一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，包括空氣壓縮機(jī)組、電動(dòng)機(jī)、冷卻器、儲(chǔ)氣罐、加熱裝置、透平膨脹機(jī)組、發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)與空氣壓縮機(jī)組連接，空氣壓縮機(jī)組依次與冷卻器、儲(chǔ)氣罐、加熱裝置、透平膨脹機(jī)組連接，透平膨脹機(jī)組與發(fā)電機(jī)連接，空氣壓縮機(jī)組包括至少一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括至少一臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)，在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的兩端均設(shè)有備用通道，每條備用通道均與備用空氣壓縮機(jī)連接，有效保證了空氣壓縮機(jī)組的正常工作，確保了壓縮空氣儲(chǔ)能裝置安全可靠的運(yùn)行，避免了能源的浪費(fèi)，并且裝置簡(jiǎn)單，易于操作。
【專利說明】一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電力儲(chǔ)能【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對(duì)于電能存儲(chǔ)的技術(shù)有兩大類，物理方法和化學(xué)方法，其中物理方法包括機(jī) 械能和電磁場(chǎng)能儲(chǔ)能，其中機(jī)械能儲(chǔ)能主要包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能或飛輪儲(chǔ)能，化學(xué) 方法包括用法拉第準(zhǔn)電容、蓄電池儲(chǔ)能或氫儲(chǔ)能。
[0003] 不論是物理方法還是利用化學(xué)方法，在大容量的電能存儲(chǔ)方面都存在很大困難， 為了解決當(dāng)今世界上電能供需矛盾問題，有的國(guó)家在抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能做了一些嘗 試。由于電力生產(chǎn)具有產(chǎn)、供、用同時(shí)發(fā)生并同時(shí)完成的特點(diǎn)，日間負(fù)荷和季間負(fù)荷，均有一 定變化規(guī)律，電網(wǎng)調(diào)度中心時(shí)刻監(jiān)督并指揮著網(wǎng)上運(yùn)行的各種不同機(jī)組的帶負(fù)荷情況，在 用電高峰時(shí)段，可能由于開機(jī)方式小，造成頂峰電量不足；而在用電低谷時(shí)段，電網(wǎng)中反而 存在一些電量浪費(fèi)，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的棄風(fēng)現(xiàn)象。如果把這部分電能存儲(chǔ)起來，在用電高 峰到來的時(shí)候，再把這部分電能拿來補(bǔ)充電量不足，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的削峰添谷作用。 因此迫切需要經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠、高效的電力儲(chǔ)能系統(tǒng)與之相配套以緩解系統(tǒng)負(fù)荷峰谷差過 大的情況。電力儲(chǔ)能系統(tǒng)也是提高風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源利用率的有效手段。此 夕卜，電力儲(chǔ)能系統(tǒng)還是解決分布式能源系統(tǒng)容量小、負(fù)荷波動(dòng)大等問題的關(guān)鍵技術(shù)。
[0004] 壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種公認(rèn)的具有很大發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模電力儲(chǔ)能技術(shù)。傳統(tǒng) 壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種基于燃?xì)廨啓C(jī)的調(diào)峰電站，利用低谷電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將高壓氣體存 入儲(chǔ)氣室中，在用電高峰將高壓氣體從儲(chǔ)氣室釋放，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室同燃料一起燃燒， 然后驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電；其壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)具有儲(chǔ)能密度較大、儲(chǔ)能周期長(zhǎng)、效率較高和單位 投資相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 空氣壓縮機(jī)組包括至少一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)為串聯(lián)連接，對(duì)空氣進(jìn)行壓 縮。