本發(fā)明涉及壓縮空氣儲能工程，尤其是一種提高系統(tǒng)效率的四列式壓縮空氣儲能電站布置形式，尤其適用各種等級和儲氣庫形式的壓縮空氣儲能電站。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源電力的高速發(fā)展，以及能源戰(zhàn)略的綠色低碳概念，儲能容量顯得越發(fā)不足，因而發(fā)展大容量長時壓縮空氣儲能技術(shù)及工程是當(dāng)務(wù)之急。目前，蓄熱式壓縮空氣儲能的容量發(fā)展到300mw等級。我國在該領(lǐng)域處于技術(shù)及工程領(lǐng)先地位，存在多個在建和擬建工程，但各個工程布局差別較大，尚無形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，主要是因為壓縮空氣儲能電站與常規(guī)火電機(jī)組不同，除了主廠房，升壓站、換熱區(qū)和儲熱區(qū)同樣是壓縮空氣儲能電站的核心建筑，各核心建筑是否合理，直接影響電站運行的經(jīng)濟(jì)性和檢修維護(hù)的便利性，而且對于壓縮空氣電站系統(tǒng)效率影響頗大。四個核心區(qū)域相輔相成，相互影響。主廠房、升壓站、換熱區(qū)、儲熱區(qū)處于電站的核心位置，其布局和結(jié)構(gòu)型式對電站壓縮機(jī)及膨脹機(jī)級間阻力、管道阻力、廠房散熱損失、換熱器散熱損失、電氣勵磁損失、廠用電率、系統(tǒng)效率等均有重要影響，其布置方案一直是壓縮儲能電站研究的核心之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種提高系統(tǒng)效率的四列式壓縮空氣儲能電站布置形式，以主廠房為中心輻射升壓站、換熱區(qū)、儲熱區(qū)、空壓機(jī)房、水務(wù)區(qū)，縮短了化學(xué)、水工、暖通、含油廢水管道長度，降低了輔機(jī)功耗，提高了系統(tǒng)效率。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種提高系統(tǒng)效率的四列式壓縮空氣儲能電站布置形式，電站采用升壓站+主廠房+換熱區(qū)+儲熱區(qū)四列式布置格局，以主廠房為中心輻射升壓站、換熱區(qū)、儲熱區(qū)、空壓機(jī)房、水務(wù)區(qū)、冷卻塔區(qū)和廠前區(qū)，以點帶面輔助設(shè)備圍繞主廠房布置；

4、所述升壓站、所述主廠房、所述換熱區(qū)、所述儲熱區(qū)作為核心建筑按工藝流程依次布置在電站核心區(qū)域；所述水務(wù)區(qū)布置在靠近所述升壓站和所述主廠房的一端；所述冷卻塔區(qū)布置在靠近所述主廠房和所述換熱區(qū)的一端；所述廠前區(qū)布置在靠近所述儲熱區(qū)的一端；且所述水務(wù)區(qū)、所述冷卻塔區(qū)和所述廠前區(qū)依次布置；所述空壓機(jī)房布置在所述換熱區(qū)和所述冷卻塔區(qū)之間。

5、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述主廠房內(nèi)采用“聯(lián)合主廠房”的布置形式，壓縮機(jī)組、膨脹發(fā)電機(jī)組和電控輔助車間均布置在主廠房內(nèi)；壓縮機(jī)組雙列運行，單線壓縮機(jī)組采取4臺壓縮機(jī)串聯(lián)布置，沿主廠房的長度方向順序布置第一雙線壓縮機(jī)組、膨脹發(fā)電機(jī)組和第二雙線壓縮機(jī)組，電控輔助車間布置在主廠房的寬度方向。

6、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：單線壓縮機(jī)組的4臺壓縮機(jī)設(shè)置1臺檢修行車，膨脹發(fā)電機(jī)組與壓縮機(jī)組根據(jù)機(jī)組大小采用不同跨度，膨脹發(fā)電機(jī)組也設(shè)置1臺檢修行車；主廠房壓縮機(jī)跨、膨脹機(jī)跨均設(shè)置檢修行車，檢修行車沿寬度方向設(shè)置。

7、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：第一段壓縮機(jī)縱向布置在主廠房的最外側(cè)，第一段壓縮機(jī)的吸氣口及消音器設(shè)置在主廠房的外側(cè)；第二段壓縮機(jī)、第三段壓縮機(jī)和第四段壓縮機(jī)沿主廠房的寬度方向順序、橫向布置，壓縮機(jī)進(jìn)氣和排氣管道均位于壓縮機(jī)一側(cè)；

8、第一段壓縮機(jī)和第二段壓縮機(jī)共用一個油站，橫向布置在第一段壓縮機(jī)旁，并靠近第二段壓縮機(jī)布置；第三段壓縮機(jī)和第四段壓縮機(jī)共用一個油站，油站設(shè)置在第三段壓縮機(jī)和第四段壓縮機(jī)中間。

9、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：膨脹機(jī)的排氣管道設(shè)置在主廠房內(nèi)；膨脹機(jī)靠近電控輔助車間布置；膨脹機(jī)的高壓缸進(jìn)氣管道、高壓缸排氣管道、中壓缸進(jìn)氣管道、中壓缸排氣管道、低壓缸進(jìn)氣管道均布置在膨脹機(jī)的一側(cè)。

10、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述電控輔助車間內(nèi)布置有壓縮空氣系統(tǒng)10kv系統(tǒng)設(shè)備及其壓縮機(jī)電動機(jī)變頻器、廠用10kv系統(tǒng)設(shè)備、機(jī)組低壓動力中心及電動機(jī)控制中心設(shè)備、柴油發(fā)電機(jī)組及低壓保安系統(tǒng)設(shè)備。

