定压工况下蓄热式压缩空气储能系统中射气抽气器最佳工作参数分析

在压缩空气储能系统的释能段配气机构中引入射气抽气器被认为是增大系统释能功率的有效途径,但现有研究对射气抽气器的最佳工作参数选取还缺乏系统的研究.基于此,以10 MW蓄热式压缩空气储能系统为对象,分别考虑不同低压气源,揭示了不同定压工况下射气抽气器最大引射系数、被卷吸低压气源总量随工作气体压力的变化规律,并获得了最佳工作气体压力.结果发现,释能过程总功的增幅与定压工况压力负相关,且以第一台膨胀机排汽为低压气源时增幅最大.     

低品位热能超临界有机朗肯循环发电特性分析

利用超临界有机朗肯循环(ORC)发电系统回收温度低于150℃的低品位热能,对超临界工况的3个关键问题:工质选择、加热过程和系统性能进行了分析.结果表明:对于适合超临界ORC发电系统的工质,临界温度相对较高的工质的系统循环热效率较高,膨胀机入口压力和冷凝压力较低,临界温度相对较低的工质的循环热效率较低,但能量利用率较高,膨胀机入口压力和冷凝压力较高;超临界加热器中较高的换热压力和较低的膨胀机入口温度能使热源与工质有更好的热匹配;在热源进口温度和最小换热温差的限制下,存在最佳膨胀机入口温度和膨胀机入口压力,使得系统循环热效率最高.     

压力流量控制器稳压储能原理探讨

介绍了压缩空气系统压力流量控制器的节能原理、系统储气能力计算方法，并对有无压力流量控制器的系统工况进行了对比，进一步证明了储能、稳压对压缩空气系统的重要性。     

10MW全回热压缩空气储能系统分析

基于全回热压缩空气储能系统的概念,搭建10MW全回热压缩空气储能系统。分析压缩机和膨胀机的级数对全回热压缩空气储能系统电回转效率的影响,同时采用分析法研究全回热压缩空气储能系统的热经济性。得出2级～4级全回热压缩空气储能系统,其电回转效率为70.2%～75.3%;随着压缩机和膨胀机的级数增加,电回转效率降低;压缩机、膨胀机、回热换热器、地下含水层的损失系数分别为:30.9%～35.3%、23.3%～24.5%、37.4%～41.5%和3.9%～4.0%。     

储能过程设计参数对压缩空气储能系统性能影响研究

本文针对蓄热式压缩空气储能系统建立数学模型,利用MATLAB调用REFPROP软件获取不同状态下空气物性参数,进行总体计算程序开发,在储能系统输出功率为100 MW、膨胀机进口前压力及膨胀级数被固定的前提下,分析了压缩机不同总压比和级数对系统性能的影响。结果表明:对于固定压缩机级数,随着总压比的增加,储能系统效率降低,系统热能利用率降低,节流损失增加,系统热力学性能下降,而储释能工质质量流量降低,储气密度增加,体积减小;对于固定压缩机总压比,随着级数增加,储能系统效率降低,系统热能利用率降低,节流损失基本保持不变。     

AA-CAES系统释能过程运行特性分析

为了研究释能过程中膨胀机运行特性对先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统性能的影响,提出3种膨胀机运行方式:定压运行、定滑运行和滑压运行,并建立AA-CAES系统热力学模型。使用数值计算的方法,对比3种方式的系统性能差异,并分析关键参数对采用不同方式的系统性能的影响。计算结果表明:基本运行参数相同时,膨胀机采用滑压运行时储能效率和储能密度最大;适当调整储气压比差值,可改善3种方式的系统性能;存在最佳换热器效能使得3种运行方式的储能效率最大;膨胀机效率下降系数对定滑方式的影响最大;3种方式的稳定间隔时间较接近,对流换热系数增加到一定值时,不存在稳定间隔时间。     

波动热源下ORC发电系统的动态运行特性

ORC(有机朗肯循环)是实现中低温热源热功转换的关键技术。以R245fa为工质,采用单螺杆膨胀机,在120℃不稳定热源下实验研究了ORC发电系统在变负载下的动态运行特性及系统主要运行参数随波动热源的变化。实验结果表明:增大负载容量,维持膨胀机做功状态所需工质流量增加,膨胀机入口压力变大,单位工质吸热量变小,膨胀机入口温度及过热度降低。但由于系统整体吸热量变大,系统冷凝压力及冷却水入口温度就增加。系统的发电功率与效率也随负载的提升而不断增大,最大分别为4.61 kW与5.76%。受热源温度正弦波动的作用,系统主要运行参数出现不同程度的波动,冷凝压力的变化是造成系统不稳定的主要原因。     

面向废弃能量收集的风电-压缩空气储能耦合发电系统

目前,风电与压缩空气储能耦合发电系统是发电后再与压缩空气储能系统连接,对于风电场一些不能发电工况的能量无法利用。通过风力发电功率特性和运行状态分析,找出产生废弃能量的2种工况:起动风速到切入风速期间的低风速工况和电网原因弃风工况,设计了一套新型的风电-压缩空气储能耦合发电系统,通过啮合切换装置可以进行风机和压缩机、发电机的切换运行。通过工况的效率分析,系统在2种工况时,可以回收废弃能量,实现电能输出,有效提高风电场的能量利用率。     

多级回热式跨临界压缩二氧化碳储能系统热力性能分析

为解决压缩空气储能系统储能密度和效率低的问题,建立了基于地下储气室的多级回热式跨临界压缩二氧化碳储能系统(Compress Carbon Dioxide Energy storage,TC-CCES)热力学模型及■分析模型,采用二氧化碳代替空气作为存储介质,对系统进行热力学性能分析和敏感性分析。结果表明:TC-CCES的储能密度达到57.29 kW·h/m~3,是先进绝热压缩空气储能系统(Advanced adiabatic CAES,AA-CAES)的2～25倍,储能效率和■效率分别为58.41%和67.89%,均高于AA-CAES;在TC-CCES中,储能过程的压缩机级间冷却器、释能过程的膨胀再热器以及回热系统中热泵■损失较大,通过提高系统储能压力、释能压力以及降低系统低压储气室入口压力,可以提高系统的储能效率和■效率。     

Research progress in compressed air energy storage system: A review

压缩空气储能系统通过压缩空气存储多余的电能,在需要时,将高压空气释放通过膨胀机做功发电,在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的用途,是目前大规模储能技术的研发热点。综述了压缩空气储能技术的研究与应用现状,包括工作原理、功能和应用情况,分析了压缩空气储能系统的类型和技术特点,并对压缩空气储能系统的关键部件和系统性能进行了分析比较,最后指出了压缩空气储能技术的发展趋势。