CN116025418B - 一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法 - Google Patents

Abstract

一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，确定出高压空气储气室和储热室的位置；砌筑分隔墙对高压空气储气室进行密封；安装空气加热系统；安装高压空气管道，建立空气压缩机与高压空气储气室、储热室与高压空气储气室、储热室与透平发电机的连接通道；利用二氧化碳‑纳米材料复合堵漏高压空气储气室；当电网低谷负荷时，将高压空气注入到高压空气储气室中进行封存，并对导热油进行加热充能；释放高压空气储气室中的高压空气，并通过导热油进行加热增压，再供给透平发电机进行发电；根据发电、用电情况，进行高压空气储气室中高压空气以及储热室中热能的循环充放，使储能和发电过程灵活交替进行。该方法能利用压力较低的高压空气进行高效的发电作业。

Description

一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法

技术领域

本发明属于废弃地下空间资源再利用技术领域，具体涉及一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法。

背景技术

当前世界将绿色、低碳、清洁、高效的能源体系作为世界能源发展主要方向，继水力发电之后，风能发电以及光伏发电也逐渐成为清洁能源的主流。但受季节和气候的影响，风力与光伏发电存在显著的波动性以及随机性，限制了其大规模的推广应用。压缩空气储能是一种在电网低谷负荷时利用电能压缩空气，在电网高峰负荷时释放出高压空气推动发电机的储能方式，进而实现电网的“削峰填谷”。由于压缩空气储能发电所使用的高压空气的压力基本都在6 MPa以上，因此对于储存高压空气的地下空间的强度有较高的要求，当前多为选择废弃盐穴等围岩强度高的地下空间作为储能空间。

巷道空间是矿井地下开采中，为了生产需要而开掘的井筒和巷道形成的空间资源，是地下空间的重要组成部分。但由于其围岩强度较低，在利用其进行高压空气储存时需要在围岩周围衬砌大量混凝土，以此来提高巷道空间的承压能力，此方法需要向井下运送大量的钢筋水泥等材料，这种方式不仅人力、物力成本较高，而且还会使空间截面变得狭窄，导致巷道空间体积变小，间接浪费了地下空间资源并影响了压缩空气储能系统的发电能力。为实现对巷道空间这一体量巨大的地下空间的高效、经济利用，亟需一种即能对巷道围岩进行二次加固厚度很小，又能保证系统的整体发电效率的方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，该方法能利用所储存的压力较低的高压空气进行高效的发电作业，能显著降低巷道的承压要求，其对巷道围岩进行二次加固厚度小，有利于增大巷道空间的储气容积，能实现巷道空间的最大化利用，同时，其不仅能解决新能源发电存在的波动性和随机性问题，同时能解决废弃矿井巷道空间对于高压空气承压能力不足的问题，达到能源储存与矿井巷道空间经济、高效利用双赢的目的，并可有效节省人力、物力成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，具体包括以下步骤；

步骤一：巷道空间探测；

在巷道空间中分别确定出高压空气储气室和储热室的位置；

首先，根据巷道围岩稳定性及支护可靠性进行判断，找出围岩符合高压空气储存条件的巷道空间范围作为高压空气的储气室，同时标记好高压空气储气室的多个末端以确定出分割墙位置；

其次，选择靠近地面的巷道空间作为储热室，用于放置空气加热系统进行储热；

步骤二：修筑储气室；

先根据所确定的分割墙位置，在高压空气储气室的每个末端均砌筑分隔墙，以利用分隔墙对高压空气储气室进行密封；再对高压空气储气室的分隔墙和周围的围岩进行二次加固；

同时，建立地下空间监测系统，对高压空气储气室进行实时的监测和分析，为高压空气储气室的建立及长期安全运行提供保障；步骤三：安装空气加热系统；

先根据所确定的储热室位置，在储热室中安装空气加热系统，同时对储热室周围的围岩进行二次加固，保证空气加热系统的安全；所述空气加热系统由箱体、安装于箱体中且两端部均位于箱体外部的管道四、装填于箱体和管道四之间空间中的导热油、装配于箱体内部且位于导热油中的加热电阻丝组成；