當(dāng)其中某一臺(tái)空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，不能正常工作時(shí)，則空氣壓縮機(jī)組則不能正常工 作，需要對(duì)由故障的空氣壓縮機(jī)進(jìn)行維修，直至維修完畢空氣壓縮機(jī)組才能機(jī)組壓縮空氣。 因此當(dāng)一臺(tái)空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能裝置就處于停運(yùn)狀態(tài)，均不能正常 儲(chǔ)能、發(fā)電，從而造成能源的浪費(fèi)，導(dǎo)致整個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能裝置效率降低。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中空氣壓縮機(jī)的故障致使壓縮空氣儲(chǔ)能裝置停運(yùn)從而導(dǎo)致能 源浪費(fèi)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，有效保證了空氣壓縮機(jī)組的正常 工作，確保了壓縮空氣儲(chǔ)能裝置安全可靠的運(yùn)行，避免了能源的浪費(fèi)，并且裝置簡(jiǎn)單，易于 操作。
[0007] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，包括 空氣壓縮機(jī)組、電動(dòng)機(jī)、冷卻器、儲(chǔ)氣罐、加熱裝置、透平膨脹機(jī)組、發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)與空氣壓 縮機(jī)組連接，空氣壓縮機(jī)組依次與冷卻器、儲(chǔ)氣罐、加熱裝置、透平膨脹機(jī)組連接，透平膨脹 機(jī)組與發(fā)電機(jī)連接，空氣壓縮機(jī)組包括至少一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，其特征在于，壓縮空氣儲(chǔ)能裝 置還包括至少一臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)，在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的兩端均設(shè)有備用通道，每條備用 通道均與備用空氣壓縮機(jī)連接。
[0008] 在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端與備用管道之間均設(shè)有主路閥門，在每條備用通道上 均設(shè)有控制備用管道導(dǎo)通的旁路閥門。
[0009] 空氣壓縮機(jī)組還包括設(shè)置在空氣壓縮機(jī)排氣端處的級(jí)間冷卻器，級(jí)間冷卻器與空 氣壓縮機(jī)串聯(lián)連接，在空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端設(shè)置備用進(jìn)氣管道，在級(jí)間冷卻器的排氣端設(shè) 置備用排氣管道。
[0010] 在備用空氣壓縮機(jī)的排氣端設(shè)置備用級(jí)間冷卻器，備用級(jí)間冷卻器與備用空氣壓 縮機(jī)串聯(lián)連接，備用進(jìn)氣管道與備用空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接，備用排氣管道與備用級(jí)間 冷卻器的排氣端連接。
[0011] 在每條備用進(jìn)氣管道上均設(shè)有控制備用進(jìn)氣管道導(dǎo)通的旁路進(jìn)氣閥門，在每條備 用排氣管道上均設(shè)有控制備用排氣管道導(dǎo)通的旁路排氣閥門。
[0012] 優(yōu)選的，備用空氣壓縮機(jī)設(shè)置一臺(tái)，在備用空氣壓縮機(jī)的排氣端設(shè)置備用級(jí)間冷 卻器，空氣壓縮機(jī)組包括多臺(tái)空氣壓縮機(jī)和多臺(tái)設(shè)置在空氣壓縮機(jī)排氣端的級(jí)間冷卻器， 空氣壓縮機(jī)與級(jí)間冷卻器串聯(lián)連接，備用空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端通過多條備用進(jìn)氣管道分別 與多臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接，備用空氣壓縮機(jī)的排氣端與備用級(jí)間冷卻器的進(jìn)氣端連 接，備用級(jí)間冷卻器的排氣端通過多條備用排氣管道分別與多臺(tái)級(jí)間冷卻器的排氣端連 接，備用進(jìn)氣管道的數(shù)量、備用排氣管道的數(shù)量與空氣壓縮機(jī)的數(shù)量相同，在每條備用進(jìn)氣 管道上設(shè)置旁路進(jìn)氣閥門，在每條備用排氣管道上設(shè)置旁路排氣閥門，在每條備用進(jìn)氣管 道與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端之間設(shè)置主路閥門。
