[发明专利]一种压缩空气蓄能系统

说明书

技术领域

本发明涉及蓄能发电技术领域，尤其涉及一种压缩空气蓄能系统。

背景技术

压缩空气蓄能(Compressed Air Energy Storge,CAES)是一种具有发展潜力的大规模蓄能方式，它具有动态响应快、成本低、环境友好等优点。其用处广泛，以用于发电为例，压缩空气蓄能发电系统在电网负荷的低谷时期，使用价格相对便宜的电力驱动空气压缩机压缩空气蓄能，将压缩后的高压空气储存在特定的密闭空间（如废旧的矿洞）中；在电网负荷尖峰时期，释放高压空气驱动透平做功发电。

在现有的压缩空气蓄能发电系统中，压气蓄能过程采用多级压缩和级间冷却的方法保证压缩空气机组低功耗安全运行；放气释能过程普遍采用补燃或将压缩过程产生的压缩热回收，并使其加热进入透平的进口空气，从而提高透平的发电功率、保证系统的运行效率。在压缩空气蓄能发电系统运行期间，储气室与周围环境的热传递仅靠储气室壁面与自然环境之间的自然散热，储气室内空气温度直接与储气室压力变换率相关，其温度并不受控，散热不畅尤其是短时间快速的储气室压力上升或下降，将导致储气室温度飞速上升或下降。因此，储气室始终处于周期性的冷热变化中，不但会对储气室的寿命产生影响，还会影响压缩空气蓄能系统的安全运行（如：由于长时间的冷热变化，储气室壁面材料疲劳老化），也会对压缩空气蓄能系统的功耗产生影响（如：压气蓄能过程中，储气室温度升高导致压缩耗功增大；放气释能过程中，储气室内空气温度降低导致压缩空气初始做功能力变差，需额外的燃料或热量抵消这部分损失的做功能力）。

此外，压缩空气储能系统在运行过程中会产生大量低品位热能（一般在50℃以下）而没有被利用，多数压缩空气储能系统都是直接将其排放到自然环境中，造成了大量低品位热能的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种压缩空气蓄能发电系统，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种压缩空气蓄能系统，包括：电动机、与所述电动机连接的空气压缩机组、储存压缩空气的储气室以及控制所述储气室内温度的温度控制器；

所述储气室内设有保持储气室内空气温度稳定的雾化喷水机构以及测量所述储气室内空气温度的温度传感器；

所述空气压缩机组用于将空气吸入，并经过压缩后将压缩空气经由气路传至所述储气室内存储；

所述温度控制器与所述温度传感器连接，以接收所述温度传感器的信号；且所述温度控制器设置于与所述雾化喷水机构连接的管路中，以根据所述信号控制所述雾化喷水机构的工作状态。

优选地，所述温度控制器包括互相连接的电磁阀和控制件；

所述电磁阀设置于与所述雾化喷水机构的管路中；

所述控制件接收所述温度传感器的信号，并根据所述信号控制所述电磁阀的开度，以控制与所述雾化喷水机构的喷水量。

优选地，所述空气压缩机组与所述储气室之间的所述气路上还设有用于将传输的压缩空气冷却的第一冷却器。

优选地，所述空气压缩机组包括多个通过气路串联的空气压缩机；

该多个所述空气压缩机均与所述电动机同轴连接，且沿气路的导通方向压力逐渐提高；每相邻的两个所述空气压缩机之间还设有用于将传输的压缩空气冷却的第二冷却器。

优选地，本发明实施例的压缩空气蓄能系统还包括：蓄水池以及与所述蓄水池连接的升压泵；

所述第一冷却器与所述第二冷却器通过管路串联连接，并与所述雾化喷水机构和所述温度控制器串联的管路共同与所述升压泵连接。

优选地，本发明实施例的压缩空气蓄能系统还包括：第一蓄水储热罐和第一换热器；

所述储气室的底部还设有热水收集装置，用以使所述储气室内的热水经由所述热水收集装置排至所述第一蓄水储热罐保存；并经由设于管路上的第一换热器回流至所述蓄水池。

优选地，所述第一蓄水储热罐与所述第一换热器之间设有增大水压的第一循环泵。

优选地，本发明实施例的压缩空气蓄能系统还包括：第二蓄水储热罐和第二换热器；

经由所述第一冷却器和所述第二冷却器排出的热水排至所述第二蓄水储热罐保存，并经由设于管路上的所述第二换热器回流至所述蓄水池。

优选地，所述第二蓄水储热罐与所述第二换热器之间设有增大水压的第二循环泵。

优选地，本发明实施例的压缩空气蓄能系统还包括：热泵；

所述热泵设于所述第一换热器与所述蓄水池之间以及所述第二换热器与所述蓄水池之间的管路上。