步骤四：安装高压空气管道；

S41，安装管道一，并使管道一的进气端与位于地面上的空气压缩机的出气口连接，使其出气端密封的连接于一面分隔墙上的预留孔中，进而与高压空气储气室相连通；所述管道一上连接有通断控制阀一；

S42，安装管道三，并使管道三的一端穿入储热室，并与管道四的一端连接，使其另一端密封的连接于其余一面或两面分隔墙上的预留孔中，进而与高压空气储气室相连通；所述管道三上连接有通断控制阀三；

S43，安装管道二，并使管道二的进气端穿入储热室，并与管道四的另一端连接，使其出气端与位于地面上的透平发电机的进气口连接；所述管道二上连接有通断控制阀二；

步骤五：建立电力连接；

建立空气压缩机与发电站中风力或光伏发电设备之间的电力连接，建立透平发电机与电网之间的电力连接，建立风力或光伏发电设备与空气加热系统之间的电力连接；

步骤六：储气室二氧化碳-纳米密封材料复合堵漏；

通过管道一向高压空气储气室内泵注携带纳米密封材料的二氧化碳流体，利用二氧化碳的易扩散、强渗透特性将纳米密封材料送入围岩周围的裂隙内，并利用地层的温度作用使纳米密封材料体积会发生膨胀，以实现对围岩裂隙的密封，同时，利用膨胀后的纳米密封材料将一部分二氧化碳封堵在围岩裂隙内，以在围岩周围形成二氧化碳富集带；

步骤七：压缩空气储能；

当电网低谷负荷时，打开通断控制阀一，利用管道一连通高压空气储气室与空气压缩机，关闭通断控制阀二和通断控制阀三，使用风力或光伏发电设备产生的一部分富余电能驱动空气压缩机工作，将高压空气注入到高压空气储气室中进行高压封存作业；同时，利用风力或光伏发电设备产生的另一部分富余电能对空气加热系统进行供电，使加热电阻丝升温并对导热油进行加热充能；

步骤八：释放空气发电；

关闭通断控制阀一，打开通断控制阀二和通断控制阀三，通过管道二连通储热室和透平发电机，通过管道三连通储热室和高压空气储气室，使高压空气储气室中的高压空气通过管道三注入到空气加热系统中的管道四中，同时，通过导热油对进入管道四中的高压空气进行加热增压，并使加热增压之后的高压空气通过管道二供给透平发电机进行发电，该过程中，透平发电机产生的电能在电网高峰负荷时接入电网；

步骤九：交替进行储能及发电作业；

根据发电、用电情况，重复步骤七和步骤八，进行高压空气储气室中高压空气以及储热室中热能的循环充放，使储能和发电过程灵活交替进行。

进一步，为了确保高压空气储气室和储热室的长期稳定安全的运行，在步骤一中，围岩稳定性主要包括围岩结构、围岩强度和流变特性，支护可靠性包括支护强度、支护刚度和支护稳定性。

进一步，为了保证加固的强度，在步骤二中，进行二次加固时均采用钢筋混凝土结构进行。

进一步，为了保证管道的使用寿命，在步骤三中的管道四，在步骤四中的管道一、管道二和管道三的承受压力均不小于10 MPa的气体压力。

进一步，为了降低建造成本，在步骤七中，高压空气储气室中的高压空气的压力为3~5 MPa。进一步，为了保证高压空气储气室的安全性，在步骤六中，二氧化碳的注入压力大于高压空气储气室围岩孔隙压力，小于高压空气储气室围岩破裂压力。

