CN220791456U - 一种压缩空气储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩空气储能系统，采用了两种输入方式，第一条输入路径为：从风机、第二阀门到换热器；第二条输入路径为：从空气储罐、减压调节阀、第一阀门到换热器，其中，空气储罐中的高压压缩空气由高压压缩机制取，通过过滤器过滤后由空气储罐储存；当电价处于波谷时，开启风机，打开第二阀门，由风机直接给热风炉供气；同时，高压压缩机制取高压压缩空气，经过滤器过滤后由空气储罐储存；当电价处于波峰时，通过减压调节阀把高压压缩空气减压至使用工况压力，打开第一阀门，通过换热器进入热风炉使用；实现了能源综合利用和稳定电力系统削峰填谷的目的；本系统兼顾了热效率的提升以及削峰填谷能力，具有良好的推广应用价值。

Description

一种压缩空气储能系统

技术领域

本实用新型属于压缩空气储能领域，具体涉及一种压缩空气储能系统。

背景技术

高炉热风炉是钢铁冶炼过程中的重要设备，其作用是将空气预热后送入高炉内，以提高燃烧效率，降低炉料消耗，同时也能降低高炉内的污染物排放量。目前传统工艺是利用鼓风机把空气鼓入热风炉中，鼓风机连续运行能耗较大，运行费用较高。

现有工艺中，热风炉鼓风机持续运行，主要存在以下缺点：

(1)在波峰电价区间鼓风机持续运行，运行费用较高，不利于提高钢铁企业经济效益。

(2)对于高耗能的钢铁生产企业，按传统工艺持续运行不利于实现电力系统削峰填谷，减少发电装机及电网容量，提升电力系统效率和经济性。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供一种压缩空气储能系统，能够解决现有的钢铁冶炼设备，无法同时实现提高热效率以及削峰填谷的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术内容：

一种压缩空气储能系统，包括高压压缩机、过滤器、空气储罐、减压调节阀、第一阀门、风机、第二阀门、换热器和热风炉；

所述换热器的第一入口通过所述第一阀门与所述减压调节阀相连，所述减压调节阀、所述空气储罐、所述过滤器和所述高压压缩机依次相连；

所述换热器的第二入口通过所述第二阀门与所述风机相连；

所述换热器的出口与所述热风炉相连。

进一步地，所述过滤器与所述减压调节阀之间设置有多个所述空气储罐；多个所述空气储罐之间采用并联连接方式。

进一步地，所述减压调节阀与所述第一阀门之间设置有流量调节阀。

进一步地，所述流量调节阀与所述第一阀门之间设置有流量计。

进一步地，所述流量调节阀采用电动调节阀。

进一步地，所述流量调节阀与所述流量计分别与显示器相连。

进一步地，所述空气储罐底部设置有排污阀。

进一步地，所述空气储罐中储存有压力为10—20Mpa的高压压缩空气。

进一步地，所述换热器与热风炉之间设置有热风阀。

进一步地，所述风机采用鼓风机。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提供一种压缩空气储能系统，包括换热器，换热器采用了两种输入方式，第一条输入路径为：从风机、第二阀门到换热器；第二条输入路径为：从空气储罐、减压调节阀、第一阀门到换热器，其中，空气储罐中的高压压缩空气由高压压缩机制取，通过过滤器过滤后由空气储罐储存；当电价处于波谷时，开启风机，打开第二阀门，由风机直接给热风炉供气；同时，高压压缩机制取高压压缩空气，经过滤器过滤后由空气储罐储存；当电价处于波峰时，通过减压调节阀把高压压缩空气减压至使用工况压力，打开第一阀门，通过换热器进入热风炉使用；实现了能源综合利用和稳定电力系统削峰填谷的目的；本系统的结构和原理简单，方便实施，兼顾了热效率的提升以及削峰填谷能力，具有良好的推广应用价值。

