[发明专利]一种耦合储能系统且压缩流量可调的燃机系统及控制方法在审

专利信息
申请号: 202210380667.3 申请日: 2022-04-12
公开(公告)号: CN114810351A 公开(公告)日: 2022-07-29
发明(设计)人: 韩伟;宋晓辉;付康丽;陆续;姬海民;赵亮;谢贝贝 申请(专利权)人: 西安热工研究院有限公司
主分类号: F02C6/16 分类号: F02C6/16;F02C3/04;F02C9/20;F02C9/16
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 李鹏威
地址: 710048 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 耦合 系统 压缩 流量 可调 控制 方法
【说明书】:

发明公开一种耦合储能系统且压缩流量可调的燃机系统及控制方法,系统包括高压储气系统、换热系统、综合供气系统及燃机系统;燃机系统中的压气机室入口处和出口出分别设置全角度进口可调导叶和压气机出口调节挡板,压气机出口调节挡板连接有压气机出口调节挡板控制阀;燃机系统中设置压气机防喘振阀;综合供气系统中设置储气罐、低温供气段、中温供气段和高温供气段;换热系统吸收高温高压空气热量并存储,再将热量放出至高压空气,通过综合供气系统出口输送至燃机系统;实现了燃机压气机的减负荷甚至零出力运行,有效降低压气机的功耗,在用电高峰期将外部储存的高压气体送入燃烧室进行消纳,实现了调峰‑储能‑发电的综合利用。

技术领域

本发明涉及储能技术领域,具体为一种耦合储能系统且压缩流量可调的燃机系统及控制方法。

背景技术

各类储能技术快速发展,其中以压缩空气储能技术为代表的新型储能型式以其储能容量大、充能周期长、系统效率高、运行寿命长、比投资小等优点,近些年得到快速发展。而大规模的压缩空气储能技术必然带了大量的高压储气,高压储气的合理高效消纳也成为一项难题。

另外燃机系统由于运行灵活,响应速率快,已经被广泛的应用在与储能系统的结合中。燃机系统中压气机转子、透平转子和发电机转子同轴刚性布置,其中压气机的功耗占据整个机组功耗的50%~60%,同时压气机出口的温度与压力具有强耦合关系,过高的出口温度将限制燃机带高负荷的能力。因此如何有效降低压气机的功耗,同时实现压气机出口温度与压力的解耦,进一步提升燃机的热效率,也成为未来需要突破的一个关键技术。

发明内容

针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种耦合储能系统且压缩空气流量可调的燃机系统及控制方法;在压气机入口采用全角度进口可调导叶,压气机出口设置调节挡板,从而实现对压气机出口流量的调节,高压储气系统即可实现从现有燃机系统抽取高压空气存储,同时还可以将外部存储的高压气源进行消纳、降低燃机本身的功耗;换热系统将压气机在压缩过程产生的热量进行存储,通过对热量的优化管理实现温度-压力解耦;综合供气系统可根据燃机不同的用气需求提供低温/中温/高温的压缩空气气源。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种耦合储能系统且压缩流量可调的燃机系统,包括高压储气系统、换热系统、综合供气系统及燃机系统;燃机系统中的压气机室入口处设置全角度进口可调导叶,所述压气机室出口与燃烧室之间设置压气机出口调节挡板,压气机出口调节挡板连接有压气机出口调节挡板控制阀;燃机系统中的压气机室与燃烧室连通的外部管道上设置压气机防喘振阀;综合供气系统中设置储气罐、低温供气段、中温供气段和高温供气段;换热系统包括依次连接的低温介质容器、第一换热器、高温介质容器、第二换热器,第二换热器的热侧出口连接低温介质容器;第一换热器的热侧出口连接储气罐,压气机室出口处设排气口,所述排气口连接第一换热器的热侧入口;储气罐的供气出口分别连接第二换热器的冷侧入口、中温供气段和低温供气段,第二换热器的冷侧出口分别连接中温供气段和高温供气段;高温供气段、中温供气段和低温供气段出口均连接燃机系统中的燃烧室。

低温介质容器的出口设置低温介质输送装置,高温介质容器的出口设置高温介质输送装置。

储气罐的出口设置供气调节阀,所述供气阀的阀后至中温供气段设置冷气调节阀,所述排气口至第一换热器的热侧设置调节阀,低温供气段、中温供气段和高温供气段的出口分别设置低温段供气流量调节阀、中温段供气流量调节阀和高温段供气流量调节阀;低温供气段、中温供气段和高温供气段均设置有温度测点。

压气机室入口处设置流量监测装置,所述流量监测装置、全角度进口可调导叶的控制端、压气机出口调节挡板控制阀的控制端连接控制中心,压气机防喘振阀的控制端连接至控制中心。

低温段供气流量调节阀、中温段供气流量调节阀、高温段供气流量调节阀以及冷气调节阀的阀门执行机构控制信号输入端连接控制中心;所述温度测点均连接控制中心。

储气罐还连接有外部储气系统,外部储气系统至储气罐的入口设置阀门。

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