进一步，为了保证高压空气储气室的密封性，在步骤六中，所使用的纳米密封材料为高分子聚合物，且具有良好的热膨胀性能。

进一步，为了确保空气加热系统能够具有良好的热稳定性能，在步骤三中，导热油为烷基联苯型导热油。

本发明中，先在现有废弃矿井巷道中选择适合储存高压空气的矿井巷道作为高压空气储气室，并在尽可能减少加固工作量的基础上对高压空气储气室围岩进行适度的二次加固，同时，在各个巷道端口修筑分隔墙进行封闭；再选择一段距离地面较近的巷道作为储热室，以用于安装空气加热系统，在用电低谷负荷时向高压空气储气室充入压力相对较小的高压空气进行压力储能，同时利用空气加热系统对储热室进行加热充能；最后，在用电高峰负荷时释放储气室中的高压空气，并通过有限空间的储热室对高压空气进行加热来提高空气的排出压力，最终实现发电所需空气的二次加压，进而实现高压空气的储能发电。本发明将压缩空气储能与废弃矿井巷道二次利用相结合，充分利用了废弃矿井巷道进行了压缩空气的储存。由于我国是一个煤炭资源开采大国与利用大国，废弃矿井巷道数量巨大，是一种现成的超大容量储气室。将电网低谷期的过量电量以压缩空气的形式储存起来，不仅解决了新能源发电存在的波动性和随机性问题，还对地下空间资源进行了科学、经济的改造与利用。本发明提出的对高压空气进行二次加压以达到高压空气储能发电所需空气压力的技术思路，利用的是在电网低谷期对储热室中的导热油进行加热，在需要输出高压空气时，利用导热油的高温将热量传入到输送过程中的高压空气并使其升温增压，进而提高排出空气的压力以满足发电的需求。本方法中只需要在发电时通过二次加压的方式使所储存的高压空气升压到发电所需要的压力要求即可，此技术思路对储气室的空气压力要求降低，即可以不必直接建造承压性能更高的高压空气储气室，显著降低了巷道的承压要求；由于对巷道的承压能力的降低，围岩的二次加固程度减小，使得围岩二次加固所需的混凝土量极大的降低，有效节省了储气室的建造成本，缩小了施工工期；在巷道围岩二次加固厚度相对减少时，可有利于增大巷道空间的储气容积，使得储气量得到了较大的提升，同时，配合有限空间储气室的设置，能确保整体发电效率不会因储气室空气压力小而受到影响，相比单纯利用大量混凝土对巷道围岩二次加固的方式来说能实现巷道空间更加高效、经济的二次利用过程，并实现了利用压力较低的高压空气进行高效的发电作业过程；此外，巷道承压要求降低后，可显著增加废弃巷道的可选用范围，使该方法具有了更广泛的适用范围。同时，对高压储气室围岩周围裂隙采用二氧化碳-纳米密封材料复合堵漏，一方面可以实现对围岩裂隙的密封，进而可以有效防止压缩空气向围岩内渗漏，另一方面还可以在围岩周围形成二氧化碳富集带，这样可以进一步加强高压空气储气室围岩的封堵效果，并能防止其他区域中的瓦斯渗流进高压储气室内，有效避免了压缩空气储能过程中空气渗漏与瓦斯爆炸等事故，大大提高了整个储能过程的安全性与稳定性。本发明中选择靠近地面的巷道空间作为储热室，这样可以使升压后的高压空气迅速传递给透平发电机进行发电作业，能够有效降低加压后高压空气输送过程中的压力损失，确保了发电效率的同时，还避免了能量浪费的情况发生。

附图说明

图1是本发明中巷道空间划分的示意图；

图2是本发明中修筑高压储气室的示意图；

图3是本发明中在储热室中安装空气加热系统的示意图；

图4是本发明中安装高压空气管道的示意图；

图5是本发明中压缩空气储能过程的示意图；

图6是本发明中释放空气发电过程的示意图

图7是本发明中储热室中空气加热系统工作原理示意图。

图中：1、围岩，2、高压空气储气室，3、分割墙位置，4、储热室，5、分隔墙，6、空气加热系统，7、空气压缩机，8、管道一，9、管道二，10、透平发电机，11、管道三，12、发电站，13、高压空气，14、电网，15、导热油，16、箱体，17、加热电阻丝，18、管道四。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，本发明提供了一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，具体包括以下步骤；

