一种含低温净化的压缩空气储能发电系统-ag尊龙凯时

本发明涉及压缩空气储能发电，尤其涉及一种含低温净化的压缩空气储能发电系统。

背景技术：

1、压缩空气发电技术是利用空气压缩能源储存技术(caes)存储低谷时的电能并在需要时释放电能，以此来实现发电并网，属于新能源发电技术，其储能时需要用到压缩机将大自然之中的空气压缩成密度高、压力大的压缩空气并通过储气系统储存上述的压缩空气，释能时通过膨胀发电系统将存储的压缩空气取出发电。

2、在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：目前压缩空气储能系统释能时所使用的压缩空气存在多种杂质。例如压缩机组含油，其制备出的压缩空气就含油类物质。存储压缩空气储气装置中可能引入酸根离子、酸性或碱性气体，这一现象在地下储气的情况下尤其明显。此外，低温压缩空气储能系统携带的水部分以液态形式存在，而上述酸性或碱性气体极易溶于液体水，以离子的形式存在。存储压缩空气储气装置中还可能有粉尘等固体颗粒杂质，如泥沙、铁锈和岩盐颗粒等。含有上述杂质的压缩空气在后续使用中会造成严重的安全隐患，腐蚀后续的设备。

3、基于此，如何提供一种含低温净化的压缩空气储能发电系统，能够同时去除压缩空气携带油类、固态粉尘、游离水及其中溶解的化学杂质等多种类型的杂质，净化后为洁净的干燥压缩气体，从而提供发电系统的运行效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含低温净化的压缩空气储能发电系统，能够去除压缩空气携带油类、固态粉尘、游离水及其中所溶解的化学杂质，并减少压缩空气中的饱和水含量，从而提高压缩空气储能发电系统的使用寿命、安全性及稳定性。

2、为达此目的，一方面，提供了一种含低温净化的压缩空气储能发电系统包括释能支路和供冷回路；所述释能支路上有净化装置和膨胀发电机组，所述净化装置包括喷淋器、喷淋罐、旋喷吸收器、吸收罐；含杂的压缩空气从所述喷淋器进入，从所述喷淋器流出后进入所述旋喷吸收器，从所述旋喷吸收器流出后进入所述膨胀发电机组；所述喷淋罐用于存放供所述喷淋器使用的喷淋工质，所述吸收罐用于存放供所述旋喷吸收器使用的吸收工质；所述喷淋罐的第一出口和所述喷淋器的进口的连接管路上设有喷淋液冷却器，用于冷却进入喷淋器的喷淋工质；所述吸收罐的出口和所述旋喷吸收器的进口的连接管路上设有吸收液冷却器，用于冷却进入旋喷吸收器的吸收工质；所述供冷回路包括蓄冷罐和制冷设备，所述蓄冷罐用于存放低温循环介质；所述蓄冷罐的出口与所述喷淋液冷却器的冷路进口连通，所述喷淋液冷却器的冷路出口与所述制冷设备的进口连通，所述制冷设备的出口与所述吸收液冷却器的冷路进口连通，所述吸收液冷却器的冷路出口与所述蓄冷罐的进口连通。

3、进一步地，所述喷淋罐的第二出口和所述吸收罐的进口之间通过配液管道连通，所述配液管道上有低压泵和配液阀；所述吸收罐的出口设有吸收罐开关阀。

4、进一步地，所述净化装置还包括配液旁通管道，所述配液旁通管道的一端与所述喷淋罐的第二出口连通，所述配液旁通管道的另一端与所述吸收罐开关阀的出口管路连通；所述配液旁通管道上设有配液旁通阀；所述吸收罐开关阀的出口管路上设有第一高压泵。

5、进一步地，所述旋喷吸收器的排污口的管路上设有ph检测装置；所述ph检测装置控制所述配液阀的开度、所述低压泵的出口压力、所述吸收罐开关阀的开度、所述第一高压泵的出口压力。

6、进一步地，所述喷淋液冷却器的热路进口与所述喷淋罐的第一出口的管道上设有第二高压泵。

7、进一步地，所述喷淋器和所述旋喷吸收器之间还设置有分离器；从所述喷淋器的出气口流出压缩空气进入所述分离器的进气口，从所述分离器的出气口流出后进入所述旋喷吸收器的进气口；所述分离器用于干燥压缩空气。

8、进一步地，所述喷淋器的进口前还设置有段塞流捕集器；待净化的压缩空气进入所述段塞流捕集器的进气口，从所述段塞流捕集器的出气口流出后进入所述喷淋器的进气口。

9、进一步地，还包括第一供热支路和蓄热罐，所述蓄热罐用于存放高温循环介质，所述第一供热支路的一端与所述蓄热罐的出口连通，另一端与所述蓄冷罐的进口连通；所述释能支路还包括第一换热器，所述第一换热器的热路位于所述第一供热支路上，所述第一换热器的冷路进口与所述旋喷吸收器的出气口连通，所述第一换热器的冷路出口与所述膨胀发电机组的进口连通。

