CN1800637A - 压缩空气发电方法 - Google Patents
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Abstract
一种空气压缩发电方法，其利用空气压缩机，将大自然之中的空气吸收压缩成密度高压力大的有效气压资源，并送入高压罐内储存稳压，再通过放气阀门和输气管道向气轮机内排放，冲动气轮机叶轮运转并拖动发电机转子运转而发电。本发明所用能源十分广泛，采吸方便，对环境无污染，不受自然条件影响，具有经济、简便，成本低、效益好、适应性广等优点。
Description
技术领域 本发明涉及运用压缩空气进行发电的方法，更具体地说是提供一种利用空气压缩机将空气压缩成高气压气体，高气压气体推动气轮发电和转动的发电方法。
背景技术 目前，人们普遍采用煤、柴油、水力、核动力、地热、风力等进行发电。煤、石油、天然气等资源日益紧张，发电成本不断提高，火力、核能等发电方法成本高，污染环境，风力、水力发电由于自然条件限制，应用范围相对较窄。太阳能发电虽然有很多优点，但收集方法不完善，能流密度低，开发成本高，难以推广使用。
发明内容 本发明的目的就在于提供一种压缩空气发电方法，其将空气压缩成高压高密度气体，推动气轮机组发电，其所用空气无穷无尽，并可循环使用，既不消耗更多的能源，又不污染环境，而且不受自然条件的限制。
为达到上述目的，本发明的实施方案为：一种空气压缩发电方法，其特征在于，利用空气压缩机，将大自然之中的空气吸收压缩成密度高压力大的有效气压资源，并送入高压罐内储存稳压，再通过放气阀门和输气管道向气轮机内排放，冲动气轮机叶轮运转并拖动发电机转子运转而发电。本发明包括以下设备：空气压缩机、高压储气罐、气轮机、发电机、变压器、电源控制台和启动电动机，启动电动机与空气压缩机匹配，空气压缩机与高压储气罐之间经输气管连接，高压储气罐与气轮机之间用输气管接通，高压储气罐的出气口中输气管上设置有放气阀门，气轮机与发电机匹配，发电机有两个供电输出端，一端供生产照明用电，一端经变压器接电源控制台，电源控制台控制空气压缩机工作。
空气压缩机的工作电源包括在先电源和自身电源，分别在先供电和持续工作，在先电源为外来电源，启动空气压缩机工作，压缩空气发电机发电以后，由压缩空气发电机自身供电而持续不断地工作，然后断开外电源。
在没有外来电源的条件下，还可以采用柴油机带动空气压缩机工作制气，在拖动发电机转子运转发电后，空气压缩机再由电动机发出的电供电，并停止柴油机工作。
还可以将一个高压储气罐在一个有电条件的地方预先装足气量后，作为空气压缩机的启动气压之用。
所述空气压缩机由三组组成，第一组用于吸收压缩空气，第二组用于对第一组压缩空气增压，第三组用于对第二组压缩空气进一步增压。
本发明所用能源十分广泛，采吸方便，对环境无污染，不受自然条件影响，具有经济、简便，成本低、效益好、适应性广等优点。
附图说明
图1为本发明工作原理图。
图3为本发明各种设备数据显示及工作原理图。
图2为本发明机组工作基本电路原理图。
具体实施方式：
如图1所示，压缩空气发电方法，是采用自然之中广泛丰富的空气做作为发电方法中的动力资源，利用空气压缩机对大自然之中的空气进行开采，通过空气压缩机的吸收和压缩，使一种普通疏松的自然空气，转化成为一种有效的发电动力资源，再通过输气管道及放气轮机内排放，冲动气轮机叶轮运转，并拖动发电机转子运转而发电。这种发电方法实质是一种能量的转化和传递过程。从它的工作过程中就可以看出，它在工作中消耗了部分能量的同时，又再不断的吸收和压缩大自然之中的空气，为发电方法中的动力资源，然后再利用压缩空气的内能作用力来推动气轮机叶轮运转，并拖动发电机转子运转发电，就这样相互转换，相互利用就形成了一种互补推换的发电作用方法，即形成了压缩空气发电方法。
如图1、图2所示，本发明提供的压缩空气发电方法的设备包括：空气压缩机、高压储气罐、气轮机、发电机、变压器、电源控制台和启动电动机，空气压缩机由A组7台空气压缩机、B组7台增压压缩机和C组6台增压压缩机组成，启动电动机的数量和型号与各组空气压缩机匹配，C组空气压缩机与高压储气罐之间经输气管连接，高压储气罐与气轮机之间用输气管接通，高压储气罐的出气口中输气管上设置有放气阀门，气轮机与发电机匹配，发电机有两个供电输出端，一端供生产照明用电，一端经变压器接电源控制台，电源控制台控制空气压缩机电动机工作。变压器具有外电源接口。