步骤一：巷道空间探测；

如图1所示，在巷道空间中分别确定出高压空气储气室2和储热室4的位置；

首先，根据巷道围岩稳定性及支护可靠性进行判断，找出围岩1符合高压空气13储存条件的巷道空间范围作为高压空气的储气室2，同时标记好高压空气储气室2的多个末端以确定出分割墙位置3；

其次，选择靠近地面的巷道空间作为储热室4，用于放置空气加热系统6进行储热；

步骤二：修筑储气室；

如图2所示，先根据所确定的分割墙位置3，在高压空气储气室2的每个末端均砌筑分隔墙5，以利用分隔墙5对高压空气储气室2进行密封；再对高压空气储气室2的分隔墙5和周围的围岩1进行二次加固；

同时，建立地下空间监测系统，对高压空气储气室2进行实时的监测和分析，为高压空气储气室2的建立及长期安全运行提供保障；

步骤三：安装空气加热系统；

如图3所示，先根据所确定的储热室4位置，在储热室4中安装空气加热系统6，同时对储热室4周围的围岩1进行二次加固，保证空气加热系统6的安全；所述空气加热系统6由箱体16、安装于箱体16中且两端部均位于箱体16外部的管道四18、装填于箱体16和管道四18之间空间中的导热油15、装配于箱体16内部且位于导热油15中的加热电阻丝17组成；

步骤四：安装高压空气管道，如图4所示；

S41，安装管道一8，并使管道一8的进气端与位于地面上的空气压缩机7的出气口连接，使其出气端密封的连接于一面分隔墙5上的预留孔中，进而与高压空气储气室2相连通；所述管道一8上连接有通断控制阀一；

S42，安装管道三11，并使管道三11的一端穿入储热室4，并与管道四18的一端连接，使其另一端密封的连接于其余一面或两面分隔墙5上的预留孔中，进而与高压空气储气室2相连通；所述管道三11上连接有通断控制阀三；

S43，安装管道二9，并使管道二9的进气端穿入储热室4，并与管道四18的另一端连接，使其出气端与位于地面上的透平发电机10的进气口连接；所述管道二9上连接有通断控制阀二；

步骤五：建立电力连接；

建立空气压缩机7与发电站12中风力或光伏发电设备之间的电力连接，建立透平发电机10与电网14之间的电力连接，建立风力或光伏发电设备与空气加热系统6之间的电力连接；

步骤六：储气室二氧化碳-纳米密封材料复合堵漏；

为提高整个储能过程中的安全性与稳定性，在高压空气储气室投入使用之前，先对高压空气储气室2围岩进行密封处理，具体方式为：通过管道一8向高压空气储气室2内泵注携带纳米密封材料的二氧化碳流体，利用二氧化碳的易扩散、强渗透特性将纳米密封材料送入围岩周围的裂隙内。在地层温度作用下，纳米密封材料体积会发生膨胀，从而实现对围岩裂隙的密封，防止后续压缩空气向围岩内部渗漏。此外，当纳米密封材料膨胀密封后，还会把一部分二氧化碳封堵在围岩裂隙内，在围岩周围形成二氧化碳富集带，不仅能够加强高压空气储气室2围岩的封堵效果，还能有效防止煤矿其他区域甲烷气体通过围岩裂隙渗流到高压储气室2内，避免高压空气储气室2在后续进行压缩空气充放循环时发生瓦斯爆炸的事故。通过上述方式，实现了高压空气储气室2二氧化碳-纳米材料复合堵漏，防止压缩空气储能过程中空气渗透与瓦斯爆炸工程事故；

