本發(fā)明涉及一種壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，屬于壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)：

　　目前隨著新能源電力裝機(jī)比例的不斷上升，以及國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)結(jié)構(gòu)的不斷變化，電網(wǎng)在發(fā)電端和用電端的運(yùn)行方式都在發(fā)生的深刻變化，發(fā)電負(fù)荷和用電負(fù)荷都存在波動(dòng)性、隨機(jī)性和不可預(yù)測(cè)性，尤其是近年來(lái)電網(wǎng)白天和夜間用電負(fù)荷的峰谷差越來(lái)越大。目前夜間電網(wǎng)調(diào)峰單一依靠火電機(jī)組的情況愈加突出，這不僅降低了火電機(jī)組的利用率，造成發(fā)電煤耗增加，形成了極大的能源浪費(fèi)，而且對(duì)調(diào)峰機(jī)組的壽命造成極大地傷害。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，電網(wǎng)在發(fā)電側(cè)配備一定比例的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組作為調(diào)峰調(diào)頻使用，其快速啟停的特點(diǎn)可以在白天為電網(wǎng)提供緊急電力備用。近年來(lái)，電力儲(chǔ)能技術(shù)是解決上述問(wèn)題的另一個(gè)重要技術(shù)方向，在電網(wǎng)削峰填谷、平抑可再生能源波動(dòng)、提供緊急功率支撐等方面發(fā)揮了積極作用。壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電是大規(guī)模清潔物理儲(chǔ)能領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)正在快速發(fā)展過(guò)程中，國(guó)內(nèi)已有多座非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能電站正在建設(shè)過(guò)程中。

　　但是無(wú)論是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組還是壓宿空氣儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)組，都有著一定的局限性。燃?xì)廨啓C(jī)每天啟停的運(yùn)行方式只能在白天提供電力支撐，無(wú)法在夜間電網(wǎng)用電低谷期提供幫助。而幾年來(lái)快速發(fā)展的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)能夠在夜間等電網(wǎng)用電低谷期從網(wǎng)上拉電，但是在白天等電網(wǎng)用電高峰期發(fā)電容量較低，一般不超過(guò)100mw，對(duì)電網(wǎng)的功率支撐不足。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問(wèn)題提供一種壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，利用天然氣補(bǔ)燃技術(shù)，不僅可以為電網(wǎng)用電低谷期提供負(fù)向負(fù)荷支撐，在白天的發(fā)電容量能夠達(dá)到200mw以上，遠(yuǎn)超儲(chǔ)能時(shí)消耗的功率，在電網(wǎng)用電高峰期時(shí)頂峰發(fā)電能力更強(qiáng)。從而解決燃?xì)廨啓C(jī)不能夠提供儲(chǔ)能功能、普通儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)組容量較低的問(wèn)題。

　　上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

　　一種壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括壓縮空氣儲(chǔ)能模塊、溴化鋰制冷模塊、燃?xì)獍l(fā)電模塊、空氣透平機(jī)發(fā)電模塊、氣氣換熱器模塊，所述壓縮空氣儲(chǔ)能模塊連接儲(chǔ)氣裝置，所述溴化鋰制冷模塊連接所述的壓縮空氣儲(chǔ)能模塊用于冷卻壓縮熱，所述燃?xì)獍l(fā)電模塊的渦輪機(jī)排氣連接氣氣換熱器模塊加熱儲(chǔ)氣裝置出來(lái)的壓縮空氣，所述空氣透平發(fā)電模塊連接所述的氣氣換熱器模塊用加熱后的壓縮空氣做功發(fā)電，所述空氣透平機(jī)發(fā)電模塊包括空氣透平機(jī)、空氣發(fā)電機(jī)，其中所述空氣透平為雙缸雙排氣、水平對(duì)置布置，所述空氣透平發(fā)電模塊的排氣系統(tǒng)連接排放煙囪。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述壓縮空氣儲(chǔ)能模塊包括2-4段串聯(lián)的空氣儲(chǔ)能壓縮機(jī)，串聯(lián)的空氣儲(chǔ)能壓縮機(jī)的級(jí)間帶有冷卻器以冷卻壓縮熱。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述溴化鋰制冷模塊包括溴化鋰制冷機(jī)組、冷水罐、熱水罐；所述冷水罐中冷水用冷水輸送泵加壓后進(jìn)入級(jí)間冷卻器冷，從級(jí)間冷卻器出來(lái)的水進(jìn)入熱水罐中用以作為溴化鋰制冷機(jī)組的熱源。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述燃?xì)獍l(fā)電模塊包括燃?xì)鉁u輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)和燃燒器，其中燃?xì)鉁u輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)同軸布置，所述渦輪機(jī)排氣進(jìn)入氣氣換熱器加熱儲(chǔ)氣裝置出來(lái)的壓縮空氣。

