[发明专利]一种液态空气储能与燃煤发电联合能源系统

说明书

技术领域

本发明涉及深冷液化空气的储能技术领域，具体涉及一种液态空气储能与燃煤发电联合能源系统。

背景技术

一次能源的大量消耗不仅造成了诸如雾霾等环境污染，同时产生大量温室气体CO2。面对环境污染以及温室效应等全球性环境问题，各国在制定能源发展路线时，均将可再生能源作为发展重点。同时由于现在超临界和超超临界机组的常规燃煤电厂技术发展十分成熟，单纯从机组上考虑，其节煤潜力已经很小，将液化空气储能发电系统与成熟的常规燃煤发电技术整合，进行多能源互补发电，既可降低液化空气储能发电的技术和经济风险，有效解决液化空气储能发电的不稳定等技术瓶颈问题，实现高效、低成本地利用液化空气储能发电，又可以进一步降低电厂煤耗，节约化石能源。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有燃煤发电技术存在的效率低且环境污染，液化空气储能发电效率低问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液态空气储能与燃煤发电联合能源系统，包括空气压缩装置，将气态空气进行逐级等温压缩，压缩成常温高压气态空气；

空气净化装置，对压缩成常温高压气态空气进行净化，去除气态空气中的二氧化碳和水；

空气液化装置，将所述常温高压的气态空气经绝热膨胀液化为常压低温液态空气；

热能回收装置，对空气压缩过程中产生的热能进行收集，并在液态空气中氧气和氮气分离过程中将收集的热量输入到空气分离装置中；

液态空气储罐，储存所述常压低温的液态空气；

空气分离装置，将常压低温液态空气进行分离，并接收所述热能回收装置提供的热能，以使液态空气分离出氧气和氮气；

氧气储罐储存空气分离后分离出的氧气；

氮气储罐储存空气分离后分离出的氮气；

加压装置对氧气加压，并接收所述余热回收装置二提供的热能，以使氧气加压；

冷能回收装置，对所述空气分离装置中氧气和氮气气化分离过程中产生的冷能进行收集，并能够将收集的冷能输出至多组空气压缩装置；

膨胀机组一，受所述加压后氧气驱动膨胀做功；

发电机组一，所述发电机组一的输入轴与所述膨胀机组一的输出轴相连接；

多级燃烧室，膨胀做功之后的氧气进入第一级燃烧室与第一级燃烧室放入的煤进行充分燃烧，没有燃烧的氧气和燃烧后的废气一起进入下级燃烧室与该级燃烧室内的煤再次进行燃烧，一直到氧气燃烧尽；同时空气分离装置分离出来的氮气接收余热回收装置一中提供的热量，吸热之后的氮气直接进入燃烧室的锅炉，一级一级的吸收纯氧与煤燃烧形成高温高压氮气；

膨胀机组二，受所述加热之后的氮气驱动膨胀做功；

发电机组二，所述发电机组二的输入轴与所述膨胀机组二的输出轴相连接；

余热回收装置一，对膨胀做功之后的氮气余热的热能进行收集，并在氮气进入锅炉之前将收集的热量输入给低温氮气；

余热回收装置二，对煤在燃烧室中与氧气充分燃烧的废气的余热进行收集，并将热能在加压装置中提供给氧；

以上所述空气压缩装置为多级，能够实现空气的等温压缩。

以上所述膨胀机组一至少为两级膨胀机组，其中每个膨胀机之间的压力值相同或不同。

以上所述膨胀机组二至少为两级膨胀机组，其中每个膨胀机之间的压力值相同或不同。

以上多级燃烧室至少为两级燃烧室。

以上所述热能回收装置为至少一个储热罐。

以上所述余热回收装置一和余热回收装置二均为至少一个储热罐。

以上所述余热回收装置一和余热回收装置二是板式换热器。

以上所述在燃烧室中煤与氧气充分燃烧的废气经过废气处理装置净化处理后放入空气。