步骤七：压缩空气储能；

如图5所示，当电网低谷负荷时，打开通断控制阀一，利用管道一8连通高压空气储气室2与空气压缩机7，关闭通断控制阀二和通断控制阀三，使用风力或光伏发电设备产生的一部分富余电能驱动空气压缩机7工作，将高压空气13注入到高压空气储气室2中进行高压封存作业；同时，利用风力或光伏发电设备产生的另一部分富余电能对空气加热系统6进行供电，使加热电阻丝17升温并对导热油15进行加热充能；

步骤八：释放空气发电；

如图6所示，关闭通断控制阀一，打开通断控制阀二和通断控制阀三，通过管道二9连通储热室4和透平发电机10，通过管道三11连通储热室4和高压空气储气室2，使高压空气储气室2中的高压空气13通过管道三11注入到空气加热系统6中的管道四18中，同时，通过导热油15对进入管道四18中的高压空气13进行加热增压，并使加热增压之后的高压空气13通过管道二9供给透平发电机10进行发电，该过程中，透平发电机10产生的电能在电网14高峰负荷时接入电网14；如图7所示，储热室4的具体工作原理：当高压空气储气室2中的高压空气13经过储热室4中的管道四18时，由箱体16和管道四18之间的导热油15进行热传递使得高压空气13的温度持续升高，进而提高空气的排出压力，实现高压空气13的二次加压过程；

步骤九：交替进行储能及发电作业；

根据发电、用电情况，重复步骤七和步骤八，进行高压空气储气室2中高压空气13以及储热室4中热能的循环充放，使储能和发电过程灵活交替进行。

为了确保高压空气储气室和储热室的长期稳定安全的运行，在步骤一中，围岩稳定性主要包括围岩结构、围岩强度和流变特性等，支护可靠性包括支护强度、支护刚度和支护稳定性等。

