一種基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,屬于工業(yè)節(jié)能和蓄能發(fā)電【技術領域】。該一體化模塊裝置包括壓氣機、空氣蓄能柜、空氣透平、發(fā)電機、并網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于還包括制熱裝置、制冷裝置、智能控制系統(tǒng)等,并將整個壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)集成為一個一體化的以電蓄電模塊裝置,可分為若干容量等級進行標準化生產(chǎn)。可在夜間低谷電價期間壓縮空氣蓄能,而晝間高峰電價期間利用壓縮空氣通過空氣透平并網(wǎng)發(fā)電,發(fā)電效率可達45~65%,如峰谷電價相差3.5~4倍,則扣除能源成本后可節(jié)省電費40~60%。可廣泛應用于高耗電工商業(yè)企業(yè),大幅節(jié)省電費、兼作備用電源、還可供熱供冷,對電網(wǎng)平衡也具有重大實用價值。
【專利說明】一種基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于工業(yè)節(jié)能和蓄能發(fā)電【技術領域】,特別涉及一種基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置。
【背景技術】
[0002]工商業(yè)企業(yè)往往需要耗費大量電力用于驅動生產(chǎn)設備及維持生產(chǎn)所需的配套動力設備,其耗電容量少則幾千kW、多則幾萬乃至十幾萬kW以上。耗電量大對企業(yè)意味著能耗成本大、壓縮產(chǎn)品利潤空間;對公共電網(wǎng)則意味著必須為其配套更多的用電容量及其輸配電設備,并且電網(wǎng)的電力峰谷負荷相差越來越大,導致越來越依賴于大型火電廠進行調(diào)峰作業(yè),而在夜間低谷電期間維持火力發(fā)電將導致效率顯著下降、煤耗增大、單位供電量的污染排放顯著提高等,降低全網(wǎng)的運行效率與經(jīng)濟性。
[0003]為了改善電力負荷平衡問題、實行移峰填谷、提高電力生產(chǎn)和輸配的運行效率、降低總體投資規(guī)模、盤活閑置或開工不足的處于服役期的電力生產(chǎn)設備的存量資產(chǎn)及其產(chǎn)能、控制過量投資、改善全網(wǎng)運行經(jīng)濟性、提高電力供應的可靠性安全性等,已大力推行了峰谷電價政策、鼓勵發(fā)展分布式能源等政策,這為引導企業(yè)根據(jù)自身條件采取合適的節(jié)能措施提供了政策支持。
[0004]另外,許多工商業(yè)企業(yè)往往設置備用電源,如柴油發(fā)動機等以供停電時應急之用。
[0005]電力通常難以大規(guī)模儲存。各類蓄電池儲存容量有限、成本高、壽命較為有限、報廢后加大污染且難以規(guī)?;厥绽谩?br>
[0006]抽水蓄能電站是潔凈有效的儲存電力的技術方法,但對地質條件要求高、造價高、環(huán)境影響大,只在個別有條件的地域方可實施。
[0007]近年來已出現(xiàn)較多的采用壓縮空氣蓄能、再驅動空氣透平發(fā)電的研究和應用,例如風力發(fā)電可通過設置空氣柜的方式將瞬態(tài)變化的風力通過壓縮空氣蓄能的方法轉變?yōu)檫B續(xù)或有規(guī)律輸出電能,徹底該筆原有的手有風無風及風力大小等影響而出現(xiàn)的時有時無“神經(jīng)電“現(xiàn)象。
[0008]為此,有必要探尋一種新興的技術方法,既改善電網(wǎng)峰谷特性,又可大幅降低企業(yè)耗電費用,使企業(yè)微觀經(jīng)濟效益與電網(wǎng)整體優(yōu)化運行結合起來,解決上述實際應用矛盾。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處,提出一種基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,可在低谷電期間壓縮空氣并儲存于空氣柜中,而高峰電價期間空氣膨脹發(fā)電。
