CN109546670A - 一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统 - Google Patents

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马汀山
王妍
王春燕
王耀文
吕凯
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    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Abstract

本发明公开了一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，包括第一汽轮机发电机组、储能单元以及第二汽轮机发电机组；电网要求燃煤发电机组参与调峰降低上网电功率时，自第一汽轮机发电机组的排汽来的蒸汽通过储能单元进行储存；当电网要求燃煤发电机组增加上网电量时，储能单元将储存的能量输出值第二汽轮机发电机组做功发电，并入电网。电网调峰上网电价低谷时段，启动汽动空气压缩存储系统，将空气压缩后存储，消耗燃煤机组电量降低上网电量；电网需求高峰电价高峰时段，启动空气发电系统，对外供出电量。该系统匹配适应电网调峰政策，利用电价峰谷差，提高机组盈利能力。

Description

一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统
【技术领域】
本发明属于节能技术领域，涉及一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统。
【背景技术】
目前应用于燃煤发电机组调峰的技术主要有储热调峰技术、电锅炉蓄能调峰技术、汽轮机旁路调峰技术等，现有技术在取得一定调峰效果的同时，仍存在一定的弊端，如初投资高(电锅炉、储热)、占地面积大(储热)、热经济性差(电锅炉、旁路)等，一定程度上限制了上述调峰技术的大规模推广应用。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，本专利有效适应电网电力辅助调峰政策，有助于新能源电力如风能、太阳能的消纳，同时提高燃煤发电机组盈利能力。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，包括第一汽轮机发电机组、储能单元以及第二汽轮机发电机组；电网要求燃煤发电机组参与调峰降低上网电功率时，自第一汽轮机发电机组的排汽来的蒸汽通过储能单元进行储存；当电网要求燃煤发电机组增加上网电量时，储能单元将储存的能量输出值第二汽轮机发电机组做功发电，并入电网。
本发明进一步的改进在于：
第一汽轮机发电机组包括依次相连的高中压缸、低压缸和发电机。
储能单元包括小汽轮机、汽动空气压缩机压缩空气存储装置；高中压缸的排汽进入小汽轮机膨胀做功，小汽轮机的排汽进入凝汽器冷凝后经凝结水泵升压后流回至主机热力系统；小汽轮机驱动汽动空气压缩机将空气压缩后输入压缩空气存储装置；压缩空气存储装置的出气端与第二汽轮机发电机组相连。
小汽轮机通过联轴器与汽动空气压缩机相连。
汽动空气压缩机通过入口阀门组与压缩空气存储装置相连；压缩空气存储装置通过出口阀门组与第二汽轮机发电机组相连。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，使得燃煤发电机组有效适应电网电力辅助调峰政策，有助于新能源电力如风能、太阳能的消纳，同时提高燃煤发电机组盈利能力。电网需要燃煤机组调峰降低上网电量时，启动汽动空气压缩存储系统，自机组中排来的蒸汽进入小汽轮机膨胀做功，排汽进入凝汽器冷凝后经凝结水泵升压后回至主机热力系统，小汽轮机驱动压缩机将空气压缩至一定压力后存储。该方式以消耗一定品质的中压缸排汽，减小低压缸出力的方式降低燃煤发电机组电出力，达到调峰目的；电网需要燃煤发电机组增加上网电量时，启动空气发电系统，对外供出电量。
【附图说明】
图1为本发明的整体结构示意图。
其中：1-汽轮机高中压缸；2-低压缸；3-发电机；4-纯凝小汽轮机；5-联轴器；6-空气压缩机；7-入口阀门组；8-压缩空气存储装置；9-出口阀门组；10-气轮发电机组；11-凝汽器；12-凝结水升压泵。
【具体实施方式】
