燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國電力供應(yīng)主要以燃煤發(fā)電為主。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電力的需求越來越大，在燃煤發(fā)電的過程中產(chǎn)生了大量的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)，造成酸雨、霧霾等嚴(yán)重環(huán)境問題。社會(huì)各界都在尋求更環(huán)保、高效的發(fā)電技術(shù)，以擺脫對煤炭資源的過度依賴，減輕燃煤發(fā)電對環(huán)境造成的污染。
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)是以氣體作為工質(zhì)，把燃料燃燒時(shí)釋放出來的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膭?dòng)力機(jī)械。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)是燃?xì)廨啓C(jī)利用高壓空氣和燃料混合燃燒產(chǎn)生的高壓高溫燃?xì)庠谌細(xì)馔钙街凶龉?，推?dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。由于燃?xì)廨啓C(jī)主要使用天然氣作為燃料，與煤相比，天然氣是一種清潔的能源，能量轉(zhuǎn)化率較高且污染物排放較低。天然氣燃燒幾乎不產(chǎn)生二氧化硫和顆粒物，二氧化碳排放量也僅有煤的三分之一。因此，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)具有良好的市場前景與巨大的環(huán)保效益。
[0004]由于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電需要高壓空氣助燃以產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，因此燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置中往往配備有空氣壓縮機(jī)用來獲取高壓空氣。傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量的60%用來驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)壓縮空氣。因此，為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組提供穩(wěn)定的高壓空氣來源能省卻燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)中的空氣壓縮機(jī)，節(jié)省燃?xì)廨啓C(jī)中壓縮空氣的耗功，大大提高燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率與發(fā)電效率。
[0005]壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是一種新型能源儲(chǔ)存技術(shù)。它的基本原理是:在用電低谷期，利用多余的電能帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)將空氣壓縮儲(chǔ)存起來，在用電高峰，儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣室中的高壓空氣進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。應(yīng)用空氣儲(chǔ)能技術(shù)能夠在用電低谷時(shí)將多余的電能以壓縮空氣內(nèi)能的形式儲(chǔ)存，在用電高峰時(shí)將電能釋放補(bǔ)充電能不足，從而達(dá)到削峰填谷的目的，提高電廠經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)還能調(diào)節(jié)供電頻率和電壓，管理電能質(zhì)量，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和電能品質(zhì)，促進(jìn)可再生能源如風(fēng)電和太陽能發(fā)電的利用。但是，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)需要很大的儲(chǔ)氣室來儲(chǔ)存壓縮空氣，受地理位置的限制，且能量密度小，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率較低。因此，一種更優(yōu)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)亟待出現(xiàn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型實(shí)施例中提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率低的問題。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案:
[0008]—種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括多級空氣壓縮系統(tǒng)、太陽能相變蓄熱系統(tǒng)、空氣液化系統(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置；