10、进一步地，还包括第二供热支路和蓄热罐，所述蓄热罐用于存放高温循环介质，所述第二供热支路的一端与所述蓄热罐的出口连通，另一端与所述蓄冷罐的进口连通；所述释能支路还包括第二换热器和至少一级膨胀机组，所述第二换热器的热路位于所述第二供热支路上，所述第二换热器的冷路进口与膨胀机组的出气口连通。

11、进一步地，还包括储气支路，所述储气支路包括储气库、第三换热器和至少一级压缩机组，所述第三换热器的热路进口与最后一级所述压缩机组的出口连通，所述第三换热器的热路出口与所述储气库的进口连通；所述第三换热器的冷路进口与所述蓄冷罐的出口通过冷却支路连通，所述第三换热器的冷路出口与所述蓄热罐的进口连通。

12、进一步地，所述制冷设备使用冷却塔。

13、进一步地，所述喷淋罐内装有水，所述吸收罐内装有碱或者酸。

14、进一步地，所述分离器用旋风分离器或者叶片式分离器。

15、上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：

16、含低温净化的压缩空气储能发电系统包括释能支路，释能支路利用储气库里采出的压缩空气膨胀发电，释能支路上有净化装置，净化装置用于净化上述储气库里采出的压缩空气，膨胀发电机组用于膨胀发电。

17、净化装置包括喷淋器、喷淋罐、旋喷吸收器、吸收罐；含杂的压缩空气从喷淋器进入，从所述喷淋器流出后进入所述旋喷吸收器，从所述旋喷吸收器流出后进入所述膨胀发电机组。喷淋罐用于存放供喷淋器使用的喷淋工质，吸收罐用于存放供旋喷吸收器使用的吸收工质。含杂质的压缩空气从喷淋器的进气口进入，从喷淋器的出气口流出。通过喷淋器的压缩空气可去除杂质中的油滴、粉尘，降低压缩空气中携带的游离水中的溶解的物质的浓度。喷淋罐的第一出口和喷淋器的进口的连接管路上设有喷淋液冷却器，用于冷却进入喷淋器的喷淋工质，冷却后的喷淋工质进入喷淋器后能降低所喷淋的含杂压缩空气的温度，从而降低压缩空气中的饱和水含量，并降低化学杂质的溶解度。

18、从喷淋器的出气口流出的压缩空气进入旋喷吸收器，旋喷吸收器的吸收工质存放在吸收罐内。旋喷吸收器的内部能够形成旋流场，待净化的压缩空气从进气口进入后受离心力，与此同时，吸收工质从侧面沿径向喷入，被待净化的压缩空气冲击切割雾化，形成无数的用于吸收的工质液滴，该工质液滴与待净化的压缩空气中的含化学杂质的游离水进行吸收反应。由于旋喷吸收器内部能够形成旋流场，净化后的压缩空气为干燥的压缩空气，并从旋喷吸收器的中心排气管排出，其反应后的吸收工质滴从旋喷吸收器的排污口排出。因此，旋喷吸收器能够去除压缩空气中的游离水及酸碱离子，从旋喷吸收器的出气口流出的为净化后的压缩空气，用该净化后的压缩空气进入膨胀发电机组发电。吸收罐的出口和旋喷吸收器的进口的连接管路上设有吸收液冷却器，用于冷却进入旋喷吸收器的吸收工质。冷却后的吸收工质进入吸收器后能够进一步降低所吸收的含杂压缩空气的温度，从而降低压缩空气中的饱和水含量，并降低化学杂质的溶解度。

19、含低温净化的压缩空气储能发电系统还包括供冷回路，供冷回路包括蓄冷罐和制冷设备，蓄冷罐用于存放低温循环介质；蓄冷罐的出口与喷淋液冷却器的冷路进口连通，喷淋液冷却器的冷路出口与制冷设备的进口连通，制冷设备的出口与吸收液冷却器的冷路进口连通，吸收液冷却器的冷路出口与蓄冷罐的进口连通。

20、供冷回路给喷淋液冷却器和吸收液冷却器提供冷量，该冷却由制冷设备及低温循环介质提供。供冷回路中的蓄冷罐用于存放低温循环介质，蓄冷罐的出口与喷淋液冷却器的冷路进口连通，蓄冷罐出来的低温循环介质先给喷淋液冷却器提供冷源，经过喷淋液冷却器的低温循环介质进入制冷设备中制冷，重新回到低温状态的低温循环介质再进入吸收液冷却器的冷路，给吸收液冷却器提供冷能。制冷设备用于使吸收液的温度低于喷淋液，同时当低温循环介质冷能不足时，提供额外的冷量。本方案由于设置了冷却回路，与现有技术相比，提高了压缩空气发电系统在释能过程中的冷能利用率，进一步地，由于在冷却回路上设置了制冷设备，减少了产品气携带的饱和水含量，进而提高了系统的净化效果。基于此，本方案提供的含低温净化的压缩空气储能发电系统，含杂压缩空气在进入膨胀发电机组之前先通过上述净化装置除油、除粉尘、除游离水及化学杂质，并且上述净化装置在低温工况下运行，降低了压缩空气内的饱和水含量，使得流入膨胀发电机组的压缩空气为饱和水含量低、清洁且干燥的压缩空气，从而提高了系统的效率、使用寿命、安全性及稳定性。