优选地，本实用新型在过滤器减压调节阀之间并联多个空气储罐，提升系统整体的储气量，满足大容量供气需求。

优选地，本实用新型中，在减压调节阀和第一阀门之间设置了流量调节阀，便于高压压缩空气的流量控制，使得本系统具有较好的操控性。

进一步优选地，本实用新型中，流量调节阀与第一阀门之间设置了流量计，方便更好的监控，提升了整体安全性能。

进一步优选地，本实用新型中，流量调节阀采用电动阀，便于更好地操控；同时，还将电动阀以及流量计连接了显示器，便于操作人员更好地通过数据进行实时监控，提升了整体的安全性以及可操作性。

优选地，本实用新型中，空气储罐底部设置了排污阀，这样，能够将空气储罐中的凝结水通过排污阀排出，确保空气储罐中压缩空气的干度，提升了系统的供气质量。

优选地，本实用新型的风机采用鼓风机，便于为热风炉供气。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种压缩空气储能系统的结构示意图。

附图标记：

1、高压压缩机；2、过滤器；3、空气储罐；4、减压调节阀；5、流量调节阀；6、流量计；7、第一阀门；8、鼓风机；9、第二阀门；10、换热器；11、热风炉；12、排污阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

实施例

如背景技术中所述，现有工艺中，热风炉鼓风机持续运行，主要存在以下缺点：第一，在波峰电价区间鼓风机持续运行，运行费用较高，不利于提高钢铁企业经济效益；第二，对于高耗能的钢铁生产企业，按传统工艺持续运行不利于实现电力系统削峰填谷，减少发电装机及电网容量，提升电力系统效率和经济性；为了解决上述问题，本实施例考虑采用储能技术，储能技术是解决可再生能源大规模接入、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要。压缩空气储能具有规模大、效率高、成本低、环保等优点，被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。本申请中的储能技术具体采用压缩空气储能系统；原理在于：压缩空气储能系统是一种能够实现大容量、长时间电能储蓄的电力储能系统。通过压缩空气存储多余的电能，在需要时，将高压气体释放到膨胀机做功发电。传统压缩空气储能技术原理脱胎于燃气轮机，其工作流程为：压缩、储存、加热、膨胀、冷却。目前，每日的用电负荷是波动变化的，且峰谷差日趋增大。压缩空气储能作为大规模容量型储能技术，可将用电低谷多发出的电能储存，在用电高峰释放，实现电力系统削峰填谷，减少发电装机及电网容量，提升电力系统效率和经济性。

为了达到上述目的，本实施例提供了一种压缩空气储能系统，采用本系统有利于实现电力系统削峰填谷，减少发电装机及电网容量，提升电力系统效率和经济性。

本实施例提供了一种压缩空气储能系统，包括高压压缩机1、过滤器2、空气储罐3、减压调节阀4、流量调节阀5、流量计6、第一阀门7、鼓风机8、第二阀门9、换热器10、热风炉11和排污阀12。如图1所示，具体结构如下：

过滤器2一端与高压压缩机1连接，一端与空气储罐3连接；

为了提高高压压缩空气的制备效率，这里的高压压缩机1采用了三个并联的高压压缩机1；同样，采用了三个空气储罐3并联，以提升高压压缩空气的储存容量，从而满足大容量的供气需求。

空气储罐3一端通过连接管道和减压调节阀4连接，另一端和自动排水阀12连接；

减压调节阀4与流量调节阀5连接，流量调节阀5与流量计6连接，流量计6通过第一阀门7(关断阀)与换热器10连接。

其中，为了便于操控和实时监控，流量调节阀5采用电动阀，并将电动阀和流量计6分别与显示器电性连接，用于数据采集显示，对工况实时监测。

换热器10一端与热风炉11连接，另一端通过第二阀门9(关断阀)与鼓风机8连接。

其中，在电价处于波谷时，通过高压压缩机1制取10—20MPa的高压压缩空气，通过过滤器2去除粉尘后进入并联存放的空气储罐3中，压缩空气在储存过程中，空气储罐3中的凝结水通过排污阀12排出，确保空气储罐3中压缩空气的干度。