[0010]本實用新型的具體描述是:基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,包括壓氣機、空氣蓄能柜、空氣透平、發(fā)電機、并網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于以電蓄電模塊裝置還包括制熱裝置、制冷裝置、智能控制系統(tǒng)并組成為一體化結構,其中壓氣機2的吸氣口與空氣A相連,排氣口通過制熱裝置4與空氣蓄能柜5的進氣口 I相連,空氣蓄能柜5的供氣口 O與空氣透平6的進氣口相連,空氣透平6的排氣口與制冷裝置7的進氣口相連,制冷裝置7內(nèi)的空氣通過排氣口 D排出,制冷裝置7的冷卻側設置于載冷劑進口 E和載冷劑出口 F,制熱裝置4的加熱側設置有被加熱流體進口 G和被加熱流體出口 H,空氣透平6通過聯(lián)軸裝置與發(fā)電機8相連,發(fā)電機8通過并網(wǎng)裝置9與電網(wǎng)10相連,壓氣機2通過聯(lián)軸裝置與電動機I相連,電動機I與電網(wǎng)10相連,智能控制系統(tǒng)3通過控制線或電纜與以電蓄電一體化模塊裝置及其各部件的信號采集部件和執(zhí)行器相連。
[0011]壓氣機選用單臺多級結構,或選用多臺串聯(lián)、中間冷卻結構。
[0012]制熱裝置4選用限制最高排氣溫度的控溫型結構。
[0013]空氣蓄能柜5選用壁面保溫的圓柱形、球形或橢圓柱體結構。
[0014]空氣透平6選用單級向心輪結構,或分為高壓級、低壓級串聯(lián)的兩級結構。
[0015]空氣透平6選用抽氣結構。
[0016]制冷裝置7選用冰蓄冷模塊結構。
[0017]并網(wǎng)裝置9可不包含變壓器,也可根據(jù)需要設置升壓或降壓變壓器。
[0018]本實用新型的特點及有益效果:
[0019]本實用新型將整個壓縮空氣蓄能發(fā)電系統(tǒng)集成為一個一體化的以電蓄電模塊裝置,可分為若干容量等級進行標準化生產(chǎn)。可在夜間低谷電價期間壓縮空氣蓄能,而晝間高峰電價期間利用壓縮空氣通過空氣透平并網(wǎng)發(fā)電,發(fā)電效率可達45?65%,如峰谷電價相差3.5?4倍,則扣除能源成本后可節(jié)省電費40?60%??蓮V泛應用于高耗電工商業(yè)企業(yè),大幅節(jié)省電費、兼作備用電源、還可供熱供冷,對電網(wǎng)平衡也具有重大實用價值。具有較高的經(jīng)濟社會效益和工程實用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置結構示意圖。
[0021]圖1中各部件編號與名稱如下。
[0022]電動機1、壓氣機2、智能控制系統(tǒng)3、制熱裝置4、空氣蓄能柜5、空氣透平6、制冷裝置7、發(fā)電機8、并網(wǎng)裝置9、電網(wǎng)10、空氣A、抽汽口 C、排氣口 D、載冷劑進口 E、載冷劑出口 F、被加熱流體進口 G、進氣口 1、供氣口 O。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型提出的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,結合附圖及實施例詳細說明。
[0024]本實用新型的具體實施例如下。基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,包括壓氣機、空氣蓄能柜、空氣透平、發(fā)電機、并網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于以電蓄電模塊裝置還包括制熱裝置、制冷裝置、智能控制系統(tǒng)并組成為一體化結構,其中壓氣機2的吸氣口與空氣A相連,排氣口通過制熱裝置4與空氣蓄能柜5的進氣口 I相連,空氣蓄能柜5的供氣口 O與空氣透平6的進氣口相連,空氣透平6的排氣口與制冷裝置7的進氣口相連,制冷裝置7內(nèi)的空氣通過排氣口 D排出,制冷裝置7的冷卻側設置于載冷劑進口 E和載冷劑出口F,制熱裝置4的加熱側設置有被加熱流體進口 G和被加熱流體出口 H,空氣透平6通過聯(lián)軸裝置與發(fā)電機8相連,發(fā)電機8通過并網(wǎng)裝置9與電網(wǎng)10相連,壓氣機2通過聯(lián)軸裝置與電動機I相連,電動機I與電網(wǎng)10相連,智能控制系統(tǒng)3通過控制線或電纜與以電蓄電一體化模塊裝置及其各部件的信號采集部件和執(zhí)行器相連。