如图3所示，本发明提供的压缩空气发电方法的电路工作原理为：首先合通外电源后，按下A1开关，Jc1继电器线圈通电，Jc1接触点闭合，空气压缩机电动机得电后运转，带动空气压缩缸工作制气。当高压储气罐内气压量达到一定压力后，将放器阀门打开，再向气轮机内放气，冲动气轮机叶轮运转，并拖动发电机转子运转发电。发电机发电后，一切指数正常后再合通电源，按A2开关，Jc2继电器线圈通电，Jc2接触点闭合，常闭接触点拉开，Jc1继电器断电，Jc1接触点拉开，由发电机内电源供给空气压缩机的电动机工作制气和发电。
为了更进一步说明压缩空气发电方法是一种成立和成功的技术方案，下面就根据我国现有生产制造使用的空气压缩机、气轮机和气轮发电机等设备进行详细分析说明。
1、发电设备
(1)、QF-IS-2型汽轮发电机1台。洛阳发电设备厂生产。主要技术数据：额定功率1500KW，额定转速3000r/min，电压6300～10500V，电流1718-1031A。
(2)、汽轮机型号：N15-3.43型1台。洛阳发电设备厂生产。主要技术数据：功率15000KW，进汽压力3.43Mpa，进汽量70t/h，额定转速3000r/min。
上述汽轮机的进汽质量是70t/h，进汽压力是3.43Mpa，就能冲动汽轮机叶轮运转并能拖动QF-IS-2型汽轮发电机转子以3000r/min速度动转发电。
从物理学中已知，在一个标准大气压下，空气的密度是1.29kg/m3。1pa＝1N/m2。一个标准大气压(atm)1dtm＝1.01325pa≈0.101Mpa≈760MMHg。根据以上计量单位计算，在一个标准大气压下54320立方米的空气质量是：54320m3(自然空气)×1.29kg/m3(空气密度)＝70000kg(70吨气体质量)。
从以上来看，空气的质量只要压缩54320m3，自然空气就可达到本例据中的气体质量70000kg(70吨)。要想使它的压力(压强)达到本例据3.43Mpa的要求，只要将54320m3的自然空气压缩到1483m3就能达到。即：54320m3(自然空气)÷1583m3(压缩空气)＝3.43Mpa。
从以上计算统计中证明，54320立方米的空气的质量是70000Kg(70吨)，当空气由54320立方米压缩到1583立方米时，它的压力就由一个标准大气压1pa增加到34.3pa.(3.43Mpa)本例据中所用设备拖动气轮发电机转子运转发电的气轮机的进气质量是70t/h，进气压力3.43Mpa，就能拖动本例据中的15000KW的气轮发电机转运转发电。而利用压缩空气70t/h。压力是3.43Mpa是完全与本例据中所用设备使用的介质蒸汽的质量70t/h、压力3.43Mpa是相等相同的气体质量和气体压力。既然是相等相同气体质量和压力。它们之间的作用也是相等相同的，不同的是它们各自之间气体的来源不一样。
2、空气压缩设备。
关于使用空气压缩机压缩空气为发电方法中的动力资源是否能成立和成功，现根据由湘潭压缩机厂生产的的空气压缩机的技术数据，进行统计对比分析。
A、空气压缩机7台。用于吸收压缩空气。
设备型号LFD-20/7，主要技术数据，排气量20m3/min，排气压力0.7Mpa，配用动力电动机型号315M1-4，功率132KW，七台压缩机共压缩空气8400m3/h，质量75.6t/h，压力0.7Mpa，消耗电功率共为624KW。
分析：LRD-20/7型空气压缩机每分钟可以向外界排除压缩空气20m3，排气压力可达到0.7Mpa。现在我们需要求知它压缩了多少个立方米的大自然之中的空气，才能知道它所压缩的气体质量是多少千克。这是很重要的数据。因为本发明中的气轮发电机每小时需要70吨质量的气体和3.43Mpa的压力，才能正常发电。
即20m3/min(压缩空气)×0.7Mpa(7pa压力)＝140立方米(自然空气)。140m3(自然空气)×1.29kg/m3(空气密度)＝180.6kg/min(气体质量)，180.6kg/min(空气质量)×7台(空气压缩机)＝1264.2kg/min(气体质量)×60分钟＝75652kg/h(75.6t/h)气体质量。
B、增压压缩机7台。用于对A组能排气量进行增压。
设备型号K815/12-27主要技术数据，进气压力0.7Mpa，排气压力1.7Mpa，排气量8.5m3/min，配用动力：电动机TS138-8型，功率245KW。
7台增压机，共压缩空气为3570m3，压力1.7Mpa。气体质量75.6t/h，7台压缩机电功率共为1715KW。
B组所有7台压缩机用于将A组所排气量进行增压，由原来的0.7Mpa增加到1.7Mpa。
计算：即8.5m3/min(压缩空气)×1.7Mpa(17pa)＝144.5m3(大自然空气量)，144.5m3(大自然空气)×7台(增压机)＝1011.5m3/min，1011.5m3/min×60分钟＝60690m3(自然空气)，60690m3×1.29kg(空气密度)＝78290kg/h(78.2t/h)气体质量。从以上统计中证明本机组可承接A组增压工作量。
