基于喷气射流装置的压缩空气储能透平进气调节系统

发布时间：2021-10-09 14:11

　　压缩空气储能系统的空气压力参数特性与膨胀透平发电机启动的参数要求相矛盾,使得机组在启动过程中升速和低功率时不易控制。通过对喷气射流装置的热力特性进行分析,设计基于喷气射流装置的改进型压缩空气储能系统,制定启动阶段控制策略,可以将压缩空气的高焓值小流量转化为混合气体的低焓值大流量,能够提高压缩空气储能冲转阶段和低负荷阶段的控制精度,达到膨胀发电机启动时的参数要求,实现压缩空气储能系统参数特性的解耦,而且能够提高系统效率。 

【文章来源】：汽轮机技术. 2020,62(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

压缩空气储能系统

根据压缩空气储能的运行特点,耗电压缩过程和膨胀发电过程是分开进行。耗电压缩过程将空气逐渐压缩至储气罐中,膨胀发电时初始运行压力为最高值(额定压力pe),运行中压力是逐渐降低,直至最低工作压力pl。膨胀透平机运行时,调节系统根据转速或功率指令调整调节气阀开度,控制压缩空气进气量,在启动阶段控制膨胀发电机由静止启动至额定转速、并网带负荷。过程如图2所示。由图2可见,启动初期因为压缩空气参数高,其进口焓值hC高,单位工质焓降Δh大,因此,在启动升速及低功率发电的状态下需要的质量流量qm较少。根据膨胀透平机进口调节阀的特性可知,这使得调节阀开度小,机组在启动过程中升速和低功率时不易控制,造成转速和功率波动较大,甚至有发生超速事故的危险。

喷气射流装置主要由工作喷嘴、混合室及扩压管3部分组成, 其基本结构如图3所示[5]。工作喷嘴采用缩放喷嘴的结构形式, 这种结构可以在其出口获得超音速气流,将被抽吸空气在工作压缩空气极强的剪切作用下卷吸至混合室,最终形成一股单一均匀混合后的气体,经过扩压管减速到一定的压力排出喷气射流装置。在混合室与扩压管之间还设有喉管,其截面积保持不变,作用是使工作高压空气和被抽吸空气充分均匀混合, 以减少压缩、余速动能等损失。整个工作过程可分为3个阶段:(1)工作压缩空气在工作喷嘴内的膨胀增速阶段;(2)工作压缩空气与被抽吸气体在混合室的混合阶段;(3)混合气体在扩压管的压缩升压阶段。

【参考文献】：
期刊论文
[1]压缩空气储能系统汽轮机运行方式研究[J]. 张营,郭森闯,王兴国,杜威.  汽轮机技术. 2018(06)
[2]压缩空气储能膨胀机进气阀严密性试验[J]. 文贤馗,张世海,盛勇,白阳.  分布式能源. 2017(06)
[3]压缩空气储能技术综述[J]. 余耀,孙华,许俊斌,曹晨霞,林尧.  装备机械. 2013(01)
[4]压缩空气储能技术研究进展[J]. 张新敬,陈海生,刘金超,李文,谭春青.  储能科学与技术. 2012(01)
[5]蒸汽喷射器喷射系数计算的热力学模型[J]. 徐海涛,桑芝富.  化工学报. 2004(05)



本文编号：3426544