[0025]壓氣機選用單臺多級結構,或選用多臺串聯(lián)、中間冷卻結構。
[0026]制熱裝置4選用限制最高排氣溫度的控溫型結構。
[0027]空氣蓄能柜5選用壁面保溫的圓柱形、球形或橢圓柱體結構。
[0028]空氣透平6選用單級向心輪結構,或分為高壓級、低壓級串聯(lián)的兩級結構。
[0029]空氣透平6選用抽氣結構。
[0030]制冷裝置7選用冰蓄冷模塊結構。
[0031]并網(wǎng)裝置9可不包含變壓器,而是直接作為廠用電與用戶10.5kv連接。
[0032]需要說明的是,本實用新型提出了設置一體化模塊機組利用壓縮空氣蓄能發(fā)電的一體化裝置設計與組合方法,以大規(guī)模推廣于高耗能企業(yè),而按照此一設計方案可有不同的具體實施措施,均落入本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,包括壓氣機、空氣蓄能柜、空氣透平、發(fā)電機、并網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于以電蓄電模塊裝置還包括制熱裝置、制冷裝置、智能控制系統(tǒng)并組成為一體化結構,其中壓氣機(2)的吸氣口與空氣(A)相連,排氣口通過制熱裝置(4)與空氣蓄能柜(5)的進氣口(I)相連,空氣蓄能柜(5)的供氣口(O)與空氣透平(6 )的進氣口相連,空氣透平(6 )的排氣口與制冷裝置(7 )的進氣口相連,制冷裝置(7 )內(nèi)的空氣通過排氣口(D)排出,制冷裝置(7)的冷卻側設置于載冷劑進口(E)和載冷劑出口(F),制熱裝置(4)的加熱側設置有被加熱流體進口(G)和被加熱流體出口(H),空氣透平(6)通過聯(lián)軸裝置與發(fā)電機(8)相連,發(fā)電機(8)通過并網(wǎng)裝置(9)與電網(wǎng)(10)相連,壓氣機(2)通過聯(lián)軸裝置與電動機(I)相連,電動機(I)與電網(wǎng)(10)相連,智能控制系統(tǒng)(3)通過控制線或電纜與以電蓄電一體化模塊裝置及其各部件的信號采集部件和執(zhí)行器相連。
2.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的壓氣機選用單臺多級結構,或選用多臺串聯(lián)、中間冷卻結構。
3.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的制熱裝置(4)選用限制最高排氣溫度的控溫型結構。
4.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的空氣蓄能柜(5)選用壁面保溫的圓柱形、球形或橢圓柱體結構。
5.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的空氣透平(6)選用單級向心輪結構,或分為高壓級、低壓級串聯(lián)的兩級結構。
6.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的空氣透平(6)選用抽氣結構。
7.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的制冷裝置(7)選用冰蓄冷模塊結構。
8.如權利要求1所述的基于壓縮空氣蓄能發(fā)電的以電蓄電一體化模塊裝置,其特征在于所述的并網(wǎng)裝置(9)的組成部分中包含變壓器。
【文檔編號】F01D15/10GK203430578SQ201320503862
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月18日 優(yōu)先權日:2013年8月18日
【發(fā)明者】張茂勇 申請人:張茂勇