其中，在电价处于波峰时，通过减压调节阀把高压压缩空气减压至使用工况压力，通过流量调节阀5控制流量，通过换热器10后进入热风炉11使用。

其中，在电价波谷时，开启鼓风机8打开第二阀门9，由鼓风机8直接给热风炉11供气。

其中以上工艺不仅可替代热风炉用鼓风机8，还可替代其他工艺用鼓风机，例如锅炉、烧结机等。

本实用新型提供了一种压缩空气储能系统，如图1所示，包括高压压缩机1与过滤器2连接，过滤器2与空气储罐3连接，空气储罐3与减压调节阀4连接，减压调节阀4与流量调节阀5连接，流量调节阀5与流量计6连接、流量计6通过第一阀门7与换热器10连接，换热器10一端与热风炉11连接，另一端通过第二阀门9与鼓风机8连接。本实用新型的工作原理是：电价在波谷时利用高压空气储能，同时使用原有鼓风机8给热风炉11供气，当电价处于波峰时开启压缩空气储能系统，通过过滤器2和压缩储罐3，可降低空气中水分，从而降低换热器10中的能源消耗。高压压缩空气通过减压调节阀4，通过流量调节自动给热风炉11供气，实现能源综合利用和稳定电力系统削峰填谷的目的。

本实用新型提供了的一种压缩空气储能系统，可应用于钢铁企业；工艺路线采用“高压空气压缩机--过滤器-空气储罐--减压调节阀--换热器--热风炉”工艺。

本实施例提供了一种压缩空气储能系统，包括高压压缩机1与过滤器2连接，过滤器2与空气储罐3连接，空气储罐3与减压调节阀4连接，减压调节阀4与流量调节阀5连接，流量调节阀5与流量计6连接、流量计6通过第一阀门7与换热器10连接，换热器一端与热风炉连接，另一端通过第二阀门9与鼓风机8连接。实现能源综合利用和稳定电力系统削峰填谷的目的。

本实施例提供了一种压缩空气储能系统，具备如下优势：

(1)传统系统采用鼓风装置持续运行，运行费用较高，不利于节能减排。

(2)本实施例直接利于高压空气用于高炉热风炉，实现了电价波谷时大量储能。

(3)本实施例工艺思路可延伸至各个行业，利于压缩空气储能替代鼓风机，实现能源平衡和综合利用。

(4)本实施例从企业角度出发，对提高企业整体经济效益意义重大。

上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一，本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种压缩空气储能系统，其特征在于，包括高压压缩机(1)、过滤器(2)、空气储罐(3)、减压调节阀(4)、第一阀门(7)、风机、第二阀门(9)、换热器(10)和热风炉(11)；

所述换热器(10)的第一入口通过所述第一阀门(7)与所述减压调节阀(4)相连，所述减压调节阀(4)、所述空气储罐(3)、所述过滤器(2)和所述高压压缩机(1)依次相连；

所述换热器(10)的第二入口通过所述第二阀门(9)与所述风机相连；

所述换热器(10)的出口与所述热风炉(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述过滤器(2)与所述减压调节阀(4)之间设置有多个所述空气储罐(3)；多个所述空气储罐(3)之间采用并联连接方式。

3.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述减压调节阀(4)与所述第一阀门(7)之间设置有流量调节阀(5)。

4.根据权利要求3所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述流量调节阀(5)与所述第一阀门(7)之间设置有流量计(6)。

5.根据权利要求4所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述流量调节阀(5)采用电动调节阀。

6.根据权利要求5所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述流量调节阀(5)与所述流量计(6)分别与显示器相连。

7.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气储罐(3)底部设置有排污阀(12)。

8.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述空气储罐(3)中储存有压力为10—20Mpa的高压压缩空气。

9.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述换热器(10)与热风炉(11)之间设置有热风阀。

10.根据权利要求1所述的一种压缩空气储能系统，其特征在于，所述风机采用鼓风机(8)。