[0013] 優(yōu)選的，備用空氣壓縮機(jī)的數(shù)量與空氣壓縮機(jī)組的空氣壓縮機(jī)的數(shù)量相同，空氣 壓縮機(jī)的排氣端設(shè)置級(jí)間冷卻器，空氣壓縮機(jī)與級(jí)間冷卻器串聯(lián)連接，備用空氣壓縮機(jī)的 排氣端設(shè)置備用級(jí)間冷卻器，備用空氣壓縮機(jī)與備用級(jí)間冷卻器串聯(lián)連接，備用空氣壓縮 機(jī)的進(jìn)氣端通過備用進(jìn)氣管道與空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接，備用級(jí)間冷卻器的排氣端通過 備用排氣管道與級(jí)間冷卻器的排氣端連接，在每條備用進(jìn)氣管道設(shè)有旁路進(jìn)氣閥門，在每 條備用排氣管道設(shè)有旁路排氣閥門，在每條備用進(jìn)氣管道與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端之間 設(shè)置主路閥門。
[0014] 加熱裝置包括電蓄熱器和燃燒器，電蓄熱器的進(jìn)氣端與儲(chǔ)氣罐的出氣口連接，電 蓄熱器的排氣端通過燃燒器與透平膨脹機(jī)組連接。
[0015] 壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括穩(wěn)壓節(jié)流閥和回?zé)崞?，穩(wěn)壓節(jié)流閥設(shè)置在儲(chǔ)氣罐的出氣 口處，回?zé)崞髟O(shè)置在穩(wěn)壓節(jié)流閥與電蓄熱器之間，透平膨脹機(jī)組通過導(dǎo)氣管道與回?zé)崞鬟B 接。
[0016] 優(yōu)選的，壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括對(duì)進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組內(nèi)的空氣進(jìn)行除雜的過濾 除塵器，過濾除塵器與空氣壓縮機(jī)組的入口連接。
[0017] 本實(shí)用新型的有益效果是，通過在空氣壓縮機(jī)的兩端并聯(lián)備用空氣壓縮機(jī)，當(dāng)空 氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)則通過備用空氣壓縮機(jī)進(jìn)行工作，有效保證了空氣壓縮機(jī)組的正常工 作，確保了壓縮空氣儲(chǔ)能裝置安全可靠的運(yùn)行，避免了能源的浪費(fèi)，并且裝置簡(jiǎn)單，易于操 作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的壓縮空氣儲(chǔ)能裝置進(jìn)行具體說明。
[0019] 圖1是本實(shí)用新型壓縮空氣儲(chǔ)能裝置的一種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是本實(shí)用新型壓縮空氣儲(chǔ)能裝置的一種設(shè)置方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 如圖所示，空氣壓縮機(jī)組1 ;冷卻器2 ;儲(chǔ)氣罐3 ;穩(wěn)壓節(jié)流閥4 ;回?zé)崞? ;加熱裝 置6,電蓄熱器61，燃燒器62 ;透平膨脹機(jī)組7 ;電動(dòng)機(jī)8 ;發(fā)電機(jī)9 ;空氣壓縮機(jī)10 ;級(jí)間冷 卻器11 ;備用空氣壓縮機(jī)12 ;備用級(jí)間冷卻器13 ;備用進(jìn)氣管道14 ;備用排氣管道15 ;主 路閥門16 ;旁路進(jìn)氣閥門17 ;旁路排氣閥門18 ;導(dǎo)氣管道19 ;過濾除塵器20。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 如圖1所示，本實(shí)用新型所述的壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，包括空氣壓縮機(jī)組1、電動(dòng)機(jī) 8、冷卻器2、儲(chǔ)氣罐3、加熱裝置6、透平膨脹機(jī)組7、發(fā)電機(jī)9。電動(dòng)機(jī)8與空氣壓縮機(jī)組1 連接，利用低谷電、棄風(fēng)電等剩余電能驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)組1壓縮空氣，電動(dòng)機(jī)8為空氣壓縮 機(jī)組1的工作提供動(dòng)力。空氣壓縮機(jī)組1包括至少一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，當(dāng)設(shè)有多臺(tái)空氣壓縮 機(jī)時(shí)，多臺(tái)空氣壓縮機(jī)10串聯(lián)連接，對(duì)空氣不斷進(jìn)行壓縮，使其成為高壓狀態(tài)的壓縮空氣。 空氣壓縮機(jī)組1依次與冷卻器2、儲(chǔ)氣罐3、加熱裝置6、透平膨脹機(jī)組7連接，透平膨脹機(jī)組 7與發(fā)電機(jī)9連接?？諝鈮嚎s機(jī)組1與冷卻器2、儲(chǔ)氣罐3、加熱裝置6、透平膨脹機(jī)組7之 間通過管道連接，壓縮空氣在管道內(nèi)依次進(jìn)入各個(gè)設(shè)備，進(jìn)行相應(yīng)的工作。