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，包括第一汽轮机发电机组、储能单元以及第二汽轮机发电机组；电网要求燃煤发电机组参与调峰降低上网电功率时，自第一汽轮机发电机组的排汽来的蒸汽通过储能单元进行储存；当电网要求燃煤发电机组增加上网电量时，储能单元将储存的能量输出值第二汽轮机发电机组10做功发电，并入电网。第一汽轮机发电机组包括依次相连的高中压缸1、低压缸2和发电机3。储能单元包括小汽轮机4、汽动空气压缩机6压缩空气存储装置8；高中压缸1的排汽进入小汽轮机4膨胀做功，小汽轮机4的排汽进入凝汽器11冷凝后经凝结水泵12升压后流回至主机热力系统；小汽轮机4驱动汽动空气压缩机6将空气压缩后输入压缩空气存储装置8；压缩空气存储装置8的出气端与第二汽轮机发电机组10相连。小汽轮机4通过联轴器5与汽动空气压缩机6相连。汽动空气压缩机6通过入口阀门组7与压缩空气存储装置8相连；压缩空气存储装置8通过出口阀门组9与第二汽轮机发电机组10相连。
本发明的工作原理：
汽动空气压缩机将环境空气压缩至一定压力后输送至存储装置，存储结束后汽动空气压缩机停运。自存储装置来的高压空气进去气轮机做功发电，输送至电网，存储装置内的高压空气耗尽后气轮发电机组停运。此为一个循环周期。
以空气为介质的储能调峰系统，使得燃煤发电机组有效适应电网电力辅助调峰政策，有助于新能源电力如风能、太阳能的消纳，同时利用电价峰谷差有效提高燃煤发电机组盈利能力。具体原理如下：
电网要求燃煤发电机组参与调峰降低上网电功率时，自汽轮机高中压缸1排汽来的蒸汽进入小汽轮机4膨胀做功，排汽进入凝汽器11冷凝后经凝结水泵12升压后回至主机热力系统，小汽轮机4通过联轴器5驱动汽动空气压缩机6将空气压缩至一定压力后进入压缩空气存储装置8储存，此时入口阀门组7开启，出口阀门组9关闭，气轮发电机组10停运。此阶段汽动空气存储系统以消耗一定品质的中压缸排汽，减小低压缸出力的方式降低燃煤发电机组电出力，达到调峰目的。当电网要求燃煤发电机组增加上网电量时，汽动空气压缩机6停运，入口阀门组7关闭。开启出口阀门组9，投运气轮发电机组10，自压缩空气存储装置来的高压空气进入气轮发电机组10做功发电，并入电网。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，其特征在于，包括第一汽轮机发电机组、储能单元以及第二汽轮机发电机组；电网要求燃煤发电机组参与调峰降低上网电功率时，自第一汽轮机发电机组的排汽来的蒸汽通过储能单元进行储存；当电网要求燃煤发电机组增加上网电量时，储能单元将储存的能量输出值第二汽轮机发电机组(10)做功发电，并入电网。
2.根据权利要求1所述的应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，其特征在于，第一汽轮机发电机组包括依次相连的高中压缸(1)、低压缸(2)和发电机(3)。
3.根据权利要求2所述的应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，其特征在于，储能单元包括小汽轮机(4)、汽动空气压缩机(6)压缩空气存储装置(8)；高中压缸(1)的排汽进入小汽轮机(4)膨胀做功，小汽轮机(4)的排汽进入凝汽器(11)冷凝后经凝结水泵(12)升压后流回至主机热力系统；小汽轮机(4)驱动汽动空气压缩机(6)将空气压缩后输入压缩空气存储装置(8)；压缩空气存储装置(8)的出气端与第二汽轮机发电机组(10)相连。
4.根据权利要求3所述的应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，其特征在于，小汽轮机(4)通过联轴器(5)与汽动空气压缩机(6)相连。
5.根据权利要求3或4所述的应用于燃煤发电机组的空气储能调峰系统，其特征在于，汽动空气压缩机(6)通过入口阀门组(7)与压缩空气存储装置(8)相连；压缩空气存储装置(8)通过出口阀门组(9)与第二汽轮机发电机组(10)相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112302742A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 西安热工研究院有限公司 一种具备调峰和稳燃功能的空气储能系统和方法
CN112554964A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 神华福能（福建雁石）发电有限责任公司 汽轮机组及控制方法
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