C、增压压缩机6台。用于对D组增压的空气进一步增压。
设备型号：D-3.8/16-43，主要技术数据，进气压力1.7Mpa，排压力4.3Mpa，排气量3.8m3/min，排气量3.8m3/min，电功率180KW。
6台压缩机，压缩气体1367m3/h，压力4.3Mpa，质量75.8t/h；6台压缩机电功率共为1080KW。
此组6台压缩机用于将B组的排气量再次增压，可将B组的1.7Mpa压力增大到4.3Mpa。
数据计算：3.8m3/min(压缩空气)×6台(增压机)＝22.8m3/min，22.8m3/min(压缩空气)×4.3Mpa＝980.4m3(自然空气量)，980.4m3(自然空气量)×60分钟＝58824m3(自然空气量)，58824m3(自然空气量)×1.29kg/m3(空气密度)＝758829.6kg(75.8t)空气质量。
从以上统计中证明，本机组完全可以承接B组再次增压工作量，它能将1.7Mpa气压力增大到4.3Mpa，气体质量可完成75.8t/h。
根据以上我国各厂家所生产制造出来有关实用于“压缩空气发电方法”中的各种设备的技术数据统计对比来看：
一台N15-3.43型配套设备气轮机它在拖到一台QF-15-2型气轮发电机转子运转发电时，每小时只需要70吨质量的气体及3.43Mpa的气压力，就能达到15000KW的功率，以每分3000转的速度运转发电。发电功率是15000KW(每小时发电量15000度)。电压6300-10500V，电流1718-1031A。
空气压缩机和增压压缩机A、B、C三大组，每小时共压缩自然空气是58800立方米，经过A组空气压缩机压缩到8400立方米/每小时，气压力0.7Mpa，空气质量75.8吨/小时。由于气体压力还达不到本例据中气轮机、拖动发电机转子运转发电的气压力技术要求。因此，再经输气管道输送到B组，进行增压，B组将A组的空气体积由原来的8400立方米/小时又压缩到3570立方米/小时，气压增加到1.7Mpa。气体质量75.8吨/小时。该次增压后，还不能达到本例据中的气轮机拖动发电机转子运转发电的气压力技术要求。因此，还得再次增压，并又将B组压缩的气体3670立方米又经输气管道输送到C组增压压缩机再次地行增压，此次增压后，能将B组的3570立方米的气体压缩到1367立方米/小时，气压力增加到4.3Mpa，气体质量75.8吨/小时，本次增压后的气体质量和气体压力都能满足于气轮机，拖动发电机转子运转发电一切技术数据的要求。
空气压缩机的压缩的空气质量和气压力，与拖动发电机转子运转发电的气轮机在运转工作过程中所需要的气体质量和气体压力的技术数据统计计算对比。
空气压缩机A、B、C三大组，共压缩空气质量是75.8t/h，气体压力4.3Mpa。
气轮机拖动发电机转子运转发电时，需要气体质量是70t/h，进气压力是3.43Mpa。
计算：
(1)、5.8t/h(压缩空气质量)-70t/h(气轮机进气质量)＝5.8t/h(剩余压缩气体质量)
(2)、4.3Mpa(压缩气体压力)-3.43Mpa(气轮机进气压力)＝0.87Mpa(压缩气体压力大于气轮机进气压力)
(3)、5000KW(发电机发电功率)-3419KW(压缩机的电动机压缩空气次源工作中消耗电功率)＝11581KW(发电机发电后减去压缩机的电动机消耗后剩余的电功率)
综上所述，从以上压缩空气发电方法中的实际实用设备例据中的各种技术数据对比下证定，利用空气压缩机压缩机压缩大自然之中的空气为发电方法中的动力资源是完全能够成立的，也是完全能够成功的。而这些设备组舍后，其效果远远超过了全部技术要素效果的总和，出现了新的作用和用途，获得了非同寻常的功能，产生了更新更高的出乎意料的技术效果，起到了一种高效节能发电方法的作用。从各个方面来看，充分证明了压缩空气发电方法，具有很高的实用性、经济性。它还集聚了各种发电方法中的优点，同时也弥补了各种发电方法的缺点，如，它节省能源，不污染环境，发电方法还不受自然条件和地理位置的影响。发电方法中的动力资源也十分广泛丰富，取之不完，用之不竭。
Claims (5)
1、一种空气压缩发电方法，其特征在于，利用空气压缩机，将大自然之中的空气吸收压缩成密度高压力大的有效气压资源，并送入高压罐内储存稳压，再通过放气阀门和输气管道向气轮机内排放，冲动气轮机叶轮运转并拖动发电机转子运转而发电。本发明包括以下设备：空气压缩机、高压储气罐、气轮机、发电机、变压器、电源控制台和启动电动机，启动电动机与空气压缩机匹配，空气压缩机与高压储气罐之间经输气管连接，高压储气罐与气轮机之间用输气管接通，高压储气罐的出气口中输气管上设置有放气阀门，气轮机与发电机匹配，发电机有两个供电输出端，一端供生产照明用电，一端经变压器接电源控制台，电源控制台控制空气压缩机电动机工作。