[0023] 如圖1所示，冷卻器2用于冷卻由空氣壓縮機(jī)組排出的壓縮的高壓空氣，由于儲(chǔ)氣 罐3的耐溫有一定的限制，為了保證儲(chǔ)氣罐3可靠穩(wěn)定的運(yùn)行使用，在壓縮空氣經(jīng)過空氣壓 縮機(jī)組后設(shè)置一冷卻器2,對(duì)高壓狀態(tài)的壓縮空氣繼續(xù)進(jìn)行降溫冷卻。儲(chǔ)氣罐3用于儲(chǔ)存經(jīng) 過空氣壓縮機(jī)組壓縮的高壓空氣，以便在需要發(fā)電的時(shí)候，通過儲(chǔ)氣罐釋放壓縮空氣進(jìn)行 膨脹做功發(fā)電。加熱裝置6用于將儲(chǔ)氣罐內(nèi)釋放的壓縮空氣進(jìn)行加熱，將壓縮空氣轉(zhuǎn)換為 高溫高壓氣體，以便進(jìn)入透平膨脹機(jī)組7進(jìn)行膨脹做功發(fā)電。透平膨脹機(jī)組7使高溫高壓 氣體進(jìn)行膨脹，以膨脹功給發(fā)電機(jī)9提供能量，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)9發(fā)電。
[0024] 如圖1所示，壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括至少一臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)12,在每臺(tái)空氣 壓縮機(jī)10的兩端均設(shè)有備用通道，每條備用通道均與備用空氣壓縮機(jī)12連接，這樣防止了 一臺(tái)空氣壓縮機(jī)10出現(xiàn)故障導(dǎo)致整個(gè)空氣壓縮機(jī)組不能正常的工作，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮空氣 儲(chǔ)能裝置不能進(jìn)行工作。通過備用空氣壓縮機(jī)12,在空氣壓縮機(jī)10出現(xiàn)故障不能正常工作 時(shí)，可通過備用空氣壓縮機(jī)12繼續(xù)進(jìn)行壓縮空氣，使得壓縮空氣儲(chǔ)能裝置正常進(jìn)行儲(chǔ)能、 發(fā)電。
[0025] 如圖1所示，在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端與備用管道之間均設(shè)有主路閥門16， 控制空氣是否流經(jīng)該臺(tái)空氣壓縮機(jī)10。在每條備用管道上均設(shè)有控制該條備用管道導(dǎo)通的 旁路閥門。當(dāng)其中一臺(tái)空氣壓縮機(jī)10出現(xiàn)故障，不能正常工作時(shí)，則打開旁路閥門，使空氣 進(jìn)入備用管道，備用空氣壓縮機(jī)12則正常工作對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，保證壓縮空氣儲(chǔ)能裝置正 常工作。
[0026] 如圖1所示，空氣壓縮機(jī)組1還包括設(shè)置在空氣壓縮機(jī)10排氣端處的級(jí)間冷卻 器11，級(jí)間冷卻器11與空氣壓縮機(jī)10串聯(lián)連接，空氣進(jìn)入空氣壓縮機(jī)內(nèi)不斷壓縮，在排出 空氣壓縮機(jī)時(shí)壓力增大、溫度會(huì)有一定的升高，則級(jí)間冷卻器11對(duì)壓縮的空氣進(jìn)行降溫冷 卻，使其進(jìn)入下一個(gè)空氣壓縮機(jī)10時(shí)壓縮空氣足夠的冷卻，使空氣壓縮機(jī)10能夠的正常工 作。
[0027] 如圖1所示，在空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端設(shè)置備用進(jìn)氣管道14,在級(jí)間冷卻器11的 排氣端設(shè)置備用排氣管道15,則當(dāng)空氣壓縮機(jī)10出現(xiàn)故障時(shí)，則空氣不再通過此發(fā)生故障 的空氣壓縮機(jī)10,而是進(jìn)入備用進(jìn)氣管道14,進(jìn)入備用空氣壓縮機(jī)12內(nèi)進(jìn)行壓縮，然后由 備用排氣管道15進(jìn)入下一臺(tái)的空氣壓縮機(jī)內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行壓縮。因此，發(fā)生故障的空氣壓縮機(jī) 10和與其串聯(lián)連接的級(jí)間冷卻器11均為斷開狀態(tài)，不進(jìn)行空氣壓縮和降溫冷卻，由工作人 員對(duì)故障的空氣壓縮機(jī)10進(jìn)行相應(yīng)的維修，直至維修完畢，再進(jìn)行使用。并且，備用進(jìn)氣管 道14與空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端之間設(shè)有主路閥門16,主路閥門16控制空氣是否流經(jīng)空氣 壓縮機(jī)10。
[0028] 如圖1所示，在備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端設(shè)置備用級(jí)間冷卻器13,備用級(jí)間冷 卻器13與備用空氣壓縮機(jī)12串聯(lián)連接，備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端與備用級(jí)間冷卻器13 的進(jìn)氣端連接，備用級(jí)間冷卻器13對(duì)經(jīng)過備用空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣進(jìn)行降溫冷卻。備用 進(jìn)氣管道14與備用空氣壓縮機(jī)12的進(jìn)氣端連接，備用排氣管道15與備用級(jí)間冷卻器13 的排氣端連接，這樣空氣在進(jìn)入備用空氣壓縮機(jī)12壓縮之后，通過備用級(jí)間冷卻器13進(jìn)行 降溫冷卻，再通過備用排氣管道15進(jìn)入下一臺(tái)空氣壓縮機(jī)10,確保下一臺(tái)空氣壓縮機(jī)的正 常工作。
