一种压缩机进气温度调节系统及方法与流程

本发明涉及一种压缩机进气温度调节系统及方法，属于压缩空气储能发电。

背景技术：

1、压缩空气储能（compressed air energy storage，caes）属于物理储能技术的一种，具备建设成本低、运行过程中不产生环境污染、储能时间长等技术优势，作为电力系统的稳压器，在实现清洁能源消纳、电网削峰填谷等方面将发挥重要作用，未来在电源侧、电网侧和用户侧储能场景中存在广阔的应用前景。

2、压缩空气储能发电系统在压缩过程中主要进行了压缩势能和热能两种形式的能量存储，在膨胀发电过程中释放出储气装置内高压空气，并通过储热介质加热升温至一定温度后送至膨胀发电机组进行发电。

3、压缩空气储能发电系统中，压缩机组通常采用多段串联运行的方式，最末段一般采用变压比调速运行，以适应储气装置压力的变化，而压缩机组首段和中间段一般采用定压比运行，其中首段压缩机受环境温度影响较大。压缩机在不同季节变工况运行过程中，环境中空气的进气温度将直接影响首段压缩机的排气温度，进而影响储热介质的储热温度和储热容量，在膨胀发电过程中将影响膨胀机的进气温度，从而影响膨胀机的出力。

4、首段压缩机设计点的进气温度通常取用电低谷时段环境温度的年平均值；在压缩机变工况运行时，当实际进气温度高于设计点时，可以通过调节储热介质的流量将富余的空气热量带走，只需确保储热温度满足膨胀时储热介质温度需求即可；当实际进气温度低于设计点时，排气温度也将低于设计点，此时储热介质的储热温度和储热容量将达不到设计点需求，在膨胀发电时机组只能降出力运行。为了在不同季节变工况运行过程中确保膨胀机的出力达到额定值，亟需一种压缩空气储能电站压缩机进气温度调节的技术。

技术实现思路

1、本发明提供了一种压缩机进气温度调节系统及方法，解决了背景技术中披露的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种压缩机进气温度调节系统，包括空气过滤加热装置，空气过滤加热装置的入口通入空气，空气过滤加热装置的出口外接压缩机的进口，压缩机的出口连接高温换热器热流管路的进口，高温换热器热流管路的出口连接低温冷却器热流管路的进口，低温冷却器热流管路的出口连接储气装置；

4、压缩机和高温换热器之间引出有第二加热管路，第二加热管路输出的空气混合加热进入压缩机的空气；

5、低温冷却器冷流管路的进口通过热交换供液管路连接冷却塔的出口，低温冷却器冷流管路的出口通过热交换回液管路连接冷却塔的进口；

6、热交换回液管路上引出有第一加热供液管路，第一加热供液管路的出口连接空气过滤加热装置的加热模块进口，加热模块的出口通过第一加热回液管路连接热交换回液管路。

7、空气过滤加热装置和压缩机之间还设置有消音器。

8、第二加热管路输出的空气分两路喷射至消音器出口端的锥形流道。

9、第二加热管路中设置有第一关断阀和第一调节阀。

10、第一连接处位于第二连接处的上游，并且第一连接处和第二连接处之间设置有节流装置；其中，第一连接处为第一加热供液管路与热交换回液管路的连接处，第二连接处为第一加热回液管路与热交换回液管路的连接处。

11、第一加热供液管路上设置有第二关断阀和第二调节阀。

12、第一加热回液管路上设置有第三关断阀和止回阀。

13、热交换供液管路上设置有供水泵。

14、空气过滤加热装置还包括初过滤模块和精过滤模块，精过滤模块、加热模块和初过滤模块从上往下依次设置，空气依次经过初过滤模块、加热模块和精过滤模块。

15、一种压缩机进气温度调节方法，所述方法基于所述的压缩机进气温度调节系统，包括：

16、若压缩机出口的空气气温高于阈值b，控制第二加热管路、第一加热供液管路和第一加热回液管路关闭；

17、若压缩机出口的空气气温位于阈值a和阈值b之间，控制第一加热供液管路和第一加热回液管路开通，第二加热管路关闭；其中，阈值a小于阈值b；

18、若压缩机出口的空气气温低于阈值a，控制第二加热管路、第一加热供液管路和第一加热回液管路开通。

19、本发明所达到的有益效果：本发明通过设置第一加热供液管路、第一加热回液管路和第二加热管路，实现空气两级加热，可根据压缩机出口温度，控制两级加热管路的通断，有效实现压缩空气储能电站压缩机进气温度调节，可确保压缩机的排气温度、储热介质的储热温度和储热容量，满足膨胀发电过程中机组出力达到额定值要求。

技术特征：

1.一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，包括空气过滤加热装置，空气过滤加热装置的入口通入空气，空气过滤加热装置的出口外接压缩机的进口，压缩机的出口连接高温换热器热流管路的进口，高温换热器热流管路的出口连接低温冷却器热流管路的进口，低温冷却器热流管路的出口连接储气装置；

2.根据权利要求1所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，空气过滤加热装置和压缩机之间还设置有消音器。

3.根据权利要求2所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，第二加热管路输出的空气分两路喷射至消音器出口端的锥形流道。

4.根据权利要求1所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，第二加热管路中设置有第一关断阀和第一调节阀。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，第一连接处位于第二连接处的上游，并且第一连接处和第二连接处之间设置有节流装置；其中，第一连接处为第一加热供液管路与热交换回液管路的连接处，第二连接处为第一加热回液管路与热交换回液管路的连接处。

6.根据权利要求1或5所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，第一加热供液管路上设置有第二关断阀和第二调节阀。

7.根据权利要求1或5所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，第一加热回液管路上设置有第三关断阀和止回阀。

8.根据权利要求1所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，热交换供液管路上设置有供水泵。

9.根据权利要求1所述的一种压缩机进气温度调节系统，其特征在于，空气过滤加热装置还包括初过滤模块和精过滤模块，精过滤模块、加热模块和初过滤模块从上往下依次设置，空气依次经过初过滤模块、加热模块和精过滤模块。

10.一种压缩机进气温度调节方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1～9任一项所述的压缩机进气温度调节系统，包括：

技术总结
本发明公开了一种压缩机进气温度调节系统及方法，本发明通过设置第一加热供液管路、第一加热回液管路和第二加热管路，实现空气两级加热，可根据压缩机出口温度，控制两级加热管路的通断，有效实现压缩空气储能电站压缩机进气温度调节，可确保压缩机的排气温度、储热介质的储热温度和储热容量，满足膨胀发电过程中机组出力达到额定值要求。

技术研发人员：姜小峰,吴斌,李睿,李季,凌晨,袁兵,朱学成,陈皓宇
受保护的技术使用者：中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13