[实用新型]一种高效补燃型压缩空气储能系统

说明书

本实用新型公开一种高效补燃型压缩空气储能系统，包括电能储存系统及电能释放系统，电能储存系统包括若干数量空气压缩单元及第一换热器、储气空间及储能系统储热罐，电能释放系统包括若干数量燃烧器及燃烧器空气供应系统、若干数量第二换热器、若干数量膨胀机单元、储能系统废热再利用换热器、气体混合装置及发电机；本实用新型燃烧器所需压缩空气为膨胀机单元带压力排气，膨胀机单元带压力排气经过部分做功回收部分能量减少燃料消耗，气体混合装置将带压力烟气与膨胀机单元带压力排气混合进入膨胀机单元做功回收烟气热量及压力能，储能系统废热再利用换热器对空气压缩单元、膨胀机单元及发电机轴承润滑油热量回收利用，大幅度提高储能系统效率。

技术领域

本实用新型涉及电力储能领域，具体用于电网电能的大规模储能，实现电网负荷的削峰填谷，也可以用于新能源电能并网以及电能规模化存储的一种高效补燃型压缩空气储能系统。

背景技术

压缩空气储能技术是一种大规模物理储能技术，在电网处于负荷低谷期间，利用波谷期间的廉价电能驱动空气压缩机单元做功，将廉价的低谷电能转变为压缩空气的压力能进行储存，在电网处于用电高峰时释放储罐内的高压力压缩空气，经过换热器或者燃烧器提升温度后，进入空气膨胀机内膨胀做功，输出旋转轴功，驱动发电机输出稳定电能。

现有的压缩空气储能技术分为两类，其一为无补燃式压缩空气储能技术，电能储能过程中，电能转变为压缩空气的压力能进行储存，这一过程压缩机单元产生的排气温度不高，排气温度通常低于150℃，使得进入空气膨胀机单元的入口气流能够被加热温度更低，限制了压缩空气对外做功的能力；另外需要配置大容量的蓄热器来储存低品位的压缩热，蓄热器硬件设施成本大，增大了压缩空气储能系统的硬件投资成本。

其二为补燃式压缩空气储能技术，释放压缩空气进行做功环节中，在每一级空气膨胀机单元的入口都配置燃烧器，设备投入成本太高，第一级空气膨胀机单元入口的压力较高，燃料在高压下直接与高压空气参混燃烧，产生高压力的高温烟气直接进入第一台膨胀机单元，此类燃烧器需要在较高的压力环境下进行燃烧，国内高压燃烧器技术不成熟，每一级空气膨胀机入口都设置燃烧器，导致天然气消耗量过大，致使最后一级空气膨胀机排烟温度过高，降低了整个压缩空气储能系统的效率。

此外现有的补燃式压缩空气储能系统的带压燃烧器燃烧所需空气直接采用储气空间储存的压缩空气，储气空间内高压力空气节流降压到燃烧器所需要的压力，降压后的空气供应燃烧器燃烧，然而这种方式存在较大的空气节流压力损失，同时储气空间内压缩空气温度较低即供应燃烧器的空气温度较低，增大了燃烧器的燃料消耗量。

实用新型内容

有鉴于此，有必要针对现有技术中存在的缺陷，提供一种减少了燃烧器燃料消耗量、大幅度提高能量转换效率的高效型压缩空气储能系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：一种高效补燃型压缩空气储能系统，包括电能储存系统及电能释放系统，其特征在于：电能储存系统包括若干数量的空气压缩单元、若干数量的第一换热器、储气空间及储能系统储热罐，所述电能释放系统包括若干数量的燃烧器、若干数量的燃烧器空气供应系统、若干数量的第二换热器、若干数量的膨胀机单元、储能系统废热再利用换热器、气体混合装置及发电机，所述空气压缩单元排气与第一换热器的空气入口端连接，所述第一换热器的液态介质流出端与所述储能系统储热罐连接，第一台所述燃烧器配置在所述首级膨胀机单元入口的第二换热器处，所述气体混合装置的出口与所述膨胀机单元连接，若干数量的所述膨胀机单元的传动轴串联连接，所述发电机与所述末级膨胀机单元传动轴连接。

进一步的，一个数量的所述空气压缩单元与一个数量的所述第一换热器形成一个组合，多级的空气压缩单元-第一换热器的组合串联，单级空气压缩单元- 第一换热器组合的第一换热器的空气入口端及液态介质流出端分别与所述空气压缩单元及储能系统储热罐连接，多级空气压缩单元-第一换热器组合之间的第一换热器与所述空气压缩单元连接，末级所述的空气压缩单元-第一换热器组合内的第一换热器与所述储气空间连接。