[0029] 如圖1所示，在每條備用進(jìn)氣管道14上均設(shè)有控制備用進(jìn)氣管道導(dǎo)通的旁路進(jìn)氣 閥門17,在每條備用排氣管道15上均設(shè)有控制備用排氣管道導(dǎo)通的旁路排氣閥門18。通 過閥門控制備用進(jìn)氣管道、備用排氣管道的導(dǎo)通或斷開，確保壓縮空氣儲(chǔ)能裝置的安全、可 靠的運(yùn)行。
[0030] 如圖1所示，備用空氣壓縮機(jī)12設(shè)置一臺(tái)，在備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端設(shè)置一 臺(tái)備用級(jí)間冷卻器13?？諝鈮嚎s機(jī)組1包括多臺(tái)空氣壓縮機(jī)10和多臺(tái)設(shè)置在空氣壓縮機(jī) 排氣端的級(jí)間冷卻器11，每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的排氣端連接一臺(tái)級(jí)間冷卻器11的進(jìn)氣端。備用 空氣壓縮機(jī)12的進(jìn)氣端通過多條備用進(jìn)氣管道14分別與多臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端連 接，備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端與備用級(jí)間冷卻器13的進(jìn)氣端連接，備用級(jí)間冷卻器13 的排氣端通過多條備用排氣管道15分別與多臺(tái)級(jí)間冷卻器11的排氣端連接。
[0031] 在每條備用進(jìn)氣管道14上設(shè)置旁路進(jìn)氣閥門17,在每條備用排氣管道15上設(shè)置 旁路排氣閥門18,在每條備用進(jìn)氣管道14與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端之間設(shè)置主路閥 門16。其中，備用進(jìn)氣管道14的數(shù)量、備用排氣管道15的數(shù)量與空氣壓縮機(jī)10的數(shù)量相 同?？諝鈮嚎s機(jī)10的數(shù)量與級(jí)間冷卻器11的數(shù)量相同。這樣，通過設(shè)置一臺(tái)備用空氣壓 縮機(jī)12,在壓縮空氣機(jī)組中任意一臺(tái)空氣壓縮機(jī)10出現(xiàn)故障而不能使用時(shí)，則通過備用進(jìn) 氣管道14進(jìn)入備用空氣壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行空氣壓縮，再通過備用排氣管道15進(jìn)入下一臺(tái)空氣 壓縮機(jī)10內(nèi)。備用空氣壓縮機(jī)12只是替換發(fā)生故障的空氣壓縮機(jī)10,使空氣不經(jīng)過發(fā)生 故障的空氣壓縮機(jī)10,空氣在經(jīng)過備用空氣壓縮機(jī)之后仍然進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組內(nèi)其他的空 氣壓縮機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓縮。這樣的設(shè)計(jì)，只需要備用一臺(tái)空氣壓縮機(jī)，節(jié)約成本，并且起到備用 的作用，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
[0032] 如圖1所示，在本實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)組1包括三臺(tái)空氣壓縮機(jī)10和三臺(tái)級(jí)間 冷卻器11，每臺(tái)級(jí)間冷卻器11設(shè)置在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的排氣端處，三臺(tái)空氣壓縮機(jī)10 和三臺(tái)級(jí)間冷卻器11串聯(lián)連接。備用空氣壓縮機(jī)12和備用級(jí)間冷卻器13分別設(shè)有一臺(tái)， 備用級(jí)間冷卻器13設(shè)置在備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端處。備用空氣壓縮機(jī)12的進(jìn)氣端 通過三條備用進(jìn)氣管道14分別與三臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端連接，備用空氣壓縮機(jī)12的 排氣端與備用級(jí)間冷卻器13的進(jìn)氣端連接，備用級(jí)間冷卻器13的排氣端通過三條備用排 氣管道15分別與三臺(tái)級(jí)間冷卻器11的排氣端連接。在每條備用進(jìn)氣管道14上設(shè)置旁路 進(jìn)氣閥門17,在每條備用排氣管道15上設(shè)置旁路排氣閥門18,通過旁路進(jìn)氣閥門17、旁路 排氣閥門18控制備用進(jìn)氣管道、備用排氣管道的導(dǎo)通或者斷開。在每條備用進(jìn)氣管道14 與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端之間設(shè)置主路閥門16。
