壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力領(lǐng)域的一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)中的空氣預(yù)熱器，還涉及一種可對發(fā)電廢氣中的余熱進(jìn)行回收的壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著風(fēng)電、太陽能光伏等大規(guī)模可再生能源在接入電網(wǎng)的比例越來越高，由于其波動性，我國很多地區(qū)都存在棄風(fēng)、棄光限電問題，對我國可再生能源的發(fā)展不利，有必要尋找一種適合于我國北方缺水地區(qū)的大規(guī)模儲能方式。如果把棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象中浪費的電能存儲起來，在用電高峰到來的時候，再把這部分電能拿來補(bǔ)充電量不足，可實現(xiàn)電網(wǎng)運行中的削峰添谷作用。因此，尋找一種合適的電能存儲方式就變得很必要了。
[0003]壓縮空氣儲能(Compressed Air Energy Storge, CAES)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模儲能方式，它具有動態(tài)響應(yīng)快、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點。典型的壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)工作過程如下:在電網(wǎng)用電的低谷時期，使用價格相對便宜且有剩余的電力驅(qū)動空氣壓縮機(jī)壓縮空氣，并將壓縮后的高壓空氣儲存在特定的密閉空間中。在用電高峰時期，將高壓空氣與天然氣混合燃燒加熱后，利用生成的高溫高壓氣體通過發(fā)電設(shè)備來進(jìn)行發(fā)電作業(yè)。
[0004]壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)具有高效低耗、啟動快、調(diào)節(jié)靈活、可用率高、投資省、建設(shè)周期短及環(huán)境污染小等優(yōu)點。
[0005]但是，如何將高壓空氣與燃?xì)膺M(jìn)行充分混合后，再利用燃燒設(shè)備將二者充分燃燒加熱，使加熱效率最大化的問題，還沒有得到有效解決。這就使得利用壓縮空氣進(jìn)行儲能發(fā)電的方式還沒有辦法大面積推廣開來。
[0006]還有，發(fā)電設(shè)備利用高溫高壓空氣進(jìn)行發(fā)電作業(yè)后，產(chǎn)生的廢氣中還含有大量的余熱；而如何對廢氣中的余熱進(jìn)行回收，以利用該部分余熱對未進(jìn)行燃燒的高壓氣體進(jìn)行預(yù)加熱處理的方案還沒有。
[0007]有鑒于此，特提出本實用新型。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，以實現(xiàn)對發(fā)電作業(yè)后的廢氣中的預(yù)熱進(jìn)行回收利用的目的；本實用新型的另一目的在于提供一種空氣預(yù)熱器，以利用廢氣中的余熱對未燃燒加熱的高壓氣體進(jìn)行預(yù)加熱處理的目的。
[0009]一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括:空氣加熱器，將空氣進(jìn)行加熱生成高溫高壓氣體；供氣設(shè)備，包括一儲存高壓氣體的儲氣罐，及與發(fā)電電網(wǎng)相連接的壓縮機(jī)；在發(fā)電高峰期，壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓氣體并流入儲氣罐中儲存，以為空氣加熱器提供高壓空氣；供燃料設(shè)備，為空氣加熱器提供燃料；發(fā)電設(shè)備，利用空氣加熱器生成的高溫高壓氣體發(fā)電；排氣設(shè)備，將發(fā)電設(shè)備利用后的氣體排出；
[0010]還包括空氣預(yù)熱器，所述的空氣預(yù)熱器包括相互獨立的、可進(jìn)行熱交換的兩個通道，第一通道兩端分別與供氣設(shè)備和空氣加熱器進(jìn)氣口相連通；第二通道分別與發(fā)電設(shè)備排氣口和排氣設(shè)備進(jìn)氣口相連通。
[0011]一種如上所述的空氣預(yù)熱器，所述的空氣預(yù)熱器包括由多塊相距一定間隙的方形板材疊放搭置構(gòu)成的換熱結(jié)構(gòu)；每塊板材的相對的兩側(cè)邊向上彎折，與其上部的板材相配合形成供氣體流過的通道；相鄰板材縱橫交替設(shè)置，構(gòu)成橫向設(shè)置的第一通道和縱向設(shè)置的第二通道。
[0012]進(jìn)一步，每塊板材包括一對橫向側(cè)邊和一對豎向側(cè)邊；相鄰板材的橫向側(cè)邊與豎向側(cè)邊交替向上彎折。
[0013]進(jìn)一步，每塊板材上設(shè)有多條凸筋，凸筋與該板材的向上彎折側(cè)邊相平行、等高度設(shè)置，所述凸筋將該板材與其上部板材形成的通道分成多個平行的微通道。
[0014]進(jìn)一步，各微通道中分別設(shè)有彈片；彈片的一側(cè)邊與構(gòu)成對應(yīng)微通道的一側(cè)凸筋相連接，另一側(cè)邊懸空設(shè)置。
[0015]進(jìn)一步，所述的彈片沿微通道中的氣流方向向后傾斜設(shè)置；彈片的寬度等于對應(yīng)微通道的寬度，彈片與凸筋的夾角為丫，60度> γ >5度。
[0016]進(jìn)一步，每塊板材的向上彎折側(cè)邊和/或凸筋上端部分別與其上部板材的底面相接觸并焊接固定。