为了保证加固的强度，在步骤二中，进行二次加固时均采用钢筋混凝土结构进行。

为了保证管道的使用寿命，在步骤三中的管道四18，在步骤四中的管道一8、管道二9和管道三11的承受压力均不小于10 MPa的气体压力。

为了降低建造成本，在步骤七中，高压空气储气室2中的高压空气13的压力为3~5MPa。

为了提高高压空气储气室围岩密封堵漏效果，在步骤六中，二氧化碳的注入压力大于高压空气储气室2围岩孔隙压力，小于高压空气储气室2围岩破裂压力。

为了保证高压空气储气室2的密封性，在步骤六中，所使用的纳米密封材料为高分子聚合物，且具有良好的热膨胀性能。

为了确保空气加热系统能够具有良好的热稳定性能，在步骤三中，导热油15为烷基联苯型导热油。

本发明中，先在现有废弃矿井巷道中选择适合储存高压空气的矿井巷道作为高压空气储气室，并在尽可能减少加固工作量的基础上对高压空气储气室围岩进行适度的二次加固，同时，在各个巷道端口修筑分隔墙进行封闭；再选择一段距离地面较近的巷道作为储热室，以用于安装空气加热系统，在用电低谷负荷时向高压空气储气室充入压力相对较小的高压空气进行压力储能，同时利用空气加热系统对储热室进行加热充能；最后，在用电高峰负荷时释放储气室中的高压空气，并通过有限空间的储热室对高压空气进行加热来提高空气的排出压力，最终实现发电所需空气的二次加压，进而实现高压空气的储能发电。本发明将压缩空气储能与废弃矿井巷道二次利用相结合，充分利用了废弃矿井巷道进行了压缩空气的储存。由于我国是一个煤炭资源开采大国与利用大国，废弃矿井巷道数量巨大，是一种现成的超大容量储气室。将电网低谷期的过量电量以压缩空气的形式储存起来，不仅解决了新能源发电存在的波动性和随机性问题，还对地下空间资源进行了科学、经济的改造与利用。本发明提出的对高压空气进行二次加压以达到高压空气储能发电所需空气压力的技术思路，利用的是在电网低谷期对储热室中的导热油进行加热，在需要输出高压空气时，利用导热油的高温将热量传入到输送过程中的高压空气并使其升温增压，进而提高排出空气的压力以满足发电的需求。本方法中只需要在发电时通过二次加压的方式使所储存的高压空气升压到发电所需要的压力要求即可，此技术思路对储气室的空气压力要求降低，即可以不必直接建造承压性能更高的高压空气储气室，显著降低了巷道的承压要求；由于对巷道的承压能力的降低，围岩的二次加固程度减小，使得围岩二次加固所需的混凝土量极大的降低，有效节省了储气室的建造成本，缩小了施工工期；在巷道围岩二次加固厚度相对减少时，可有利于增大巷道空间的储气容积，使得储气量得到了较大的提升，同时，配合有限空间储气室的设置，能确保整体发电效率不会因储气室空气压力小而受到影响，相比单纯利用大量混凝土对巷道围岩二次加固的方式来说能实现巷道空间更加高效、经济的二次利用过程，并实现了利用压力较低的高压空气进行高效的发电作业过程；此外，巷道承压要求降低后，可显著增加废弃巷道的可选用范围，使该方法具有了更广泛的适用范围。同时，对高压储气室围岩周围裂隙采用二氧化碳-纳米密封材料复合堵漏，一方面可以实现对围岩裂隙的密封，进而可以有效防止压缩空气向围岩内渗漏，另一方面还可以在围岩周围形成二氧化碳富集带，这样可以进一步加强高压空气储气室围岩的封堵效果，并能防止其他区域中的瓦斯渗流进高压储气室内，有效避免了压缩空气储能过程中空气渗漏与瓦斯爆炸等事故，大大提高了整个储能过程的安全性与稳定性。本发明中选择靠近地面的巷道空间作为储热室，这样可以使升压后的高压空气迅速传递给透平发电机进行发电作业，能够有效降低加压后高压空气输送过程中的压力损失，确保了发电效率的同时，还避免了能量浪费的情况发生。

Claims (8)

1.一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，具体包括以下步骤；

步骤一：巷道空间探测；

在巷道空间中分别确定出高压空气储气室（2）和储热室（4）的位置；

首先，根据巷道围岩稳定性及支护可靠性进行判断，找出围岩（1）符合高压空气（13）储存条件的巷道空间范围作为高压空气的储气室（2），同时标记好高压空气储气室（2）的多个末端以确定出分割墙位置（3）；

其次，选择靠近地面的巷道空间作为储热室（4），用于放置空气加热系统（6）进行储热；

步骤二：修筑储气室；

先根据所确定的分割墙位置（3），在高压空气储气室（2）的每个末端均砌筑分隔墙（5），以利用分隔墙（5）对高压空气储气室（2）进行密封；再对高压空气储气室（2）的分隔墙（5）和周围的围岩（1）进行二次加固；

同时，建立地下空间监测系统，对高压空气储气室（2）进行实时的监测和分析，为高压空气储气室（2）的建立及长期安全运行提供保障；

步骤三：安装空气加热系统；

先根据所确定的储热室（4）位置，在储热室（4）中安装空气加热系统（6），同时对储热室（4）周围的围岩（1）进行二次加固，保证空气加热系统（6）的安全；所述空气加热系统（6）由箱体（16）、安装于箱体（16）中且两端部均位于箱体（16）外部的管道四（18）、装填于箱体（16）和管道四（18）之间空间中的导热油（15）、装配于箱体（16）内部且位于导热油（15）中的加热电阻丝（17）组成；

步骤四：安装高压空气管道；

S41，安装管道一（8），并使管道一（8）的进气端与位于地面上的空气压缩机（7）的出气口连接，使其出气端密封的连接于一面分隔墙（5）上的预留孔中，进而与高压空气储气室（2）相连通；所述管道一（8）上连接有通断控制阀一；

