一种压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统及其运行方法

文档序号:25992346发布日期:2021-07-23 21:04阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,包括燃气轮机发电单元、压缩空气储能单元、余热锅炉发电单元以及换热单元;燃气轮机发电单元的入口接入压缩空气和燃气,燃气轮机发电单元的烟气出口连通余热锅炉发电单元的烟气入口以及换热单元的热侧入口,换热单元的热侧出口连通余热锅炉发电单元的省煤器;压缩空气储能单元包括依次连通的空气压缩机组、储气容器(5)及膨胀发电机组,空气压缩机组的排气口与储气容器(5)之间设置吸热单元,储气容器(5)的出气口连通换热单元的冷侧入口,换热单元的冷侧出口连通膨胀发电机组的工质入口;燃气轮机发电单元烟气出口至余热锅炉发电单元和换热单元的管路上设置流量调节阀,余热锅炉的烟气出口连通大气。

2.根据权利要求1所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,空气压缩机组低压压气机(1)和高压压气机(3),空气压缩机组低压压气机(1)的排气口连接有第一裂解反应器(2),高压压气机(3)的进气口连通第一裂解反应器(2)的空气出口,高压压气机(3)的排气口连接有第二裂解反应器(4),第二裂解反应器(4)的空气出口连通储气容器(5);第一裂解反应器(2)和第二裂解反应器(4)产出介质出口连通燃气轮机发电单元的燃气入口,所述燃气入口处设置流量调节阀。

3.根据权利要求2所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,余热锅炉的烟气出口还连通第一裂解反应器(2)和第二裂解反应器(4)加热介质入口。

4.根据权利要求2所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,第一裂解反应器(2)和第二裂解反应器(4)中裂解气出口处装有高选择性甲醇分离膜,所述高选择性甲醇分离膜为无机二氧化硅分离膜或酚醛树脂基混合基质炭分子筛膜。

5.根据权利要求1所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,换热单元包括高压换热器(6)和低压换热器(8),膨胀发电机组包括高压膨胀机(7)和低压膨胀机(9);储气容器(5)出口经高压换热器(6)冷侧连接高压膨胀机(7)进口,高压膨胀机(7)出口经低压换热器(8)冷侧连接低压膨胀机(9)入口;高压膨胀机(7)和低压膨胀机(9)同轴连接发电机,高压换热器(6)和低压换热器(8)采用板式换热器。

6.根据权利要求1所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,余热锅炉发电单元包括余热锅炉(13)、蒸汽轮机(14)、冷却器(15)以及水泵(16),冷却器(15)出口连接水泵(16)入口,水泵(16)出口连接余热锅炉(13)冷侧入口,余热锅炉(13)冷侧出口连接蒸汽轮机(14)入口;蒸汽轮机(14)出口连接冷却器(15)入口。

7.根据权利要求1所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统,其特征在于,低压压气机(1)和高压压气机(3)的电能输入端连接燃气轮机发电单元、余热锅炉发电单元的电能输出端或可再生能源发电系统电能输出端。

8.基于权利要求1-7任意一项所述的压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统的运行方法,其特征在于,具体如下:

空气经过压缩机组压缩后进入储气容器(5)存储;

压缩空气储能单元释能调峰阶段,燃气轮机发电单元燃气发电产生的烟气进入余热锅炉发电单元和换热单元,推动余热锅炉发电单元保持最低负荷工作,同时,储气容器(5)的压缩空气进入换热单元,所述烟气在换热单元加热压缩空气,压缩空气加热后进入膨胀发电机组膨胀做功发电,做功后的空气排至大气;换热单元出口烟气进入余热锅炉省煤器部分热侧入口;余热锅炉发电单元的烟气排出或热量回收后排出。

9.根据权利要求8所述的运行方法,其特征在于,低压压气机(1)的排气进入第一裂解反应器(2)放热后进入高压压气机(3),经高压压气机(3)压缩的空气进入第二裂解反应器(4)放热后进入储气容器(5),同时,余热锅炉发电单元的热侧出口烟气分别预热即将进入第一裂解反应器(2)和第二裂解反应器(4)的甲醇,甲醇在第一裂解反应器(2)和第二裂解反应器(4)吸热裂解产生裂解气,所述裂解气进入燃气轮机发电单元燃烧做功。

10.根据权利要求8所述的运行方法,其特征在于,余热锅炉发电单元的烟气在用于预热甲醇或用于加热生活热水。


技术总结
本发明公开了一种压缩空气与燃气蒸汽循环集成的调峰系统及其运行方法,包括燃气轮机发电单元、压缩空气储能单元、余热锅炉发电单元以及换热单元;燃气轮机发电单元的入口接入压缩空气和燃气,燃气轮机发电单元的烟气出口连通余热锅炉发电单元的烟气入口以及换热单元,换热单元连通余热锅炉发电单元;压缩空气储能单元包括依次连通的空气压缩机组、储气容器及膨胀发电机组,空气压缩机组的排气口与储气容器之间设置吸热单元,储气容器的出气口经换热单元连通膨胀发电机组的工质入口;将燃气轮机与热量利用率较高的压缩气体吸热膨胀过程耦合,达到系统发电量较燃气蒸汽联合循环发电量显著提高的效果,实现储能调峰系统的功能。

技术研发人员:王焕然;贺新;陶飞跃;葛刚强;陶瑞;黄一洲
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:2021.04.19
技术公布日:2021.07.23
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