CN112855499A - 一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法。该方法针对的系统为：串联在一起的压缩机，两级串联的压缩机之间依次串联有油气换热器、气水换热器、冷却器，该方法包括如下步骤：以油气换热器后油温作为副调温度选取点，油气换热器出口油温作为主调温度选取点，建立压缩空气流量与油气换热器油侧调门的开度曲线；通过调节油气换热器油侧调门调节导热油流量从而改变油换热后空气温度，压缩机启动过程中，入口空气温度变化较为迅速，设定值对象直接选择为压缩机入口温度，通过调节导热油出口阀门改变压缩机入口温度；压缩机正常运行时，设定值对象更换为油气换热器出口油温。本发明可确保压缩机运行安全。

Description

一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，属于能源与动力技术领域。
背景技术
目前压缩机系统为单体或并联空气压缩机，系统对空气进行压缩后，无需关注压缩机排气温度，进行强制冷凝至液态或环境温度排放。而压缩空气储能电站使用分段串级压缩机，为保证储能换热效率和压缩机本体保护，各段压缩机入口空气最佳温度需维持在40℃-43℃。
压缩空气储能电站为保证空气压力达到12-14MPa，段间压缩比极大，释放出的热量越高，传统设置段间冷却器已不能满足降低压缩机入口温度要求。而在冷却器前设置的油气换热器具有大惯性和大延时特性，换热动态特性也在随工况参数变化，常规比例积分微分（PID）控制不能取得满意的效果，需要维持较为稳定的入口空气温度。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，能够在串级压缩机分段启动和稳定运行过程中维持下级压缩机入口的温度，降低压缩机超温停机概率，确保压缩机运行安全，避免入口超温对压缩机本体造成不可逆损害。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，该方法针对的系统为：串联在一起的压缩机，两级串联的压缩机之间依次串联有油气换热器、气水换热器、冷却器，该方法包括如下步骤：
（1）以油气换热器后油温作为副调温度选取点，油气换热器出口油温作为主调温度选取点，建立压缩空气流量与油气换热器油侧调门的开度曲线；
（2）通过调节油气换热器油侧调门调节导热油流量从而改变油换热后空气温度，具体调节方法是：压缩机启动过程中，入口空气温度变化较为迅速，设定值对象直接选择为压缩机入口温度，通过调节导热油出口阀门改变压缩机入口温度；压缩机正常运行时，入口空气温度变化较为平缓，设定值对象更换为油气换热器出口油温。
所述的用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，步骤（2）中所述的调节过程中，当油气换热器不足以调节空气温度达到理想值，调节气水换热器调门，降低水换热后空气温度以达到理想值；若仍不满足空气温度要求，调节冷却器水侧调门，确保冷却后空气满足入口温度要求。
有益效果：
1、本发明一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，根据压缩机不同工况选择不同调节对象作为设定值温度。压缩机启动阶段，直接选择压缩机入口空气温度作为调控对象。机组正常运行，选择油气换热器导热油出口温度作为调控对象。采用前馈+串级PID控制，克服控制对象时间参数，提高系统响应速度，提高压缩机本体的安全性。
2、本发明平衡主要调节和次要调节手段，稳定运行过程中尽量通过油气换热器将热量交换给导热油，提高储能经济效益。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的系统结构示意图。图1中，1、一段压缩机；2、油气换热器；3、油气换热器油侧调门；4、气水换热器；5、气水换热器调门；6、冷却器；7、冷却器水侧调门；8、二段压缩机。
图2是本发明的一种实施例的控制方法图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例以二段压缩控制为例，若系统有多段压缩机，各段压缩机入口温度控制方法类似。
如图1所示：该方法针对的系统为：串联在一起的压缩机，两级串联的压缩机之间依次串联有油气换热器、气水换热器、冷却器，压缩机启动过程中，入口空气温度变化较为迅速，为保证压缩机入口稳定温度，设定值对象直接选择为压缩机入口温度，通过调节导热油出口阀门改变压缩机入口温度。压缩机正常运行时，入口空气温度变化较为平缓，在保证安全前提下，根据热平衡理论，设定值对象更换为油气换热器出口油温，兼顾了储热效率。油气换热器油侧调门3作为主要调节手段，通过调节导热油流量改变油换热后空气温度。当油气换热器不足以调节空气温度达到理想值。调节气水换热器调门5，降低水换热后空气温度以达到理想值。若仍不满足空气温度要求，调节冷却器水侧调门7，确保冷却后空气满足入口温度要求。
以导热油换热为例，在图2中，油气换热器1-1后油温作为副调温度选取点，油气换热器出口油温作为主调温度选取点，F（X）前馈是根据压缩空气流量换算出来的油气换热器油侧调门1开度曲线，SP为油气换热器出口温度设定值，串级控制回路克服副回路调节，改善控制品质，具备一定的自适应能力。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成 的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (2)

1.一种用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，该方法针对的系统为：串联在一起的压缩机，两级串联的压缩机之间依次串联有油气换热器、气水换热器、冷却器，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）以油气换热器后油温作为副调温度选取点，油气换热器出口油温作为主调温度选取点，建立压缩空气流量与油气换热器油侧调门的开度曲线；
（2）通过调节油气换热器油侧调门调节导热油流量从而改变油换热后空气温度，具体调节方法是：压缩机启动过程中，入口空气温度变化较为迅速，设定值对象直接选择为压缩机入口温度，通过调节导热油出口阀门改变压缩机入口温度；压缩机正常运行时，入口空气温度变化较为平缓，设定值对象更换为油气换热器出口油温。
2.根据权利要求1所述的用于压缩空气储能电站串级压缩机入口温度控制方法，其特征是：步骤（2）中所述的调节过程中，当油气换热器不足以调节空气温度达到理想值，调节气水换热器调门，降低水换热后空气温度以达到理想值；若仍不满足空气温度要求，调节冷却器水侧调门，确保冷却后空气满足入口温度要求。
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