S42，安装管道三（11），并使管道三（11）的一端穿入储热室（4），并与管道四（18）的一端连接，使其另一端密封的连接于其余一面或两面分隔墙（5）上的预留孔中，进而与高压空气储气室（2）相连通；所述管道三（11）上连接有通断控制阀三；

S43，安装管道二（9），并使管道二（9）的进气端穿入储热室（4），并与管道四（18）的另一端连接，使其出气端与位于地面上的透平发电机（10）的进气口连接；所述管道二（9）上连接有通断控制阀二；

步骤五：建立电力连接；

建立空气压缩机（7）与发电站（12）中风力或光伏发电设备之间的电力连接，建立透平发电机（10）与电网（14）之间的电力连接，建立风力或光伏发电设备与空气加热系统（6）之间的电力连接；

步骤六：储气室二氧化碳-纳米密封材料复合堵漏；

通过管道一（8）向高压空气储气室（2）内泵注携带纳米密封材料的二氧化碳流体，利用二氧化碳的易扩散、强渗透特性将纳米密封材料送入围岩周围的裂隙内，并利用地层的温度作用使纳米密封材料的体积发生膨胀，以实现对围岩裂隙的密封，同时，利用膨胀后的纳米密封材料将一部分二氧化碳封堵在围岩裂隙内，以在围岩周围形成二氧化碳富集带；

步骤七：压缩空气储能；

当电网低谷负荷时，打开通断控制阀一，利用管道一（8）连通高压空气储气室（2）与空气压缩机（7），关闭通断控制阀二和通断控制阀三，使用风力或光伏发电设备产生的一部分富余电能驱动空气压缩机（7）工作，将高压空气（13）注入到高压空气储气室（2）中进行高压封存作业；同时，利用风力或光伏发电设备产生的另一部分富余电能对空气加热系统（6）进行供电，使加热电阻丝（17）升温并对导热油（15）进行加热充能；

步骤八：释放空气发电；

关闭通断控制阀一，打开通断控制阀二和通断控制阀三，通过管道二（9）连通储热室（4）和透平发电机（10），通过管道三（11）连通储热室（4）和高压空气储气室（2），使高压空气储气室（2）中的高压空气（13）通过管道三（11）注入到空气加热系统（6）中的管道四（18）中，同时，通过导热油（15）对进入管道四（18）中的高压空气（13）进行加热增压，并使加热增压之后的高压空气（13）通过管道二（9）供给透平发电机（10）进行发电，该过程中，透平发电机（10）产生的电能在电网（14）高峰负荷时接入电网（14）；

步骤九：交替进行储能及发电作业；

根据发电、用电情况，重复步骤七和步骤八，进行高压空气储气室（2）中高压空气（13）以及储热室（4）中热能的循环充放，使储能和发电过程灵活交替进行。

2.根据权利要求1所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤一中，围岩稳定性主要包括围岩结构、围岩强度和流变特性，支护可靠性包括支护强度、支护刚度和支护稳定性。

3.根据权利要求1或2所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤二中，进行二次加固时均采用钢筋混凝土结构进行。

4.根据权利要求3所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤三中的管道四（18），在步骤四中的管道一（8）、管道二（9）和管道三（11）的承受压力均不小于10 MPa的气体压力。

5.根据权利要求4所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤七中，高压空气储气室（2）中的高压空气（13）的压力为3~5 MPa。

6.根据权利要求1所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤六中，二氧化碳的注入压力大于高压空气储气室（2）围岩孔隙压力，小于高压空气储气室（2）围岩破裂压力。

7.根据权利要求1所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤六中，所使用的纳米密封材料为高分子聚合物，且具有良好的热膨胀性能。

8.根据权利要求5所述的一种低压式废弃矿井压缩空气储能方法，其特征在于，在步骤三中，导热油（15）为烷基联苯型导热油。

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