[0033] 如圖2所示，備用空氣壓縮機(jī)12的數(shù)量與空氣壓縮機(jī)10的數(shù)量相同，每臺(tái)空氣壓 縮機(jī)10的排氣端設(shè)置一臺(tái)級(jí)間冷卻器11，空氣壓縮機(jī)10與級(jí)間冷卻器11串聯(lián)連接。每臺(tái) 備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端設(shè)置一臺(tái)備用級(jí)間冷卻器13,備用空氣壓縮機(jī)12與備用級(jí)間 冷卻器13串聯(lián)連接。備用空氣壓縮機(jī)12的進(jìn)氣端通過備用進(jìn)氣管道14與空氣壓縮機(jī)10 的進(jìn)氣端連接，備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端與備用級(jí)間冷卻器13的進(jìn)氣端連接，備用級(jí)間 冷卻器13的排氣端通過備用排氣管道15與級(jí)間冷卻器11的排氣端連接，在每條備用進(jìn)氣 管道14設(shè)有旁路進(jìn)氣閥門17,在每條備用排氣管道15設(shè)有旁路排氣閥門18,在每條備用 進(jìn)氣管道14與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端之間設(shè)置主路閥門16。每臺(tái)空氣壓縮機(jī)都對(duì)應(yīng) 一臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)，當(dāng)某一臺(tái)空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，則打開與之相對(duì)應(yīng)的備用空氣壓縮 機(jī)，更加方便快捷，便于操作。
[0034] 如圖2所示，空氣壓縮機(jī)組包括三臺(tái)空氣壓縮機(jī)10和三臺(tái)級(jí)間冷卻器11，每臺(tái)級(jí) 間冷卻器11設(shè)置在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的排氣端處，三臺(tái)空氣壓縮機(jī)10和三臺(tái)級(jí)間冷卻器 11串聯(lián)連接。備用空氣壓縮機(jī)12和備用級(jí)間冷卻器13分別設(shè)有三臺(tái)，每臺(tái)備用級(jí)間冷卻 器13設(shè)置在每臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端處，三臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)12和三臺(tái)備用級(jí)間 冷卻器13串聯(lián)連接。在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10和級(jí)間冷卻器11串聯(lián)之后的兩端并聯(lián)備用空 氣壓縮機(jī)12和備用級(jí)間冷卻器13,每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的進(jìn)氣端設(shè)置備用進(jìn)氣管道14,空 氣壓縮機(jī)10的排氣端連接級(jí)間冷卻器11的進(jìn)氣端，級(jí)間冷卻器11的排氣端處設(shè)置備用排 氣管道15。備用進(jìn)氣管道14連接備用空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端，備用空氣壓縮機(jī)12的排氣端 連接備用級(jí)間冷卻器13的進(jìn)氣端，備用級(jí)間冷卻器13的排氣端與備用排氣管道15連接。 這樣，每臺(tái)空氣壓縮機(jī)10的兩端均并聯(lián)一臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)12,當(dāng)其中一臺(tái)空氣壓縮機(jī)10 出現(xiàn)故障時(shí)，則會(huì)啟動(dòng)備用空氣壓縮機(jī)12進(jìn)行工作。當(dāng)三臺(tái)空氣壓縮機(jī)10同時(shí)出現(xiàn)故障 時(shí)，可同時(shí)啟動(dòng)三臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)12進(jìn)行工作，保證壓縮空氣儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能階段空氣 壓縮工作安全可靠地進(jìn)行。
[0035] 如圖1、2所示，加熱裝置6包括電蓄熱器61和燃燒器62,電蓄熱器61的進(jìn)氣端與 儲(chǔ)氣罐的出氣口連接，電蓄熱器61的排氣端通過燃燒器62與透平膨脹機(jī)組7連接。電蓄 熱器61利用其內(nèi)的蓄熱體對(duì)壓縮空氣進(jìn)行換熱，燃燒器62將壓縮空氣與燃料一起燃燒產(chǎn) 生高溫?zé)煔?。在?chǔ)能階段，電蓄熱器61利用低谷電、棄風(fēng)電等剩余電能將電蓄熱器內(nèi)的蓄 熱體加熱，蓄熱體的溫度升高，電蓄熱器61將電能轉(zhuǎn)換為熱能，對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存。當(dāng)需要發(fā) 電時(shí)，儲(chǔ)氣罐將其內(nèi)的高壓壓縮空氣進(jìn)行釋放，壓縮空氣經(jīng)過電蓄熱器61，利用電蓄熱器內(nèi) 的處于高溫的蓄熱體對(duì)高壓壓縮空氣進(jìn)行換熱，高壓壓縮空氣吸收蓄熱體的溫度使自身溫 度升高，蓄熱體的溫度降低。經(jīng)過電蓄熱器之后具有一定溫度的高壓壓縮空氣再通過燃燒 器62,燃燒器62將壓縮空氣與燃料一起燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔膺M(jìn)入透平膨脹機(jī)組7 內(nèi)進(jìn)行膨脹做功。采用電蓄熱器對(duì)高壓壓縮空氣進(jìn)行增溫，充分利用了廢棄的電能，避免了 能量的浪費(fèi)，并且節(jié)省了燃燒器內(nèi)燃料的使用，節(jié)約成本。
