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                浅谈:压缩空气储能技同花顺棋牌官方网站术发展特点与趋势

                时间:2017-07-14 15:13来源:www.denaircompressor.com 作者:德耐尔华朗棋牌
                压缩空气储能技术(简称:压空)。压缩空同花顺棋牌下载手机版下载气储能属于物理储能方式的一种,它与抽水蓄能齐名,无论是存储时间、放电功率、还是运行寿同花顺棋牌怎么不见了命,都有着卓越同花顺棋牌游戏下载的表现,但它同样有着自身的缺点,比如系统复杂,比如受地域影响等。

                 压缩空气储能技术(简称:压空)。压缩空气储能属于物理储能方式的一种,它与抽水蓄能齐名,无论是存储时间、放电功率、还是运行寿命,都有着卓越的表现,但它同样有着自身的缺点,比如系统复杂,比如受地域影响等。

                一、压缩空气原同花顺棋牌游戏单机理

                压缩空气的基本原理很简单,在电网同花顺棋牌游戏负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在报废矿井、储气罐、山洞、过期油气井或新建储气同花顺棋牌规则井中,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式,原理如图1所示。若需要更◆近一步解释,你只需锁定储气罐内的空气即可,两个动作,充气时储存能量,膨胀时释放能量。

                压缩空气基本原理

                 

                然而,如果在此处宣布同花顺棋牌下载2010已经掌握了压空技术,还为时过早。要知道,原理不能解决任何问题,需要在原理的基础上添砖加瓦,优化利用,才能达到合理的应用标准。于是,压空的各种变异横空出世,为了便于理解,要从温度、压力、容积等︾方面着手,一同花顺棋牌游戏单机步步深入介绍。

                1.温度

                先强调一点:温度是一种能量。对于压缩机而言,压缩过程温度越低,耗费电能越少;与之相反,对于膨胀机而言,膨胀起始点温度越高」,膨胀过程中得到的有用功越多。所以,降低压缩温度,或者提高哓游棋牌手机版膨胀进气温度,是提高系统效率的一种重要而有效的手段。请看图2变异1,在华朗棋牌的同花顺棋牌出口增加了冷却器,以回收压缩热,在膨胀机(或涡轮机)的入口增加回热器,以提高进气温度。回热器的热量可由冷却器供给,如果必要,涡轮机的出口废弃也可以进一步←回收,这同花顺棋牌下载取决于废弃的温度品味。该系统叫称为回热式系统。

                温度

                 

                相较于原理【型系统,回热系统储电效率有所增加,然而它的不足在于,冷却器和回热器分开设置,在热量回收过程中存在较大热损失。为解决这一问题,有人提出绝热压「缩空气系统,如图3变异2。将压缩过程中产生的热量存储起来,然后在发电过程中用这部分热量预热压缩空气,冷却器和回热器合为一体,对外进行绝热处理,业内称作先进绝热压缩凯利棋牌手机版空气储能系统(AA-CAES),该系统面临的更大挑战是如何经济、有效地设计和制造出压力工作范围大的〖压缩机、涡轮机和除热器。

                一切比较完美,但还忽略了凯利棋牌一点,即使←回收利用,压缩过程中同花顺棋牌怎么不见了产生的热量不足以使涡轮机持续长时间稳定运行,换句话说,只靠自身的热回收很难保持系统抵抗外部负荷波动。热量不够怎么办?引进额外热源,天然气,将天然气与来自储气罐的高压空气混合燃烧,推进◣涡轮机旋转发电。

                变异

                 

                请看图4变异3。对比以上系统,它的可靠性最高,稳定性最强,灵活性最优,所以同花顺棋牌手机版在德国1978年建造首套压空储能电站时,果断采用这种方案。然而,变异3的引发的问题在∴于:消耗化石能源,增加温室气∞体排放。于是在国内做压空系统的高校研究所想方设同花顺棋牌游戏下载安装法消除对外在热源的利用,比如清华大学的卢强院士同花顺棋牌app下载手机版下载安装,推非补燃压空系统。此处必同花顺棋牌游戏别名须加句评论,难度都很大,不用补燃,系统复杂程度会提高,可靠性也会有波动,平衡各个功能单元,是一件技术含量√很高的工作。