[0009]所述多級空氣壓縮系統(tǒng)包括:第一級空氣壓縮機(jī)、第一級級間冷卻器、第二級空氣壓縮機(jī)、第二級級間冷卻器、第三級空氣壓縮機(jī)、第三級級間冷卻器、第四級空氣壓縮機(jī)、第四級級間冷卻器，其中，第一級空氣壓縮機(jī)的出口與第一級級間冷卻器的熱端入口相連，第一級級間冷卻器的熱端出口與第二級空氣壓縮機(jī)的入口相連，第二級空氣壓縮機(jī)的出口與第二級級間冷卻器的熱端入口相連，第二級級間冷卻器的熱端出口與第三級空氣壓縮機(jī)的入口相連，第三級空氣壓縮機(jī)的出口與第三級級間冷卻器的熱端入口相連，第三級級間冷卻器的熱端出口與第四級空氣壓縮機(jī)的入口相連，第四級空氣壓縮機(jī)的出口與第四級級間冷卻器的熱端入口相連；
[0010]所述太陽能相變蓄熱系統(tǒng)包括:太陽能集熱器、相變蓄熱器和導(dǎo)熱油槽，其中，導(dǎo)熱油槽的出口分別與太陽能集熱器入口、第一級級間冷卻器的冷端入口、第二級級間冷卻器的冷端入口、第三級級間冷卻器的冷端入口、第四級級間冷卻器的冷端入口和相變蓄熱器的入口相連，太陽能集熱器的出口與相變蓄熱器的入口相連，第一級級間冷卻器的冷端出口、第二級級間冷卻器的冷端出口、第三級級間冷卻器的冷端出口和第四級級間冷卻器的冷端出口均與相變蓄熱器的入口相連，相變蓄熱器的第一出口與導(dǎo)熱油槽的入口相連；[0011 ]所述空氣液化系統(tǒng)包括:主換熱器、節(jié)流閥、低溫液體儲(chǔ)罐和保冷箱，其中，主換熱器、節(jié)流閥和低溫液體儲(chǔ)罐均位于保冷箱內(nèi)，主換熱器的熱端入口與第四級級間冷卻器的熱端出口相連，主換熱器的熱端出口與節(jié)流閥的入口相連，節(jié)流閥的出口與低溫液體儲(chǔ)罐的入口相連，低溫液體儲(chǔ)罐的底部出口與主換熱器的冷端入口相連，低溫液體儲(chǔ)罐的頂部出口排空；
[0012]所述燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置包括:回?zé)崞鳌⑷紵?、燃?xì)馔钙健l(fā)電機(jī)，其中，回?zé)崞鞯睦涠巳肟谂c主換熱器的冷端出口相連，回?zé)崞鞯臒岫巳肟谂c相變蓄熱器的第二出口相連，回?zé)崞鞯臒岫顺隹谂c導(dǎo)熱油槽的入口相連，回?zé)崞鞯睦涠顺隹谂c燃燒室的入口相連，燃燒室的出口與燃?xì)馔钙降娜肟谙噙B，燃?xì)馔钙脚c發(fā)電機(jī)軸相連。
[0013]優(yōu)選地，所述的太陽能集熱器采用平板型太陽能集熱器。
[0014]優(yōu)選地，所述相變蓄熱器內(nèi)填充有相變蓄熱材料，所述相變蓄熱材料為熔融鹽類高溫相變蓄熱材料，所述相變蓄熱材料固液的相變溫度區(qū)間在350K-700K之間。
[0015]優(yōu)選地，所述主換熱器為繞管式換熱器或板式換熱器。
[0016]優(yōu)選地，所述低溫液體儲(chǔ)罐為壓力容器，工作壓力為1MPa以上。
[0017]由以上技術(shù)方案可見，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、儲(chǔ)能階段，使用太陽能集熱裝置收集太陽能，同時(shí)采用高溫相變蓄熱材料回收壓縮機(jī)壓縮空氣所產(chǎn)生的壓縮熱，共同加熱導(dǎo)熱油，從而增大傳輸給相變蓄熱材料的熱量，提高相變蓄熱材料溫度，使得發(fā)電階段經(jīng)過相變蓄熱器換熱的導(dǎo)熱油溫度上升，間接提高了回?zé)崞鞯墓ぷ鳠嶝?fù)荷，回?zé)崞骼涠顺隹诘母邏嚎諝鉁囟壬仙?，達(dá)到了預(yù)熱燃燒室中空氣的效果，改善了燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒性能，提高了燃?xì)廨啓C(jī)效率；
[0019]2、本實(shí)用新型將深冷技術(shù)與傳統(tǒng)的空氣壓縮技術(shù)相結(jié)合，通過節(jié)流膨脹將處于臨界壓力狀態(tài)下的空氣絕熱降溫，并逐步液化，以提高儲(chǔ)能密度，縮小空氣的存儲(chǔ)體積，同時(shí)將液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，既保持燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率可大可小、靈活可靠、無污染的優(yōu)點(diǎn)，又使得燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組兼具調(diào)峰調(diào)頻、改善電能質(zhì)量的功能。
[0020]3、對空氣壓縮機(jī)采用四級等壓比壓縮的配置。由于在總壓比一定時(shí)，壓縮情況越接近絕熱壓縮耗功越大，越接近等溫壓縮耗功越小，因此，在有級間冷卻的情況下，壓縮機(jī)級數(shù)越多總耗功越小，效率越高。本實(shí)用新型對空氣壓縮機(jī)采用四級等壓比壓縮的配置，既減少了壓縮機(jī)耗功，又避免壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，降低了壓縮機(jī)成本，使壓縮機(jī)系統(tǒng)性能接近最優(yōu)。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電方法流程示意圖；
[0024]圖1-圖2中的符號表示為:1-第一級空氣壓縮機(jī)，2-第一級級間冷卻器，3-第二級空氣壓縮機(jī)，4-第二級級間冷卻器，5-第三級空氣壓縮機(jī)，6-第三級級間冷卻器，7-第四級空氣壓縮機(jī)，8-第四級級間冷卻器，9-太陽能集熱器，10-相變蓄熱器，11-導(dǎo)熱油槽，12-主換熱器，13-節(jié)流閥，14-低溫液體儲(chǔ)罐，15-保冷箱，16-回?zé)崞鳎?7-燃燒室，18-燃?xì)馔钙剑?9-發(fā)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括多級空氣壓縮系統(tǒng)1、太陽能相變蓄熱系統(tǒng)Π、空氣液化系統(tǒng)ΙΠ和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置IV;
[0027]多級空氣壓縮系統(tǒng)包括:第一級空氣壓縮機(jī)1、第一級級間冷卻器2、第二級空氣壓縮機(jī)3、第二級級間冷卻器4、第三級空氣壓縮機(jī)5、第三級級間冷卻器6、第四級空氣壓縮機(jī)<