一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法与流程

本发明涉及压缩空气储能领域，尤其是一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法。

背景技术：

1、近年来，压缩空气储能技术快速发展。压缩空气储能以绿色、丰富、取用方便的空气作为介质，能将可再生能源发出的间歇性电力拼接起来，改善电能的质量，具有储能容量大、储能周期长、投资少的优点。

2、在常规的压缩空气储能项目生产流程中会产生一部分压缩热余热，但由于没有后续生产流程使用这部分热量，所以这部分压缩热余热通常直接释放掉，这样就造成了这部分热量的浪费。在我国北方供暖地区，压缩空气储能厂区的供暖通常会采用市政热源或单独设置另外热源满足供暖需求，这样也需要额外增加其他能源的消耗。

3、结合压缩空气储能项目中压缩余热及本厂区供暖需求，有必要研发一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，将部分压缩热余热用于供暖，以充分利用热能；不仅可以实现压缩热余热的充分利用，还可以节约非可再生能源的消耗，并且如果压缩热余热产生的条件较好，如连续性好、热量大，在满足厂区供暖的同时，还可以向厂区外输送热量，能更大程度节约能源并实现经济价值。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，利用压缩空气储能工艺流程中产生的压缩热余热通过压缩空气储能工艺流程中的第一气水换热器换出至压缩空气热媒水系统；然后经压缩空气热媒水系统中的采暖换热机组换热后向厂区供暖或直接向厂区外提供供暖热水。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：所述压缩空气热媒水系统包括与第一气水换热器水侧出口相连通的高温水箱、与高温水箱相连通且与压缩空气储能工艺流程中透平机相连通的第二气水换热器、与第二气水换热器相连通的中温水箱、与中温水箱相连通的采暖换热机组、与采暖换热机组相连通的低温水箱；所述低温水箱与第一气水换热器相连通；

5、在压缩空气热媒水系统中，循环水经第一气水换热器换热升温后流至高温水箱，再经第二气水换热器换热后温度降低至满足供暖条件后送至中温水箱；

6、当中温水箱内的水量充足、水温能够满足供暖要求时，使用中温水箱中的热水作为采暖换热机组一次侧高温水，高温水经采暖换热机组换热后流向低温水箱，再经低温水箱直接回到高温水箱或经压缩机侧第一气水换热器换热后回到高温水箱，实现水的再循环；在采暖换热机组的二次侧，采暖末端回水经采暖换热机组加热后，再流向末端，实现供暖热水的循环；

7、当中温水箱水量不足、水温不能满足供暖要求时，通过设置另外形式的热源辅助供暖。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：所述采暖换热机组的具体连接方式如下：

9、在采暖换热机组一次侧热媒入口设置有两路管道，一路接自中温水箱，一路接至向厂区外供暖供水管，当厂区采用采暖换热机组供暖时，v2阀门开启，当厂区不采用采暖换热机组供暖时，v2阀门关闭；当厂区外有供暖需求时，v1阀门开启，当厂区外没有供暖需求时，v1阀门关闭；

10、在采暖换热机组一次侧热媒出口也设置有两路管道，一路接至低温水箱，一路接至厂区外供暖回水管，当厂区采用采暖换热机组供暖时，v4阀门开启，当厂区不采用采暖换热机组供暖时，v4阀门关闭；当厂区外有供暖需求时，v3阀门开启，当厂区外没有供暖需求时，v3阀门关闭；

11、在采暖换热机组二次侧出口处设置有两路管道，一路为厂区供暖供水管，一路为另外形式的热源供水管，当厂区使用采暖换热机组供暖时，v5阀门开启、v6阀门关闭；当厂区使用另外形式的热源供暖时，v5阀门关闭、v6阀门开启；

12、在采暖换热机组二次侧进口处也设置有两路管道，一路为厂区供暖回水管，一路为另外形式的热源回水管，当厂区使用采暖换热机组供暖时，v7阀门开启、v8阀门关闭；当厂区使用另外形式的热源供暖时，v7阀门关闭、v8阀门开启。

13、本发明技术方案的进一步改进在于：所述v5阀门、所述v6阀门、所述v7阀门和所述v8阀门均为电动调节阀，能够实现另外形式的热源供暖与采暖换热机组供暖两种方式之间的自动切换和控制。

14、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

15、1、本发明通过在压缩空气储能工艺流程中设置的采暖换热机组、高温水箱、中温水箱和低温水箱的综合利用，不仅可以实现压缩空气储能工艺中压缩热余热的存储及充分利用，还可以节约非可再生能源的消耗，并且如果压缩热余热产生的条件较好，如连续性好、热量充足，在满足本厂区供暖的同时，还可以向厂区外输送热量供暖，能更大程度节约能源并实现经济价值。

16、2、本发明通过对压缩机产生的压缩热余热的利用消耗了多余的压缩热，使得压缩空气储能工艺流程中的温度得以降低，从而提升了压缩空气储能系统的效率。

17、3、本发明通过在采暖换热机组的一次、二次侧设置多个电动调节阀门，在控制系统的控制下能够实现在压缩空气储能项目中采暖换热机组供暖（利用压缩空气储能压缩热余热供暖）与另外形式的热源供暖的自动切换和控制以及供暖区域的自动切换和控制。

技术特征：

1.一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，其特征在于：利用压缩空气储能工艺流程中产生的压缩热余热通过压缩空气储能工艺流程中的第一气水换热器（5）换出至压缩空气热媒水系统；然后经压缩空气热媒水系统中的采暖换热机组（4）换热后向厂区供暖或直接向厂区外提供供暖热水。

2.根据权利要求1所述的一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，其特征在于：所述压缩空气热媒水系统包括与第一气水换热器（5）水侧出口相连通的高温水箱（1）、与高温水箱（1）相连通且与压缩空气储能工艺流程中透平机相连通的第二气水换热器（6）、与第二气水换热器（6）相连通的中温水箱（2）、与中温水箱（2）相连通的采暖换热机组（4）、与采暖换热机组（4）相连通的低温水箱（3）；所述低温水箱（3）与第一气水换热器（5）相连通；

3.根据权利要求2所述的一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，其特征在于：所述采暖换热机组（4）的具体连接方式如下：

4.根据权利要求3所述的一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，其特征在于：所述v5阀门、所述v6阀门、所述v7阀门和所述v8阀门均为电动调节阀，能够实现另外形式的热源供暖与采暖换热机组供暖两种方式之间的自动切换和控制。

技术总结
本发明公开了一种利用压缩空气储能压缩热余热供暖的方法，属于压缩空气储能领域，利用压缩空气储能工艺流程中产生的压缩热余热经气水换热器、高温水箱、中温水箱、低温水箱、采暖换热机组换热后向厂区供暖或直接向厂区外提供供暖热水；当中温水箱内的水量充足、水温能够满足供暖要求时，使用中温水箱中的热水作为采暖换热机组一次侧高温水，高温水经采暖换热机组换热后流向低温水箱，再回到高温水箱，实现水的再循环；在采暖换热机组的二次侧，采暖末端回水经采暖换热机组加热后流向末端，实现供暖热水的循环；当中温水箱水量不足、水温不能满足供暖要求时，通过设置另外形式的热源辅助供暖。本发明将部分压缩热余热用于供暖，以充分利用热能。

技术研发人员：武明皓,李智,赵俊红,李双江,李辉,李颖,郎潍羽,王海宁
受保护的技术使用者：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13