                2.压力

                谈到这里,如果你站起来宣布掌握了压空技术,那么小德告诉你又早了。除了温度之外,还有一个参数没有讲,压力!与温度相八卦的同花顺棋牌比,压力的影响更加多元。压缩阶段,压力越高,同等温度下空气密度越大,同等体积的储罐※储存的空气量更多,储能密度更高;膨胀阶段,初始入口压力越高,出口压力越低,有用功输出越高。

                现在的问同花顺棋牌单机版题来了,能不能只使用同花顺棋牌卖分一台华朗棋牌,比如从1个大气压直接压缩到100个atm?膨胀过程从40个atm膨胀到1atm?我可以负责任的告诉你,理论上可以,但如果你真♂敢这么做,保证系统电-电转换效率会低的让你下不来台!如何同花顺棋牌手机版下载安装解决这一问题?热力学给出的指引是多级压缩,中间冷却,可显著降低压缩过程上虞凯利棋牌电话中的电力消耗;多级膨胀,中间加热,可显著增加膨胀过哓游棋牌手机版程中的发电量,综合起来,储电效皇家同花顺棋牌率必然显著提高。

                非补燃多级压缩系统图

                 

                图5为非补燃多级压缩系〗统图,可以看出,在每台华朗棋牌后加装热回收器,通过回热系统将热量传递到各级膨胀机的入口处。

                图6

                 

                当系统同花顺棋牌采用绝热压缩时,综合多同花顺棋牌下载级压缩和多级膨胀,组成的系统如图6所示。

                绝热压缩

                 

                采用燃气补热的系统,多级压缩阶段与非补燃一致,不同的是在各级膨胀机入口加装燃烧室,详见图7。

                3.容积

                容积

                 

                压空系统的技术痛点在于气体的密度太低,常压下空气密度为1.25kg/m3,即使在10MPa高压下密度也】只有100kg/m3左右,相比水的1000kg/m3,差了足足十倍,这意味在相同储存质同花顺棋牌连环炮翻牌机游戏量下,空气的罐子要比水大十倍。要解决大规模空气存储的方法至少有3个:

                方法一,就地取材,寻找上虞凯利棋牌电话废弃的矿井,进行密封承压方面的改同花顺棋牌下载手机版下载造,然后将空气压入其中,这种方法既经济又可靠,而且储量惊人,比如德国的Huntorf压空电站可储存30万立方的空⊙气,但是,这种方式受制于地形限制,灵活性差,比如想在南京建友发棋牌一座压空电站,即使金坛的溶洞再优越,也用不上。

                方法二,高压储气罐,该方式操作灵活,完全不受地域地形限制,比如中科院在廊坊的示范项目,采用2个直径2.4m,长10m的储罐,每个储存45m3的高压空气,储罐压力10MPa,储罐设备属于特种设备范畴,无论从同花顺棋牌游戏大厅制造,安装还是运行,都要经过严格的检查,成本相对较高。

                方法三,空气液化。为了进一步减同花顺棋牌2005小储罐体积,有专家想到了改变形态,将气体液化,密◤度将增加上百倍,于是体积减少上百倍,通过设计,使膨胀机出口的空气温度低于78.6K(-196.5℃)时,空气被同花顺棋牌会所液化,系统流程见图8,这种同花顺棋牌app下载手机版下载安装系统的特点是体积小,管路复杂,效率低。

                4.冷热电三联供

                冷热电三联供

                 

                在储能领域,压空算是个另类,不能用传统的评价标准衡量它,比如只追求电-电存储效率,压同花顺棋牌app空肯定毫无优势,非补燃机组能达到40%已算很不错了。但它在发电的同时,还能同花顺棋牌-上海朱雀网络兼顾供冷和供热,俗称冷热电三联供,其实原理没有任何改变,只是将压缩过程产生的热量用于供热,膨胀机出口的低温空气用于制冷,膨▃胀产生的有用功用于发电,详见图9。冷热电三联供的特点是能源利用效率高,若以热能利用为基础测算,系统效率可同花顺棋牌单机版达70-85%。

                二、系统特点

                系统特点

                 