[0017]進(jìn)一步，板材由長、短邊不等的矩形板材構(gòu)成；各層板材的較長側(cè)邊豎向設(shè)置、較短側(cè)邊橫向設(shè)置，使橫向設(shè)置的第一通道長度大于縱向設(shè)置的第二通道長度。
[0018]進(jìn)一步，相鄰板材之間的間隙距離不大于50mm。
[0019]進(jìn)一步，所述的空氣預(yù)熱器還包括一殼體，殼體構(gòu)成一供換熱結(jié)構(gòu)豎直安裝的腔室，腔室的四個側(cè)壁分別連接有向腔室外延伸的接口管路。
[0020]進(jìn)一步，第一接口管路和第二接口管路沿第一通道方向分別向腔室兩側(cè)橫向延伸，第一接口管路和第二接口管路的寬度與板材的豎向側(cè)邊寬度相等設(shè)置；第三接口管路和第四接口管路沿第二通道方向分別向腔室兩側(cè)豎向延伸，第三接口管路和第四接口管路的寬度與板材的橫向側(cè)邊寬度相等設(shè)置。
[0021]進(jìn)一步，第一接口管路和第二接口管路與腔室的連接端所處平面分別與對應(yīng)板材的對應(yīng)向上彎折豎向側(cè)邊共處一平面；第三接口管路和第四接口管路與腔室的連接端所處平面分別與對應(yīng)板材的對應(yīng)向上彎折橫向側(cè)邊共處一平面。
[0022]本實用新型的再一目的在于提供一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，以實現(xiàn)對高壓空氣進(jìn)行燃燒加熱，利用加熱后生成的高壓高溫氣體進(jìn)行發(fā)電作業(yè)的目的。為實現(xiàn)上述實用新型目的，采用如下技術(shù)方案:
[0023]一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)，包括:空氣加熱器，將空氣進(jìn)行加熱生成高溫高壓氣體，供氣設(shè)備，為空氣加熱器提供高壓空氣；供燃料設(shè)備，為空氣加熱器提供燃料；發(fā)電設(shè)備，利用空氣加熱器生成的高溫高壓氣體發(fā)電；
[0024]供氣設(shè)備包括一儲存高壓氣體的儲氣罐；儲氣罐經(jīng)第一管路與空氣加熱器的燃燒室進(jìn)氣口相連通，以為燃燒室提供助燃燒氣；儲氣罐經(jīng)第二管路與燃燒室內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)向噴嘴相連通，導(dǎo)向噴嘴的軸線自燃燒室側(cè)壁向燃燒室的軸線方向延伸，以控制燃燒室內(nèi)燃燒火焰的方向；混合室與燃燒室的出氣端相連通，使得燃燒室內(nèi)的高壓氣體與燃?xì)膺M(jìn)行燃燒加熱后生成高溫高壓氣體流入混合室中；儲氣罐經(jīng)第三管路與空氣加熱器的混合室相連通，將燃燒室排出的、燃燒加熱后的高溫高壓氣體與第三管路流入的、未燃燒的高壓空氣相混合，以調(diào)節(jié)自混合室流出空氣加熱器的氣體壓力與溫度。供氣設(shè)備包括一儲存高壓氣體的儲氣罐；及與發(fā)電電網(wǎng)相連接的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓氣體并流入儲氣罐中儲存；
[0025]儲氣罐經(jīng)第一管路與空氣加熱器的燃燒室進(jìn)氣口相連通，以為燃燒室提供助燃燒氣;
[0026]儲氣罐經(jīng)第二管路與燃燒室內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)向噴嘴相連通，導(dǎo)向噴嘴的軸線自燃燒室側(cè)壁向燃燒室的軸線方向延伸，以控制燃燒室內(nèi)燃燒火焰的方向；
[0027]儲氣罐經(jīng)第三管路與空氣加熱器的混合室相連通，混合室與燃燒室的出氣端相連通，將燃燒室排出的、燃燒后的高溫高壓氣體與第三管路流入的、未燃燒加熱的高壓空氣相混合，以調(diào)節(jié)自混合室流出空氣加熱器的氣體壓力與溫度。
[0028]本實用新型的再一目的在于提供一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)的空氣加熱器，以實現(xiàn)對高壓空氣進(jìn)行燃燒加熱，利用加熱后生成的高壓高溫氣體進(jìn)行發(fā)電作業(yè)的目的；同時使得空氣加熱器中的火焰方向得到控制，以提高燃燒效率。為實現(xiàn)上述實用新型目的，采用如下技術(shù)方案:
[0029]一種壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)的空氣加熱器，包括:軸線水平延伸的罐體；罐體內(nèi)部空間的兩端分別設(shè)有燃燒室和混合室，燃燒室與混合室的靠近側(cè)相連通；燃燒室遠(yuǎn)離混合室的一端為前端，該端設(shè)有供燃?xì)夂透邏嚎諝膺M(jìn)入的進(jìn)氣噴嘴；燃燒室的側(cè)壁上排布由多列沿罐體軸線間隔設(shè)置的、調(diào)整燃燒室內(nèi)火焰方向的、供高壓氣體流入的導(dǎo)向噴嘴；至少靠近燃燒室后端一列的各導(dǎo)向噴嘴軸線相交于罐體軸線處，使燃燒室噴入混合室的火焰沿罐體軸線方向噴射。
[0030]為實現(xiàn)實用新型目的，采用如下技術(shù)方案:
[0031]采用上述技術(shù)方案，本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢在于:
[0032]1、通過將多塊板材交替搭放構(gòu)成兩個相互不連通的第一通道和第二通道，以構(gòu)成換熱器供未燃燒加熱氣體與廢氣進(jìn)行熱交換，達(dá)到利用廢氣預(yù)熱對氣體進(jìn)行預(yù)加熱的目的；
[0033]2、通過在板材上排布多條凸筋，將該板材與其上部板材形成的通道分成多個平行的微通道，使得第一通道和第二通道中的氣流可在凸筋的作用下均勻的分布至通道的各處，達(dá)到氣流在通道中勻風(fēng)的效果；