[0036] 如圖1、2所示，壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括穩(wěn)壓節(jié)流閥4和回?zé)崞?,穩(wěn)壓節(jié)流閥4 設(shè)置在儲(chǔ)氣罐的出氣口處，回?zé)崞?設(shè)置在穩(wěn)壓節(jié)流閥4與電蓄熱器61之間，透平膨脹機(jī) 組7通過導(dǎo)氣管道19與回?zé)崞?連接。穩(wěn)壓節(jié)流閥4設(shè)置在儲(chǔ)氣罐與回?zé)崞?之間，用于 調(diào)節(jié)進(jìn)入回?zé)崞鲀?nèi)的壓縮空氣的流量，使壓縮空氣在管道內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，安全可靠地進(jìn)入后 續(xù)的設(shè)備中。
[0037] 透平膨脹機(jī)組7對(duì)壓縮空氣進(jìn)行膨脹做功發(fā)電之后，一部分高溫?zé)煔鈳в幸欢ǖ?熱量，通過導(dǎo)氣管道19導(dǎo)入回?zé)崞鲀?nèi)，回?zé)崞?利用這部分高溫?zé)煔鈳в械臒崃繉?duì)儲(chǔ)氣罐 排出的壓縮空氣進(jìn)行加熱，起到預(yù)熱的作用，并且提高了能量的利用率。壓縮空氣經(jīng)過回?zé)?器的預(yù)熱之后進(jìn)入電蓄熱器61內(nèi)，通過電蓄熱器61對(duì)壓縮空氣進(jìn)行增溫，再進(jìn)入燃燒器62 內(nèi)將壓縮空氣與燃料共同燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?。這樣充分利用廢棄的電能和透平膨脹機(jī)組排 出的帶有余熱的氣體，避免了能量的浪費(fèi)，提高了燃燒器的工作效率，節(jié)省了燃燒器燃料的 消耗。
[0038] 如圖1、2所示，壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括一過濾除塵器20,過濾除塵器20與空氣 壓縮機(jī)組的入口連接，由于進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組的空氣中帶有一部分的灰塵等雜質(zhì)，過濾除 塵器20用于對(duì)進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組內(nèi)的空氣進(jìn)行除雜，使進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組的空氣為干凈 的空氣，進(jìn)而提高透平膨脹機(jī)組的工作效率，防止壓縮空氣帶有的灰塵影響壓縮空氣儲(chǔ)能 裝置的運(yùn)行，減少了裝置內(nèi)各設(shè)備的清掃工序和清掃的成本。
[0039] 以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的 限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉 本專利的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作 出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容， 依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬 于本實(shí)用新型方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，包括空氣壓縮機(jī)組（1)、電動(dòng)機(jī)（8)、冷卻器（2)、儲(chǔ)氣罐 (3)、加熱裝置（6)、透平膨脹機(jī)組（7)、發(fā)電機(jī)（9)，所述電動(dòng)機(jī)（8)與空氣壓縮機(jī)組（1)連 接，所述空氣壓縮機(jī)組（1)依次與冷卻器（2)、儲(chǔ)氣罐（3)、加熱裝置（6)、透平膨脹機(jī)組（7) 連接，所述透平膨脹機(jī)組（7)與發(fā)電機(jī)（9)連接，所述空氣壓縮機(jī)組（1)包括至少一臺(tái)空氣 壓縮機(jī)（10)，其特征在于，所述壓縮空氣儲(chǔ)能裝置還包括至少一臺(tái)備用空氣壓縮機(jī)（12)， 在所述每臺(tái)空氣壓縮機(jī)（10)的兩端均設(shè)有備用通道，所述每條備用通道均與備用空氣壓 縮機(jī)（12)連接；在每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端與備用管道之間均設(shè)有主路閥門（16)，在每條 備用通道上均設(shè)有控制備用管道導(dǎo)通的旁路閥門。