活塞（14），调压活塞（14）的一段位于罐体内，调压活塞（14）的另一端向外伸出于罐体，罐体在调压活塞（14）的一侧设有空气入口（15）和空气出口（16），空气入口（15）与高温加热器（11）连接，空气出口（16）与膨胀机（6）的入口连接。
6.根据权利要求1所述的一种空分制氧耦合压缩空气储能***，其特征在于，高温换热器采用高温管壳式换热器，低温换热器采用低温管壳式换热器。
7.一种调峰方法，其特征在于，该空分制氧耦合压缩空气储能方法通过权利要求1-6任意一项所述的空分制氧耦合压缩空气储能***实施，包括如下过程：
当火电机组发电量过剩或新能源电需要消纳时，所述的空分制氧耦合压缩空气储能***利用火电机组发的电或新能源电进行通电运转，其中，空气经低压压缩机（1）进行压缩，经低压压缩机（1）压缩后的空气流经低温换热器进行换热降温，经低温换热器换热降温后的空气流经高压压缩机（3）压缩，经高压压缩机（3）压缩压缩后的空气流经分离器（4）后分为两路，一路流经高温加热器（11）后使空气降温，从高温加热器（11）流出的空气进入空气储存罐（12）内储存；另一路流经高温换热器进行换热，经高温换热器换热后的空气流经膨胀机（6）做功，然后流经低温加热器（7）换热，经低温加热器（7）换热后的空气进入精馏塔（8）分离，精馏塔（8）分离分馏出液氧，精馏塔（8）分离分馏出液氧通过冷却器（9）转换成气态氧，冷却器（9）转换得到的气态氧用于燃烧；
冷却器（9）在换热时形成液体水，形成的液态水经过循环泵（10）加压送入到低温加热器（7）换热升温，换热后的水流入低温换热器进行换热升温，经低温换热器换热升温后的水再流经高温换热器进行换热升温，经高温换热器换热升温的水流经高温加热器（11）进行加热，将经高温加热器（11）加热的水进行利用；
当电量需求量大时，火电机组发的电或新能源电停止向所述空分制氧耦合压缩空气储能***供电，打开截止阀（13），空气储存罐（12）内储存的空气流经膨胀机（6）做功，膨胀机（6）排出的空气流经低温加热器（7）降温，然后进入精馏塔（8）分离，精馏塔（8）分离分馏出液氧，精馏塔（8）分离分馏出的液氧通过冷却器（9）转换成气态氧，冷却器（9）转换得到的气态氧用于燃烧。
8.根据权利要求7所述的一种调峰方法，其特征在于，冷却器（9）转换得到的气态氧送入到燃煤锅炉一次风内进行富氧燃烧。
9.根据权利要求7所述的一种调峰方法，其特征在于，经高温加热器（11）加热的水送入除氧器，供除氧器除氧使用。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的一种调峰方法，其特征在于，经低压压缩机（1）压缩后的空气压强为1.3-1.7MPa，温度为420-430℃；经低温换热器换热降温后的空气压力为1.3-1.7MPa，温度为223-233℃；经高压压缩机（3）压缩压缩后的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为551-561℃；流经高温加热器（11）的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为190-200℃；经高温换热器换热后的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为345-355℃；膨胀机（6）做功后的空气压力为0.05-0.09MPa，温度为80-90℃；经低温加热器（7）换热后的空气压力为0.05-0.09MPa，温度为25-35℃；精馏塔（8）分离分馏出液氧的温度为--172~-182℃；冷却器（9）转换得到的气态氧温度为15±5℃；经低温加热器（7）换热后的水温度为40-50℃；经低温换热器换热升温后的水温度为100-110℃；经高温换热器换热升温的水温度为125-135℃；经高温换热器换热升温的水流经高温加热器（11）后温度为155-165℃；空气储存罐（12）内储存的空气压力为3.3-3.7MPa，温度为190-200℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110373239.3A CN113090508B (zh) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110373239.3A CN113090508B (zh) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113090508A CN113090508A (zh) | 2021-07-09 |
| CN113090508B true CN113090508B (zh) | 2022-10-11 |
Family
ID=76674651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110373239.3A Active CN113090508B (zh) | 2021-04-07 | 2021-04-07 | 一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113090508B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07224679A (ja) * | 1994-02-03 | 1995-08-22 | Israel Electric Corp Ltd:The | 圧縮空気エネルギー貯蔵方法及びシステム |
| WO2016181883A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮空気貯蔵発電装置 |
| CN110319652A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-11 | 杭州杭氧化医工程有限公司 | 一种用于储释能的空气分离制氧装置 |