　　用上述壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的方法，該方法為：

　?。?）壓縮空氣儲(chǔ)能模塊經(jīng)過(guò)2-4級(jí)對(duì)空氣的壓縮，使得末端壓縮機(jī)出口壓縮空氣壓力6-14mpa，并通過(guò)級(jí)間冷卻器的冷卻使得壓縮空氣溫度不高于50℃，進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置存儲(chǔ)；

　?。?）儲(chǔ)氣裝置出口的壓縮空氣流量為600-1800t/h，壓力為6-14mpa，溫度30-50℃，輸送至空氣透平機(jī)發(fā)電模塊的過(guò)程中經(jīng)過(guò)3-5級(jí)氣氣換熱器吸收渦輪機(jī)排氣熱量后，溫度升高至300-550℃進(jìn)入空氣透平機(jī)做功，壓力降至略高于大氣壓、溫度降至10-50℃以下后通過(guò)排放煙囪排出；

　　（3）燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的入口空氣取自大氣，流量為800-2000t/h，燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)出口壓力1.0-3.0mpa，溫度300-400℃，燃燒室補(bǔ)燃天然氣流量為10-30t/h，燃燒室出口燃?xì)鉁囟?000-1500℃，燃?xì)廨啓C(jī)輸出做功50-300mw，渦輪機(jī)排氣排氣溫度500-650℃，渦輪機(jī)排氣進(jìn)入氣氣換熱器模塊加熱儲(chǔ)氣裝置出來(lái)的壓縮空氣。

　　有益效果：

　　本發(fā)明采用壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，主要包括壓縮空氣儲(chǔ)能模塊、溴化鋰制冷模塊、燃?xì)獍l(fā)電模塊、空氣透平機(jī)發(fā)電模塊、氣氣換熱器模塊和閥門(mén)等附屬部件。在夜間電網(wǎng)用電低谷期時(shí)，從電網(wǎng)中拉電帶動(dòng)壓縮機(jī)模塊將空氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣裝置中，并用循環(huán)熱媒水進(jìn)行換熱與儲(chǔ)熱，熱媒水用作溴化鋰制冷機(jī)組的熱源。在白天等電網(wǎng)用電高峰期時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)模塊發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)做完功的乏氣在氣氣換熱器模塊中加熱從儲(chǔ)氣裝置中排出的壓縮空氣，從而使壓縮空氣成為高溫、高壓氣體，具備膨脹做工能力從而進(jìn)入空氣透平機(jī)中發(fā)電。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

　　圖中1、儲(chǔ)氣裝置；2、空氣儲(chǔ)能壓縮機(jī)；3、冷卻器；4、溴化鋰制冷機(jī)組；5、冷水罐；6、熱水罐；7、燃?xì)鉁u輪機(jī)；8、燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)；9、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)；10、燃燒器；11、空氣透平機(jī)；12、空氣發(fā)電機(jī)；13、氣氣換熱器。