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述空氣壓縮機(jī)組（1) 還包括設(shè)置在空氣壓縮機(jī)排氣端處的級(jí)間冷卻器（11)，所述級(jí)間冷卻器（11)與空氣壓縮 機(jī)（10)串聯(lián)連接，在所述空氣壓縮機(jī)（10)的進(jìn)氣端設(shè)置備用進(jìn)氣管道（14)，在所述級(jí)間冷 卻器（11)的排氣端設(shè)置備用排氣管道（15)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，在所述備用空氣壓縮 機(jī)（12)的排氣端設(shè)置備用級(jí)間冷卻器（13)，所述備用級(jí)間冷卻器（13)與備用空氣壓縮機(jī) (12)串聯(lián)連接，所述備用進(jìn)氣管道（14)與備用空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接，所述備用排氣管 道（15)與備用級(jí)間冷卻器的排氣端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，在所述每條備用進(jìn)氣 管道（14)上均設(shè)有控制備用進(jìn)氣管道導(dǎo)通的旁路進(jìn)氣閥門（17)，在所述每條備用排氣管 道（15)上均設(shè)有控制備用排氣管道導(dǎo)通的旁路排氣閥門（18)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述備用空氣壓縮 機(jī)（12)設(shè)置一臺(tái)，在所述備用空氣壓縮機(jī)的排氣端設(shè)置備用級(jí)間冷卻器（13)，所述空氣壓 縮機(jī)組（1)包括多臺(tái)空氣壓縮機(jī)（10)和多臺(tái)設(shè)置在空氣壓縮機(jī)排氣端的級(jí)間冷卻器（11)， 所述空氣壓縮機(jī)（10)與級(jí)間冷卻器（11)串聯(lián)連接，所述備用空氣壓縮機(jī)（12)的進(jìn)氣端通 過多條備用進(jìn)氣管道（14)分別與多臺(tái)空氣壓縮機(jī)（10)的進(jìn)氣端連接，所述備用空氣壓縮 機(jī)（12)的排氣端與備用級(jí)間冷卻器（13)的進(jìn)氣端連接，所述備用級(jí)間冷卻器（13)的排氣 端通過多條備用排氣管道（15)分別與多臺(tái)級(jí)間冷卻器的排氣端連接，所述備用進(jìn)氣管道 的數(shù)量、備用排氣管道的數(shù)量與空氣壓縮機(jī)的數(shù)量相同，在每條備用進(jìn)氣管道（14)上設(shè)置 旁路進(jìn)氣閥門（17)，在每條備用排氣管道（15)上設(shè)置旁路排氣閥門（18)，在每條備用進(jìn) 氣管道（14)與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端之間設(shè)置主路閥門（16)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述備用空氣壓 縮機(jī)的數(shù)量與空氣壓縮機(jī)組的空氣壓縮機(jī)的數(shù)量相同，所述空氣壓縮機(jī)的排氣端設(shè)置級(jí)間 冷卻器（11)，所述空氣壓縮機(jī)（10)與級(jí)間冷卻器（11)串聯(lián)連接，所述備用空氣壓縮機(jī)的排 氣端設(shè)置備用級(jí)間冷卻器（13)，所述備用空氣壓縮機(jī)（12)與備用級(jí)間冷卻器（13)串聯(lián)連 接，所述備用空氣壓縮機(jī)（12)的進(jìn)氣端通過備用進(jìn)氣管道（14)與空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連 接，所述備用級(jí)間冷卻器（13)的排氣端通過備用排氣管道（15)與級(jí)間冷卻器的排氣端連 接，在每條備用進(jìn)氣管道（14)設(shè)有旁路進(jìn)氣閥門（17)，在每條備用排氣管道（15)設(shè)有旁路 排氣閥門（18)，在每條備用進(jìn)氣管道（14)與每臺(tái)空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣端之間設(shè)置主路閥門 (16)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述加熱裝置（6)包括 電蓄熱器（61)和燃燒器（62)，所述電蓄熱器（61)的進(jìn)氣端與儲(chǔ)氣罐的出氣口連接，所述電 蓄熱器（61)的排氣端通過燃燒器（62)與透平膨脹機(jī)組（7)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述壓縮空氣儲(chǔ)能裝 置還包括穩(wěn)壓節(jié)流閥（4)和回?zé)崞鳎?)，所述穩(wěn)壓節(jié)流閥（4)設(shè)置在儲(chǔ)氣罐（3)的出氣口 處，所述回?zé)崞鳎?)設(shè)置在穩(wěn)壓節(jié)流閥（4)與電蓄熱器（61)之間，所述透平膨脹機(jī)組通過 導(dǎo)氣管道（19)與回?zé)崞鳎?)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述壓縮空氣儲(chǔ)能 裝置還包括對(duì)進(jìn)入空氣壓縮機(jī)組內(nèi)的空氣進(jìn)行除雜的過濾除塵器（20)，所述過濾除塵器 (20)與空氣壓縮機(jī)組的入口連接。
【文檔編號(hào)】F01D15/08GK203867643SQ201420204298
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】胡永生, 焦建清, 時(shí)文剛, 王赤夫, 鄭若楠, 王飛, 王國(guó)全 申請(qǐng)人:中國(guó)大唐集團(tuán)新能源股份有限公司, 大唐時(shí)代節(jié)能科技有限公司