2、根据权利要求1所述的空气压缩发电方法，其特征在于，空气压缩机的工作电源包括在先电源和自身电源，分别在先供电和持续工作，在先电源为外来电源，启动空气压缩机工作，压缩空气发电机发电以后，由压缩空气发电机自身供电而持续不断地工作，然后断开外电源。
3、根据权利要求1所述的空气压缩发电方法，其特征在于，在没有外来电源的条件下，还可以采用柴油机带动空气压缩机工作制气，在拖动发电机转子运转发电后，空气压缩机再由电动机发出的电供电，并停止柴油机工作。
4、根据权利要求1所述的空气压缩发电方法，其特征在于，还可以将一个高压储气罐在一个有电条件的地方预先装足气量后，作为空气压缩机的启动气压之用。
5、根据权利要求1所述的空气压缩发电方法，其特征在于，所述空气压缩机由三组组成，第一组用于吸收压缩空气，第二组用于对第一组压缩空气增压，第三组用于对第二组压缩空气进一步增压。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101506469B (zh) * | 2006-08-21 | 2011-06-15 | 韩国机械研究院 | 压缩空气储存发电系统以及使用该系统的发电方法 |
| CN102226443A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-10-26 | 侯小迅 | 风力储能发电装置与方法 |
| CN102305193A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-01-04 | 初立森 | 空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置 |
| CN102410046A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-04-11 | 吉林省电力有限公司电力科学研究院 | 压缩空气电能储能装置 |
| CN103174937A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-06-26 | 青岛格兰德新能源有限公司 | 压缩空气综合制取、输送和应用系统 |
| CN105041574A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-11 | 赵世光 | 一种配备风能转换系统的汽压动力机 |
| CN111677641A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-18 | 倪鸣 | 一种获取能量的方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101506469B (zh) * | 2006-08-21 | 2011-06-15 | 韩国机械研究院 | 压缩空气储存发电系统以及使用该系统的发电方法 |
| CN102226443A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-10-26 | 侯小迅 | 风力储能发电装置与方法 |
| CN102305193A (zh) * | 2011-09-05 | 2012-01-04 | 初立森 | 空气压缩蓄能风力发电方法及其发电装置 |
| CN102410046A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-04-11 | 吉林省电力有限公司电力科学研究院 | 压缩空气电能储能装置 |
| CN103174937A (zh) * | 2013-02-26 | 2013-06-26 | 青岛格兰德新能源有限公司 | 压缩空气综合制取、输送和应用系统 |
| CN105041574A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-11 | 赵世光 | 一种配备风能转换系统的汽压动力机 |
| CN105041574B (zh) * | 2015-06-08 | 2017-12-22 | 赵世光 | 一种配备风能转换系统的汽压动力机 |
| CN111677641A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-09-18 | 倪鸣 | 一种获取能量的方法 |
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