11、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述水務(wù)區(qū)內(nèi)集中布置有工業(yè)廢水收集池、消防水池、綜合水泵房、化水綜合樓以及含油污水處理設(shè)施。

12、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述儲熱區(qū)內(nèi)布置有儲熱球罐和熱媒水泵房；所述熱媒水泵房靠近所述儲熱球罐布置。

13、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：在所述換熱區(qū)內(nèi)按照與所述主廠房的距離由近及遠(yuǎn)順序布置膨脹側(cè)高壓換熱器、壓縮側(cè)高壓換熱器、中壓換熱器、低壓換熱器。

14、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：

15、1、本發(fā)明中的壓縮空氣儲能電站采用升壓站+主廠房+換熱區(qū)+儲熱區(qū)四列式壓縮空氣儲能電站布置形式，以主廠房為中心輻射升壓站、換熱區(qū)、儲熱區(qū)、空壓機(jī)房、水務(wù)區(qū)，縮短了化學(xué)、水工、暖通、含油廢水管道長度，降低了輔機(jī)功耗。

16、2、本發(fā)明中水務(wù)區(qū)臨近主廠房和換熱區(qū)布置，減少了冷卻水管道長度，降低了循環(huán)水泵揚程，降低了循環(huán)水泵功耗，降低了壓縮空氣儲能電站廠用電率。

17、3、本發(fā)明中空壓機(jī)房臨近主廠房布置，減少了儀用氣和檢修用氣長度，降低了阻力損失，降低了空壓機(jī)出口壓力，降低了空壓機(jī)功耗，降低了壓縮空氣儲能電站廠用電率。

18、4、本發(fā)明中升壓站緊靠主廠房布置，縮短了高壓電纜和低壓電纜長度，降低了高低壓電纜阻抗、壓降及散熱損耗。

19、5、本發(fā)明中儲熱區(qū)臨近換熱區(qū)布置，縮短了低溫?zé)崦剿荛L度、高溫?zé)崦剿荛L度，降低了低溫?zé)崦剿?、高溫?zé)崦剿茏枇?，減少了高溫?zé)崦剿煤偷蜏責(zé)崦剿脫P程，降低了高溫?zé)崦剿煤偷蜏責(zé)崦剿霉?，降低了廠用電率。

20、6、本發(fā)明中主廠房采用“聯(lián)合主廠房”的布置形式，壓縮機(jī)組、膨脹發(fā)電機(jī)組、電控輔助車間均布置在主廠房內(nèi)，壓縮機(jī)側(cè)和膨脹機(jī)側(cè)各設(shè)置共用檢修行車，降低了檢修用電。

21、7、本發(fā)明中熱媒水泵房靠近儲熱球罐布置，降低了熱媒水泵入口管道阻力，降低了水泵汽蝕余量要求，提高了高溫?zé)崦剿煤偷蜏責(zé)崦剿棉D(zhuǎn)速，提高了高溫?zé)崦剿煤偷蜏責(zé)崦剿眯省?/p>

22、8、本發(fā)明中每2臺壓縮機(jī)共用1個油站，縮短了壓縮機(jī)潤滑油管路長度，減少了潤滑油管道阻力，降低了潤滑油泵能耗。

23、9、本發(fā)明中第一段壓縮機(jī)的吸氣口及消音器設(shè)置在廠房外側(cè)，增加了壓縮機(jī)入口直段長度，降低了壓縮機(jī)入口空氣不均勻性，減少了吸氣阻力，提高了壓縮機(jī)入口吸氣壓力，降低了首級壓縮機(jī)壓比，降低了壓縮機(jī)功耗。

24、10、本發(fā)明中膨脹機(jī)排氣管道設(shè)置在廠房內(nèi)，縮短了排氣管道長度，降低了膨脹機(jī)排氣壓力損失，降低了膨脹機(jī)排氣背壓，提高了膨脹機(jī)低壓缸出力。

25、11、本發(fā)明中壓縮機(jī)側(cè)和膨脹機(jī)側(cè)管道均布置在設(shè)備一側(cè)，縮短了管道長度，降低了管道阻力，降低了壓縮機(jī)和膨脹機(jī)功耗。

26、12、本發(fā)明中膨脹機(jī)靠近電控輔助車間布置，縮短了電氣共箱母線長度，降低了10kv高壓廠用電阻抗損耗。

27、13、本發(fā)明中電控輔助車間緊靠壓縮機(jī)和膨脹機(jī)，縮短了電氣共箱母線長度，縮短了380v低壓電力電纜長度，降低了10kv高壓廠用電阻抗損耗，降低了低壓電力電纜壓降，降低電纜散熱損耗。

28、14、本發(fā)明中換熱器區(qū)域按照與主廠房距離由近及遠(yuǎn)順序布置膨脹側(cè)高壓換熱器、壓縮側(cè)高壓換熱器、中壓換熱器、低壓換熱器順序布置，縮短了高壓側(cè)管道長度，降低了壓縮機(jī)和膨脹機(jī)級間阻力損失，同時縮短了換熱器冷卻水和熱媒水管道長度，減小了熱媒水泵和循環(huán)水泵揚程，降低了熱媒水泵和循環(huán)水泵能耗，降低了電站廠用電率。

29、15、本發(fā)明適用于不同容量的壓縮空氣儲能電站，具有重要的典型示范意義。