　　具體實(shí)施方式

　　實(shí)施例1：

　　如圖1所示：本實(shí)施例的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括壓縮空氣儲(chǔ)能模塊、溴化鋰制冷模塊、燃?xì)獍l(fā)電模塊、空氣透平機(jī)發(fā)電模塊、氣氣換熱器模塊，所述壓縮空氣儲(chǔ)能模塊連接儲(chǔ)氣裝置1，所述溴化鋰制冷模塊連接所述的壓縮空氣儲(chǔ)能模塊用于冷卻壓縮熱，所述燃?xì)獍l(fā)電模塊的渦輪機(jī)排氣連接氣氣換熱器模塊加熱儲(chǔ)氣裝置出來(lái)的壓縮空氣，所述空氣透平發(fā)電模塊連接所述的氣氣換熱器模塊用加熱后的壓縮空氣做功發(fā)電，所述空氣透平機(jī)發(fā)電模塊包括空氣透平機(jī)11、空氣發(fā)電機(jī)12，其中所述空氣透平為雙缸雙排氣、水平對(duì)置布置，所述空氣透平發(fā)電模塊的排氣系統(tǒng)連接排氣煙囪。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述壓縮空氣儲(chǔ)能模塊包括2-4段串聯(lián)的空氣儲(chǔ)能壓縮機(jī)2，串聯(lián)壓縮機(jī)的級(jí)間帶有冷卻器3以冷卻壓縮熱，其中低壓段壓縮機(jī)的入口空氣來(lái)源于大氣。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，壓縮儲(chǔ)能過(guò)程壓縮空氣流量大于20萬(wàn)m3/h，壓縮時(shí)間持續(xù)6-8小時(shí)，級(jí)間冷卻采用循環(huán)熱媒水水進(jìn)行冷卻，*末端壓縮機(jī)出口壓縮空氣壓力6-10mpa，溫度不高于50℃，進(jìn)入儲(chǔ)氣裝置存儲(chǔ)。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述溴化鋰制冷模塊包括溴化鋰制冷機(jī)組4，所述熱媒水模塊包括冷水罐5和熱水罐6；所述冷水罐中冷水用冷水輸送泵加壓后進(jìn)入級(jí)間冷卻器冷卻各段壓縮機(jī)出口的空氣，冷水被加熱成75-95℃的熱水后儲(chǔ)存在熱水罐中用以作為溴化鋰制冷機(jī)組的熱源，制冷時(shí)用熱水輸送泵送入溴化鋰制冷機(jī)組，從溴化鋰制冷機(jī)組放熱后，熱媒水進(jìn)入冷水罐儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述燃?xì)獍l(fā)電模塊包括燃?xì)鉁u輪機(jī)7、燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)8、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)9和燃燒器10，其中燃?xì)鉁u輪機(jī)、壓縮機(jī)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)同軸布置，燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的入口空氣取自大氣，流量為800-2000t/h，燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)出口壓力1.0-3.0mpa，溫度300-400℃，燃燒室補(bǔ)燃天然氣流量為10-30t/h，燃燒室出口燃?xì)鉁囟?000-1500℃，燃?xì)廨啓C(jī)輸出做功50-300mw，渦輪機(jī)排氣壓力略高于大氣壓，排氣溫度500-650℃，渦輪機(jī)排氣進(jìn)入氣氣換熱器加熱儲(chǔ)氣裝置出來(lái)的壓縮空氣。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述空氣透平機(jī)發(fā)電模塊包括空氣透平機(jī)11、空氣發(fā)電機(jī)12，其中所述空氣透平為雙缸雙排氣、水平對(duì)置布置。

　　所述的壓縮空氣-燃?xì)怆p工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述儲(chǔ)氣裝置出口至空氣透平的空氣流量為650-1800t/h，壓力為6-10mpa，溫度30-50℃，經(jīng)過(guò)3-6級(jí)氣氣換熱器吸收渦輪機(jī)排氣熱量后，溫度升高至350-550℃進(jìn)入空氣透做功，壓力降至大氣壓、溫度降至10-50℃以下后通過(guò)排放煙囪排出，空氣透平發(fā)電功率可為100-300mw。

　　所述氣氣換熱器模塊包括若干個(gè)串聯(lián)的氣氣換熱器，其換熱介質(zhì)來(lái)源于渦輪機(jī)排氣。

　　本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征等同替換所組成的技術(shù)方案。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。

部分內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，僅用于學(xué)習(xí)分享，如發(fā)現(xiàn)有侵權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系刪除，謝謝。