本實用新型屬于熱電設備領域,具體涉及一種壓縮空氣儲能系統。
背景技術:
熱電廠的熱用戶和壓縮空氣用戶大部分為兩班次企業。熱電廠內除了有熱負荷需求,還存在壓縮空氣需求。在夜間工況下,負荷低至機組額定工況30%以下,導致背壓機組無法安全運行,而其他一小部分三班次的用熱需要熱電廠采用減溫減壓器的方式供熱,由此嚴重影響熱電廠的經濟性。現有的壓縮空氣系統通常采用額外的能量來進行空氣壓縮,造成了能源的浪費,因此針對熱電廠中外界熱負荷波動值超過背壓機(或者抽背機)的經濟運行范圍的項目,如何設計一套結合熱負荷需求和壓縮空氣需求的系統,是一個亟待解決的問題。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于解決現有技術中熱電廠熱負荷需求和壓縮空氣需求無法聯用的技術問題,并提供一種壓縮空氣儲能系統。
本實用新型所采用的具體技術方案如下:
壓縮空氣儲能系統包括鍋爐、背壓機、發電機、減溫減壓器、除氧器、鍋爐給水泵、一級高壓加熱器、二級高壓加熱器、蒸汽透平、凝汽器、凝結水泵、空壓機壓縮空氣儲罐和化學補充水泵;用于為鍋爐補充水的進水管路通過化學補充水泵連接除氧器進水口,除氧器出水口通過鍋爐給水水泵依次經過一級高壓加熱器、二級高壓加熱器后連接鍋爐進水口;鍋爐的蒸汽出口后的管道分為兩路,一路連接背壓機的蒸汽入口,背壓機通過聯軸器連接發電機;另一路通過減溫減壓器后連接蒸汽母管;蒸汽母管連接蒸汽透平的蒸汽入口,蒸汽透平通過聯軸器連接空壓機,空壓機連接壓縮空氣儲罐;背壓機的排汽管道接入蒸汽母管,背壓機的抽汽管道連接二級高壓加熱器;一級高壓加熱器連接蒸汽母管;蒸汽透平的蒸汽出口依次通過凝汽器和凝結水泵后,回流進入除氧器。
作為優選,所述除氧器汽源分為三路,一路連接鍋爐的連排,一路連接一級高壓加熱器,另一路連接蒸汽母管。
作為優選,儲能系統中管道分岔處設置有閥門,以控制各管路中流體的流向。
作為優選,一級高壓加熱器、二級高壓加熱器的疏水口相連。
作為優選,所述的壓縮空氣儲罐通過管路輸出至目標用氣設備。
采用本實用新型的熱電廠,在外界熱負荷較小并且低于背壓機的安全經濟負荷范圍的情況下,背壓機的排汽的能量用于制造壓縮空氣,設置專門的壓縮空氣儲罐儲存夜間熱用戶消納不了的蒸汽能量,采用蒸汽拖動壓縮機的形式儲能,從而也實現了多聯產。本實用新型除了往外供應蒸汽,還可以供應壓縮空氣,能量的儲存通過壓縮空氣來實現,拓展了用戶,提高了熱電廠的經濟性。
附圖說明
圖1為本發明壓縮空氣儲能系統的一種結構示意圖。
圖中:鍋爐1、背壓機2、發電機3、減溫減壓器4、除氧器5、鍋爐給水泵6、一級高壓加熱器7、二級高壓加熱器8、蒸汽透平9、凝汽器10、凝結水泵11、空壓機12、壓縮空氣儲罐13、化學補充水泵14和連排15。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步闡述和說明。本實用新型中各個實施方式的技術特征在沒有相互沖突的前提下,均可進行相應組合。
如圖1所示,壓縮空氣儲能系統包括鍋爐1、背壓機2、發電機3、減溫減壓器4、除氧器5、鍋爐給水泵6、一級高壓加熱器7、二級高壓加熱器8、蒸汽透平9、凝汽器10、凝結水泵11、空壓機12壓縮空氣儲罐13和化學補充水泵14;用于為鍋爐補充水的進水管路通過化學補充水泵14連接除氧器5進水口,除氧器5出水口通過鍋爐給水水泵6依次經過一級高壓加熱器7、二級高壓加熱器8后連接鍋爐1進水口;鍋爐1的蒸汽出口后的管道分為兩路,一路連接背壓機2的蒸汽入口,背壓機2通過聯軸器連接發電機3;另一路通過減溫減壓器4后連接蒸汽母管;蒸汽母管連接蒸汽透平9的蒸汽入口,蒸汽透平9通過聯軸器連接空壓機12,空壓機12連接壓縮空氣儲罐13。壓縮空氣儲罐13通過管路輸出至目標用氣設備。背壓機2的排汽管道接入蒸汽母管,背壓機2的抽汽管道連接第二高壓加熱器8;一級高壓加熱器7連接蒸汽母管;蒸汽透平9的蒸汽出口依次通過凝汽器10和第二水泵11后,回流進入除氧器5。除氧器5汽源分為三路,一路連接鍋爐1的連排15,一路連接一級高壓加熱器7,另一路連接蒸汽母管。第一高壓加熱器7、二級高壓加熱器8的疏水口相連。儲能系統中管道分岔處可設置有閥門,以控制各管路中流體的流向。
本實用新型主要應用于熱電廠內不設置抽凝機組,外界除了有熱負荷需求,還有壓縮空氣需求,且外界熱負荷波動值超過背壓機(或者抽背機)的經濟運行范圍的項目。其運行原理是在背壓式汽輪機安全經濟范圍內以外界熱用戶為主,待外界熱負荷持續下降并低至安全運行范圍之后則背壓機的排汽排至蒸汽拖動的壓縮機,實現壓縮空氣儲能。
當熱電廠外界熱負荷高于背壓機2的經濟運行工況下,鍋爐1的新蒸汽進入背壓機2發電供熱,熱電廠補充的水需要通過化學補充水泵14進入除氧器5,除氧合格后的水通過鍋爐給水水泵6提升壓力后進入兩級高壓加熱器后進入鍋爐1,鍋爐1將水轉變成新蒸汽后再進入背壓機2發電供熱。壓縮空氣儲罐13內預存儲的空氣供應外界壓縮空氣的需求。
當外界熱負荷低于背壓機2的經濟運行工況下,鍋爐1的新蒸汽進入背壓機2發電,背壓機2的排汽進入蒸汽透平9,蒸汽透平9拖動空壓機12,壓縮完的空氣進入儲罐,壓縮空氣儲罐13用于往外供應壓縮空氣,在蒸汽透平9內做完功的蒸汽進入凝汽器10,在凝汽器10內凝結變成水,通過凝結水泵11提升壓力后進入除氧器5。除氧合格后的水通過鍋爐給水泵6提升壓力后進入兩級高壓加熱器后進入鍋爐1,鍋爐1將水轉變成新蒸汽后再進入背壓機2發電,排汽再進入蒸汽透平9,以實現循環。
兩種模式的運行隨著外界熱負荷和壓縮空氣需求而變化,從而更好的解決純背壓配置的熱電廠的安全經濟運行問題。
以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案,然其并非用以限制本實用新型。有關技術領域的普通技術人員,在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下,還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案,均落在本實用新型的保護范圍內。