| CN111121389A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-05-08 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种深度耦合燃煤机组液化空气储能发电*** |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110094212A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Gabor Ast | Compressed air energy storage system with reversible compressor-expander unit |
| CN112096470B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-08-02 | 西安热工研究院有限公司 | 一种与供热***耦合的液态压缩空气储能调峰***及方法 |
-
2021
- 2021-04-07 CN CN202110373239.3A patent/CN113090508B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07224679A (ja) * | 1994-02-03 | 1995-08-22 | Israel Electric Corp Ltd:The | 圧縮空気エネルギー貯蔵方法及びシステム |
| WO2016181883A1 (ja) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 圧縮空気貯蔵発電装置 |
| CN110319652A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-10-11 | 杭州杭氧化医工程有限公司 | 一种用于储释能的空气分离制氧装置 |
| CN111121389A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-05-08 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种深度耦合燃煤机组液化空气储能发电*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113090508A (zh) | 2021-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112325497B (zh) | 一种液化二氧化碳储能***及其应用 | |
| CN111022138B (zh) | 一种基于吸收式热泵余热回收的超临界二氧化碳发电*** | |
| CN113153473B (zh) | 一种压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰***及其运行方法 | |
| CN103967648A (zh) | 一种船舶低速柴油机余热综合回收*** | |
| CN111121390A (zh) | 一种耦合燃煤发电机组汽水***的液化空气储能发电*** | |
| CN111306842A (zh) | 适应不同季节的变工况多能联供***及方法 | |
| CN111121389A (zh) | 一种深度耦合燃煤机组液化空气储能发电*** | |
| CN112856544B (zh) | 排烟余热回收和储热联合提高热电机组灵活性的方法及*** | |
| CN113586185B (zh) | 一种燃煤锅炉烟气与蒸汽联合储热深度调峰***及运行方法 | |
| CN111365131B (zh) | 一种燃气轮机排烟余热驱动的功冷联供***及其方法 | |
| CN113090507A (zh) | 一种基于压缩空气储能和有机朗肯循环的冷热电联供***与方法 | |
| CN211903494U (zh) | 一种耦合燃煤发电机组汽水***的液化空气储能发电*** | |
| CN116006282A (zh) | 一种基于机炉解耦的储能*** | |
| CN214741510U (zh) | 超临界二氧化碳循环冷端余热辅助加热凝结水*** | |
| CN215724557U (zh) | 一种空分储能耦合富氧燃烧的*** | |
| CN212339737U (zh) | 一种深度耦合燃煤机组液化空气储能发电*** | |
| CN212538358U (zh) | 适应不同季节的变工况多能联供*** | |
| CN113090509A (zh) | 一种压缩空气储能耦合火电机组深度调峰***及方法 | |
| CN109139147B (zh) | 一种分流再压缩超临界二氧化碳热电联产***及运行方法 | |
| CN113090508B (zh) | 一种空分制氧耦合压缩空气储能***及调峰方法 | |
| CN216282169U (zh) | 一种带蓄冷的lng电站联合循环机组进气冷却*** | |
| CN114483230A (zh) | 耦合有太阳能蓄热和火电余热的二氧化碳储能调峰*** | |
| CN215057597U (zh) | 一种煤电机组耦合压缩空气储能的综合能源供应*** | |
| CN111911253A (zh) | 一种提升锅炉供汽能力的除氧器联合冷再循环***及方法 | |
| CN215598187U (zh) | 基于单罐熔盐储热的火电供工业蒸汽机组热电解耦*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |