CN116241436A - 全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统、分离及冷却集装装置，涉及压缩空气储能电站技术领域。它包括空气过滤器、首段压缩机、换热器、首段冷却器、首段气水分离器、末段压缩机、末段冷却器、末段气水分离器和储气库，还包括空气预处理装置，空气预处理装置包括预冷装置、深冷装置和回温装置；预冷装置的闭式水入口与回温装置闭式水出口连接，预冷装置闭式水出口与回温装置闭式水入口连接。本发明通过整定首段压缩机入口空气的温度和湿度，使压缩机长期稳定运行在设计工况。本发明还公开了这种全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统的使用方法。

Description

全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统及方法

技术领域

本发明涉及压缩空气储能电站技术领域，更具体地说它是一种全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统。本发明还涉及这种全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统的使用方法。

背景技术

储能技术是支撑我国大规模发展新能源、保障能源安全的关键技术之一，具有提高新能源消纳比例、保障电力系统安全稳定运行、提高发输配电设施利用率、促进多网融合等多方面作用；同时，储能技术是将随机波动能源变为友好能源的关键技术之一；应用储能技术，可打破原有电力系统发输变配用必须实时平衡的瓶颈。

非补燃压缩空气储能系统具有规模大、响应快、效率高、成本低、环保等优点，可实现电力调峰、调频、调相、旋转备用、应急响应等储能服务，提升电力系统效率、稳定性、安全性。整体系统主要由压缩系统、发电系统、换热系统、储热系统及储气系统构成，运行分为储能过程和释能过程；储能过程是在电网负荷低谷期间，通过空气压缩机将电能转化为空气势能和内能，并将高压空气经换热器吸热冷却后储存在盐穴、洞穴、矿井或压力容器等储气库中；释能过程是在电网负荷高峰期间，放出储气库中的高压空气，经换热器加热后，推动空气透平发电。

空气压缩机是储能过程中的核心装备，进气条件受环境影响较大，前沿的研究方向为大容量、高负荷、宽工况；为了满足随环境不断变化的进气温度、湿度条件，压缩机的设计点一般选在四季平均温度、湿度点，通过设计优化来提高压缩机的变工况调节性能。

压缩空气储能电站空气压缩侧的典型配置方式如图3所示，首段压缩机入口为环境湿空气，空气中含有一定量的水蒸汽；进入储气库的空气流量是压缩机性能考核的重要指标，在压缩机电动机功率固定的前提下，首段压缩机进气流量随空气的温度和含湿量变化而变化，在夏季高温高湿天气，空气中温度及含湿量高，水蒸汽经压缩机压缩冷却后，将凝结成液态水析出，并未作为能量储存到储气库中，导致压缩机对这部分湿蒸汽做了大量无用功，增加了压缩机的功耗；冷凝水在各段压缩机后均有析出，经气水分离器析出的冷凝水为带压水，需配套相应的压力容器才能有效排放和采集，增加了系统设计的复杂度；在夏季工况，同样压比的情况下首段压缩机轴功率将远大于设计工况，同时首段压缩机的排气温度也将远超设计工况，影响换热系统的换热器和冷却器的选型设计。在选用导热油作为蓄热介质的工艺流程中，如果压缩机排气温度过高，超过导热油的许用温度，将严重影响导热油的使用寿命。如果通过降低首段压缩机压比来控制其排气温度，又将带来末段压缩机轴功率升高问题，影响末段压缩机的经济性和效率；在冬季工况，同样压比情况下首段压缩机由于进气温度低，排气温度也将远低于设计工况，这将导致蓄热量不足的问题；同样，如果通过提高首段压缩机压比来控制其排气温度，则后续各段压缩机均将偏离设计工况，导致整体效率下降；另外，压缩机入口湿空气经压缩升温后进入换热器和冷却器冷却，水蒸汽凝结成液态水将释放大量汽化潜热，这部分热量也随空气含湿量变化而变化，这对换热器和冷却器的设计和安全稳定运行带来了较大的困难。

常规的非补燃压缩空气储能电站在首段压缩机入口仅配置过滤器对空气中的杂质进行预处理，入口空气温度变化对压缩机的影响通过压缩机的变工况调节来适应，入口空气湿度变化对压缩机的影响通过在每段压缩机出口换热器和冷却器后设置气水分离器来解决。

国内在压缩空气储能系统设计中，已有对压缩机入口空气进行冷却的研究。专利《一种适用于电网调峰带强迫预冷的压缩空气储能系统》(申请号：201721704616.2)中提出一种适用于电网调峰带强迫预冷的压缩空气储能系统，通过冷却系统同时对4级压缩机入口空气进行冷却来减少压缩机功耗，提高压缩机效率。该专利通过冷却系统直接冷却压缩空气，压缩热不回收，系统能耗较大，局限性较高。

目前，对于压缩空气储能来说，压缩系统宽工况设计是重点和难点，往往需要通过牺牲经济性和效率来满足设计条件；因此，研发全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统很有必要。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统。

本发明的第一目的是提供这种全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统的使用方法。

为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，包括空气过滤器、与空气过滤器连接的首段压缩机、与首段压缩机连接的换热器、与换热器连接的首段冷却器、与首段冷却器连接的首段气水分离器、与首段气水分离器连接的末段压缩机、与末段压缩机连接的末段冷却器、与末段冷却器连接的末段气水分离器和与末段气水分离器连接的储气库，其特征在于：还包括空气预处理装置，所述空气预处理装置位于空气过滤器和首段压缩机之间，所述空气预处理装置包括与空气过滤器连通的预冷装置、与预冷装置连通的深冷装置和与深冷装置连通的回温装置；

所述预冷装置的闭式水入口与回温装置闭式水出口连接，所述预冷装置闭式水出口与回温装置闭式水入口连接。

在上述技术方案中，所述预冷装置闭式水出口依次通过循环水泵和膨胀水箱与回温装置闭式水入口连接。

在上述技术方案中，还包括闭式水泵和闭式水换热器,所述闭式水泵出口通过闭式水换热器与末段冷却器闭式水入口连接，所述末段冷却器闭式水出口与闭式水泵入口连接；

所述闭式水泵出口与回温装置闭式水入口连接，

所述回温装置闭式水出口与末段冷却器闭式水入口连接。

在上述技术方案中，所述空气预处理装置还包括气动阀组，气动阀组包括第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第四气动阀；所述预冷装置闭式水出口通过第一气动阀与回温装置闭式水入口连接；所述第二气动阀位于膨胀水箱与回温装置闭式水出口之间；所述回温装置闭式水入口通过第三气动阀与闭式水泵出口连接；所述回温装置闭式水出口通过第四气动阀与末段冷却器闭式水入口连接。

在上述技术方案中，所述空气预处理装置还包括制冷机组，所述深冷装置的制冷剂出入口均与制冷机组连接。

为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首段压缩机入口的空气在预处理装置中依次经过a、b、c、d四点所在的截面，其中a位于预冷装置入口，b位于深冷装置入口，c位于回温装置入口，d位于回温装置出口，a点的温度为T_a，b点的温度为T_b，c点的温度为T_c，d点的温度为T_d；

由于空气依次通过T_a、T_b、T_c、和T_d的质量流量相同，闭式水系统在热平衡状态下从预冷装置吸热量和对回温装置放热量相同，因此可得出：

T_a-T_b＝T_d-T_c

深冷装置将空气温度由T_b降温至T_c，并将降温过程中析出的液态水分离，排空冷凝水；保证入口空气的露点温度≤T_c；

由于水和空气换热存在换热端差限制，设换热端差为n℃，则在预冷装置处，预冷装置闭式水入口温度为T_b-n，预冷装置闭式水出口温度≤T_a-n；在回温装置处，回温装置闭式水入口温度为T_d+n，回温装置闭式水出口温度≥T_c+n；预冷装置和回温装置闭式水进出口的闭式水温度基本相同，因此：

T_d+n≤T_a-n，即T_a-T_d≥2n

T_b-n≥T_c+n，即T_b-T_c≥2n

T_b-n＜T_d+n，即T_b-T_d＜2n

确定首段压缩机进气温度T_d、进气最高露点温度T_c和换热端差n，即可确定预冷装置71的设计参数；

在确定了温度参数T_a、T_b、T_c、T_d和换热端差n后，当首段压缩机入口空气环境温度T变化时，采取不同的调节手段；

步骤2：当T≥T_a时，打开第一气动阀和第二气动阀，关闭闭式水泵、第三气动阀和第四气动阀；循环水泵工频运行，保证空气通过预冷装置后的温降不变；通过调整深冷装置的冷却量，确保T_c的值；利用回温装置将空气温度加热至T_d进入首段压缩机；

步骤3：当T_c≤T＜T_a时，关闭循环水泵、第一气动阀和第二气动阀，空气直接通过深冷装置冷却至T_c；打开第三气动阀和第四气动阀，闭式水泵工频运行，利用末段冷却器闭式水出口的高温闭式水将空气温度加热至T_d进入首段压缩机；

步骤4：当T＜T_c时，关闭循环水泵、第一气动阀和第二气动阀，关闭深冷装置；打开第三气动阀和第四气动阀，闭式水泵变频运行，利用末段冷却器闭式水出口的高温闭式水将空气温度加热至T_d进入首段压缩机。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明通过整定首段压缩机入口空气的温度和湿度，使压缩机长期稳定运行在设计工况。

2)本发明通过预处理提前将空气中所含的大部分水蒸汽冷凝析出，避免压缩机对这部分水蒸汽做无用功，同时可在常压条件下回收冷凝水，回收系统配置简单。

3)本发明解决首段压缩机和末段压缩机在极端工况下功耗过高的问题。

4)本发明解决换热系统入口空气温度及热量随环境温度及湿度波动，导致系统配置复杂的问题。

5)本发明解决末段压缩机余热利用的问题。

6)本发明通过配置闭式循环水系统，降低了制冷机组的功耗，提高了系统的经济性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为空气预处理装置的结构示意图。

图3为现有技术的结构示意图。

其中，1-空气过滤器，21-首段压缩机，22-末段压缩机，3-换热器，41-首段冷却器，42-末段冷却器，421-闭式水泵，422-闭式水换热器，51-首段气水分离器，52-末段气水分离器，6-储气库，7-空气预处理装置，71-预冷装置，711-循环水泵，712-膨胀水箱，72-深冷装置，73-回温装置，74-气动阀组，741-第一气动阀，742-第二气动阀，743-第三气动阀，744-第四气动阀，75-制冷机组。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：如图1所示，全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，包括空气过滤器1、与空气过滤器1连接的首段压缩机21、与首段压缩机21连接的换热器3、与换热器3连接的首段冷却器41、与首段冷却器41连接的首段气水分离器51、与首段气水分离器51连接的末段压缩机22、与末段压缩机22连接的末段冷却器42、与末段冷却器42连接的末段气水分离器52和与末段气水分离器52连接的储气库6，其特征在于：还包括空气预处理装置7，所述空气预处理装置7位于空气过滤器1和首段压缩机21之间，所述空气预处理装置7包括与空气过滤器1连通的预冷装置71、与预冷装置71连通的深冷装置72和与深冷装置72连通的回温装置73；压缩机采取串联形式，可以是轴流式压缩机、离心式压缩机、往复式压缩机及其组合，图1中为两段串联，也可采用两段及两段以上串联形式；气水分离器是否配置视首段压缩机21进气露点温度和气水分离器进气参数条件定；首段压缩机21进气露点温度选择可根据当地气象条件和压缩系统配置情况，特别是末段压缩机22排气温度情况优选确定；换热器3和冷却器指管壳式、发卡式、翅片管式、缠绕管式、集箱管式换热器等多种形式或其串联的组合；换热器3中的储换热介质指水、导热油、熔融盐等，冷却器的冷却介质为开式循环水或闭式循环水。

如图2所示，所述预冷装置71的闭式水入口与回温装置73闭式水出口连接，所述预冷装置71闭式水出口与回温装置73闭式水入口连接；本发明在空气过滤器1与首段压缩机21之间设置空气预处理装置7，通过预冷、深冷和回温三个环节降低入口空气的含水量、整定入口空气的温度，保证压缩机组始终运行在设计点，提高了压缩机的做功能力、效率和安全性；在不同进气条件下，通过调整深冷装置的制冷量或回温的制热量来保证深冷和回温的温度，保证进入压缩机的空气温度和相对湿度为恒定值；深冷装置72的冷凝水由靠近回温装置73一侧的底部排出。

所述预冷装置71闭式水出口依次通过循环水泵711和膨胀水箱712与回温装置73闭式水入口连接。

还包括闭式水泵421和闭式水换热器422,所述闭式水泵421出口通过闭式水换热器422与末段冷却器42闭式水入口连接，所述末段冷却器42闭式水出口与闭式水泵421入口连接；

所述闭式水泵421出口与回温装置73闭式水入口连接，

所述回温装置73闭式水出口与末段冷却器42闭式水入口连接。

所述空气预处理装置7还包括气动阀组74，气动阀组74包括第一气动阀741、第二气动阀742、第三气动阀743、第四气动阀744；所述预冷装置71闭式水出口通过第一气动阀741与回温装置73闭式水入口连接；所述第二气动阀742位于膨胀水箱712与回温装置73闭式水出口之间；所述回温装置73闭式水入口通过第三气动阀743与闭式水泵421出口连接；所述回温装置73闭式水出口通过第四气动阀744与末段冷却器42闭式水入口连接。

通过循环水泵711调整闭式水系统的启停，通过气动阀组74调整回温装置73的热源；其中，空气预处理装置7气水换热部分可采用管式换热器或板式换热器形式；深冷装置72的制冷机组75的冷能可以来自末段压缩机22余热驱动的溴化锂机组，也可以由电网谷电或新能源弃电提供能源，制冷剂可以选用水、氟利昂等；深冷装置72含气水分离装置，气水分离装置可以采用折流分离、离心分离、填料分离、丝网分离、微孔过滤分离等多种形式，并配置冷凝水排放和回收系统。

所述空气预处理装置7还包括制冷机组75，所述深冷装置72制冷剂的出入口均与制冷机组75连接。

全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

如图1所示，步骤1：首段压缩机21入口的空气在预处理装置7中依次经过a、b、c、d四点所在的截面，其中a位于预冷装置71入口，b位于深冷装置72入口，c位于回温装置73入口，d位于回温装置73出口，a点的温度为T_a，b点的温度为T_b，c点的温度为T_c，d点的温度为T_d；

由于空气依次通过T_a、T_b、T_c、和T_d的质量流量相同(在通过b点和c点时可能会析出部分液态水，但占空气总质量比例较小，此处可忽略不计)，闭式水系统在热平衡状态下从预冷装置71吸热量和对回温装置73放热量相同，因此可得出：

T_a-T_b＝T_d-T_c

深冷装置72将空气温度由T_b降温至T_c，并将降温过程中析出的液态水分离，排空冷凝水；保证入口空气的露点温度≤T_c；

由于水和空气换热存在换热端差限制，设换热端差为n℃，则在预冷装置71处，预冷装置71闭式水入口温度为T_b-n，预冷装置71闭式水出口温度≤T_a-n；在回温装置73处，回温装置73闭式水入口温度为T_d+n，回温装置73闭式水出口温度≥T_c+n；预冷装置71和回温装置73闭式水进出口的闭式水温度基本相同，因此：

T_d+n≤T_a-n，即T_a-T_d≥2n

T_b-n≥T_c+n，即T_b-T_c≥2n

T_b-n＜T_d+n，即T_b-T_d＜2n

确定首段压缩机21进气温度T_d、进气最高露点温度T_c和换热端差n，即可确定预冷装置71的设计参数；

在确定了温度参数T_a、T_b、T_c、T_d和换热端差n后，当首段压缩机21入口大气温度T变化时，采取不同的调节手段；

步骤2：当T≥T_a时，打开第一气动阀741和第二气动阀742，关闭闭式水泵421、第三气动阀743和第四气动阀744；循环水泵711工频运行，保证空气通过预冷装置71后的温降不变；通过调整深冷装置72的冷却量，确保T_c的值；利用回温装置73将空气温度加热至T_d进入首段压缩机21；

步骤3：当T_c≤T＜T_a时，关闭循环水泵711、第一气动阀741和第二气动阀742，空气直接通过深冷装置72冷却至T_c；打开第三气动阀743和第四气动阀744，闭式水泵421工频运行，利用末段冷却器42闭式水出口的高温闭式水将空气温度加热至T_d进入首段压缩机21；

步骤4：当T＜T_c时，关闭循环水泵711、第一气动阀741和第二气动阀742，关闭深冷装置72；打开第三气动阀743和第四气动阀744，闭式水泵421变频运行，利用末段冷却器42闭式水出口的高温闭式水将空气温度加热至T_d进入首段压缩机21。

实际使用中，预冷装置71和回温装置73采用内循环的闭式水系统，闭式水系统配置循环水泵711和膨胀水箱712；

回温装置73的热源来自内循环的闭式水系统，或由末段冷却器42闭式水出口的高温闭式水提供，通过气动阀组74完成热源的切换；深冷装置72由制冷机组75提供冷源；末段冷却器42配置了闭式水泵421和闭式水换热器422。

本发明通过在典型的系统配置基础上，调整了末段冷却器42的冷却方式，增加了空气预处理装置7，通过空气的预处理，降低了入口空气湿度，整定了入口空气温度和湿度，保证首段压缩机21的进气参数基本保持不变。

如图1所示，首段压缩机21入口的空气在预处理装置7中依次经过a、b、c、d四点所在的截面，可根据压缩空气储能电站所在地的自然条件确定各点的设计参数和运行模式，保证首段压缩机21入口空气的温度和湿度均为定值，使机组常年稳定运行在设计工况下，保持最高效率作业。同时，也保证换热系统始终处于定参数运行状态，提高系统的稳定性和经济性。

本发明通过两套闭式水系统热源的切换来实现进入首段压缩机21的空气温度和湿度的恒定；在高温工况下能充分利用预处理装置7自带的闭式循环水系统的吸热和放热来实现首段压缩机21入口参数的恒定，在中低温工况下则能充分利用末段压缩机22余热实现首段压缩机21入口参数的恒定；系统耗能主要集中在深冷装置72的制冷机组75；两套热源的切换通过系统中水侧的气动阀组74自动完成，快速高效；在常压下凝结出的冷凝水便于排放、采集和回收利用。

以下分别选取我国南方地区和北方地区典型气象条件作为案例，分析系统参数设置和控制策略。

实施例1

以南方某地为例，年平均气温20℃，相对湿度80％；夏季平均气温30℃，相对湿度85％；最高气温40℃，相对湿度85％；冬季平均气温10℃，相对湿度75％；最低气温-5℃，相对湿度75％。

取年平均温度为首段压缩机21进气温度，冬季平均温度为空气露点温度，即T_d＝20℃，T_c＝10℃。气水换热端差n取5℃。则根据上文边界条件可得出：

T_a≥30℃

20℃≤T_b＜30℃

T_a-T_b＝10℃

取T_a＝30℃，则T_b＝20℃。

针对本实施例的压缩空气储能系统，控制逻辑如下：

1)进气温度高于30℃时，空气经过预冷装置71温度降低10℃，再依次经深冷装置72降温至10℃，经回温装置73升温至20℃后进入首段压缩机21。此时深冷装置72冷却温差最大为极端高温(40℃)情况下的30℃。

2)进气温度介于10℃-30℃之间时，空气不再预冷，直接经深冷装置72降温至10℃后再由末段冷却器42提供热源经回温装置73升温至20℃后进入首段压缩机21。此时深冷装置72冷却温差为0-20℃，末段冷却器42热源加热温差为10℃。

3)进气温度低于10℃时，空气不再预冷和深冷，直接由末段冷却器42提供热源经回温装置73升温至20℃后进入首段压缩机21。此时末段冷却器42热源加热温差最大为极端低温(-5℃)情况下为25℃。由于末段压缩机22在储气初始阶段的排气温度最低，只需满足此温度与储气温度的差值大于25℃即可实现热平衡。

深冷装置72的制冷机组75可采用余热驱动的溴化锂机组或谷电和弃电驱动的制冷机组。

实施例2

以北方某地为例，年平均气温10℃，相对湿度50％；夏季平均气温17℃，相对湿度60％；最高气温35℃，相对湿度60％；冬季平均气温3℃，相对湿度40％；最低气温-30℃，相对湿度40％。

取年平均温度为首段压缩机21进气温度，冬季平均温度为空气露点温度，即T_d＝10℃，T_c＝3℃。气水换热端差n取5℃。则根据上文边界条件可得出：

T_a≥20℃

13℃≤T_b＜20℃

T_a-T_b＝7℃

取T_a＝22℃，则T_b＝15℃。

针对本实施例的压缩空气储能系统，控制逻辑如下：

1)进气温度高于22℃时，空气经过预冷装置71温度降低7℃，再依次经深冷装置72降温至3℃，经回温装置73升温至10℃后进入首段压缩机21。此时深冷装置72冷却温差最大为极端高温(35℃)情况下，为32℃。

2)进气温度介于3℃和22℃之间时，空气不再预冷，直接经深冷装置72降温至3℃后再由末段冷却器42提供热源经回温装置73升温至10℃后进入首段压缩机21。此时深冷装置72冷却温差为0-19℃，末段冷却器42热源加热温差为7℃。

3)进气温度低于3℃时，空气不再预冷和深冷，直接由末段冷却器42提供热源经回温装置73升温至10℃后进入首段压缩机21。此时末段冷却器42热源加热温差最大为极端低温(-30℃)情况下为40℃。由于末段压缩机22在储气初始阶段的排气温度最低，只需满足此温度与储气温度的差值大于40℃即可实现热平衡。

深冷装置72的制冷机组可采用电力驱动，所需电能来自谷电或新能源发电。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (6)

1.全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，包括空气过滤器(1)、与空气过滤器(1)连接的首段压缩机(21)、与首段压缩机(21)连接的换热器(3)、与换热器(3)连接的首段冷却器(41)、与首段冷却器(41)连接的首段气水分离器(51)、与首段气水分离器(51)连接的末段压缩机(22)、与末段压缩机(22)连接的末段冷却器(42)、与末段冷却器(42)连接的末段气水分离器(52)和与末段气水分离器(52)连接的储气库(6)，其特征在于：还包括空气预处理装置(7)，所述空气预处理装置(7)位于空气过滤器(1)和首段压缩机(21)之间，所述空气预处理装置(7)包括与空气过滤器(1)连通的预冷装置(71)、与预冷装置(71)连通的深冷装置(72)和与深冷装置(72)连通的回温装置(73)；

所述预冷装置(71)的闭式水入口与回温装置(73)闭式水出口连接，所述预冷装置(71)闭式水出口与回温装置(73)闭式水入口连接。

2.根据权利要求1所述的全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，其特征在于：所述预冷装置(71)闭式水出口依次通过循环水泵(711)和膨胀水箱(712)与回温装置(73)闭式水入口连接。

3.根据权利要求2所述的全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，其特征在于：还包括闭式水泵(421)和闭式水换热器(422),所述闭式水泵(421)出口通过闭式水换热器(422)与末段冷却器(42)闭式水入口连接，所述末段冷却器(42)闭式水出口与闭式水泵(421)入口连接；

所述闭式水泵(421)出口与回温装置(73)闭式水入口连接，

所述回温装置(73)闭式水出口与末段冷却器(42)闭式水入口连接。

4.根据权利要求3所述的全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，其特征在于：所述空气预处理装置(7)还包括气动阀组(74)，气动阀组(74)包括第一气动阀(741)、第二气动阀(742)、第三气动阀(743)、第四气动阀(744)；所述预冷装置(71)闭式水出口通过第一气动阀(741)与回温装置(73)闭式水入口连接；所述第二气动阀(742)位于膨胀水箱(712)与回温装置(73)闭式水出口之间；所述回温装置(73)闭式水入口通过第三气动阀(743)与闭式水泵(421)出口连接；所述回温装置(73)闭式水出口通过第四气动阀(744)与末段冷却器(42)闭式水入口连接。

5.根据权利要求4所述的全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统，其特征在于：所述空气预处理装置(7)还包括制冷机组(75)，所述深冷装置(72)的制冷剂出入口均与制冷机组(75)连接。

6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述全天候压缩机入口定参数运行的压缩空气储能系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：首段压缩机(21)入口的空气在预处理装置(7)中依次经过a、b、c、d四点所在的截面，其中a位于预冷装置(71)入口，b位于深冷装置(72)入口，c位于回温装置(73)入口，d位于回温装置(73)出口，a点的温度为T_a，b点的温度为T_b，c点的温度为T_c，d点的温度为T_d；

由于空气依次通过T_a、T_b、T_c、和T_d的质量流量相同，闭式水系统在热平衡状态下从预冷装置(71)吸热量和对回温装置(73)放热量相同，因此可得出：

T_a-T_b＝T_d-T_c

深冷装置(72)将空气温度由T_b降温至T_c，并将降温过程中析出的液态水分离，排空冷凝水；保证入口空气的露点温度≤T_c；

由于水和空气换热存在换热端差限制，设换热端差为n(℃)，则在预冷装置(71)处，预冷装置(71)闭式水入口温度为T_b-n，预冷装置(71)闭式水出口温度≤T_a-n；在回温装置(73)处，回温装置(73)闭式水入口温度为T_d+n，回温装置(73)闭式水出口温度≥T_c+n；预冷装置(71)和回温装置(73)闭式水进出口的闭式水温度基本相同，因此：

T_d+n≤T_a-n，即T_a-T_d≥2n

T_b-n≥T_c+n，即T_b-T_c≥2n

T_b-n＜T_d+n，即T_b-T_d＜2n

确定首段压缩机(21)进气温度T_d、进气最高露点温度T_c和换热端差n，即可确定预冷装置71的设计参数；

在确定了温度参数T_a、T_b、T_c、T_d和换热端差n后，当首段压缩机(21)入口空气环境温度T变化时，采取不同的调节手段；

步骤2：当T≥T_a时，打开第一气动阀(741)和第二气动阀(742)，关闭闭式水泵(421)、第三气动阀(743)和第四气动阀(744)；循环水泵(711)工频运行，保证空气通过预冷装置(71)后的温降不变；通过调整深冷装置(72)的冷却量，确保T_c的值；利用回温装置(73)将空气温度加热至T_d进入首段压缩机(21)；

步骤3：当T_c≤T＜T_a时，关闭循环水泵(711)、第一气动阀(741)和第二气动阀(742)，空气直接通过深冷装置(72)冷却至T_c；打开第三气动阀(743)和第四气动阀(744)，闭式水泵(421)工频运行，利用末段冷却器(42)闭式水出口的高温闭式水将空气温度加热至T_d进入首段压缩机(21)；

步骤4：当T＜T_c时，关闭循环水泵(711)、第一气动阀(741)和第二气动阀(742)，关闭深冷装置(72)；打开第三气动阀(743)和第四气动阀(744)，闭式水泵(421)变频运行，利用末段冷却器(42)闭式水出口的高温闭式水将空气温度加热至T_d进入首段压缩机(21)。

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