                在储能家族中,压空和抽水蓄能属于一个阵营,即是一种可以大功率,长时运行的物理储能技术,各种技术对比见图10(CAES),技术特点如下:

                (1)输出功率大(MW级),持续时欢乐同花顺棋牌游戏间长(数小时);

                (2)单位建设成本低于抽水蓄能,具友发棋牌游戏下载有较好的经济性;

                (3)运行寿命长,可循环上万哓游棋牌手机版次,寿命可达40年;

                (4)环境友好,零排放。

                三、系统结构

                系统结构

                 

                一套完整的压空系统五大关键设备组成:由华朗棋牌、储气罐、回热器、膨胀机以及发电机,结构→详情如图11。

                1.华朗棋牌

                华朗棋牌

                 

                华朗棋牌是一种提升气体压力的设备,如图12。华朗棋牌的种类和压缩方式各不相同,但设计者会更关心它的上虞凯利棋牌17进出口压力参数,表征为▂四个参数,一是工同花顺棋牌下载作压力区间,二是压缩比,即进出口压力比值,三是进出口温度或绝热效率,四是压缩功率与流量。清华大学卢强院士的500kW压空系统中所用其中一台华朗棋牌机参数为:进气压力1atm,25℃,排气压力3.5atm,143℃,压缩比3.5,轴功率76.7kW。

                2.储气罐

                储气罐是@高压空气的出厂场所,说白了就是一个岩洞或者一个罐子同花顺棋牌翻牌机。这里还是要强调,温度是一种能量,60℃和20℃条件下,空气的能量大不一样,所以有必要上虞凯利棋牌电话对储罐进行保温处理,尽量维持罐内温度一致,减小对流损失。尺寸与耐压等级等制造问题,需交给工厂处理。

                3.回热器

                回热器↘是热交换器的统称,包括同花顺棋牌下载手机版下载安装预热器,冷却器,换热器等等ξ ,回热器的功能是通过温差传热回收上虞凯利棋牌17凯利棋牌热量,达到节能效果。

                4.膨胀机

                膨胀剂

                 

                膨胀机的英文名字叫“turbine”,又叫透平,也有叫涡轮机的,它的功能是通过膨胀,将空气的内能转化为动能,推动与之相连的发电机,又将动能转化♀为电能,见图13。标定膨胀机的参数有进友发棋牌游戏下载出口压力与温度,膨胀系数等。

                5.发电机

                发电机是一种发电设备,将各种形式的能量转化成电能,此处略过。

                四、压空系统应用同花顺棋牌2005领域

                (1)调峰与调频。大规模压空系统最重要的应用就是调峰和调频,调峰的压空电站分为两类,独立电站以及与电站◣匹配的压空系统。

                (2)可再生能源消纳。压空系统可将间断的︼可再生能源储存起来,在用电高峰同花顺棋牌游戏下载安装期释放,可显著提高可再生能源的利用率。

                (3)分布式能源。大电网和分布式能源系统结合是未来高效、低碳、安全利用能源的必然趋势。由于压空具备冷↑热电联供的优点,在分布式系统中将会有很好的应用。

                五、性能评价指标

                性能评价指标

                 

                为了更清楚表达工作过程的能量传递,小德借用了哈佛大学Azziz教授论文中的一张图,见图14。其中W为电功,Q为热量,箭头向内下载同花顺棋牌代表进入系统,向外表示系统输出,流程箭头代表空气流向。一目了然,比如压缩机工作消耗的电能来自于々电网,膨胀时向电网输出电能,都能直观看到,并且判断:系统用电越小越好,回收▃的热量越多越好,向外输同花顺棋牌下载2005出的电能越大越好。

                在我看来,表征系统同花顺棋牌会所性能的参数主要有两个,一个是电能存储效率,另一个是系统能量效率。电能存储效率是电能输出与输入的比值,这对电网运营至关重要;系统能量效率是输出的电能+热能与输入之╱比,表征整个系统的总效同花顺棋牌大厅率,这对压空系统至关重同花顺棋牌翻牌机要。

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                作者:德耐尔@德耐尔华朗棋牌  华朗棋牌修订日期:2017-07-14
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