等温压缩空气储能过程中的热力学机制研究
发布时间：2021-10-10 10:48
等温压缩空气储能系统作为一种高效、环保和灵活的压缩空气储能系统,具有很大的发展意义和商业价值,同时,提高压缩空气储能系统效率一直是学者们所追寻的目标。尽管当前的压缩空气储能电站主要以非绝热压缩空气储能为主,但是其在热力学性能上不如等温压缩空气储能系统,若等温压缩空气储能电站技术在未来能够大规模的推广,这将对能源利用和环境保护具有重要的意义。本文旨在提高储能系统的效率,因此有必要对其热力学机制进行分析。首先,对等温压缩空气储能系统中能量平衡和（火用）平衡展开分析,结果表明:理想情况下输入能量等于输出能量,其循环效率可以达到100%,此时,压缩空气的机械（火用）最大,热（火用）为零。实际过程中,若要提高等温压缩空气储能的效率,需减小内部摩擦损耗和小温差带来的不可逆损耗,并增大压缩过程中的传热效率。其次,简化系统运行过程,提出了拟合等温循环的多变定压循环和多变定容循环,研究了二者在单级和多级方案下的系统效率,并得出结论:单级方案下,前者效率高于后者,适当的压比对循环效率有着重要的作用。多级方案下,随着分级个数的增加,循环效率增大;当总压比和分级数一定时,压比分配先后顺序对循环效率无影响,分压...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
016年中国能源消费结构图和世界能源消费结构对比图
（a）Huntorf CAES 电站 （b）McIntosh CAES 电站图 1-2 电站外景图[6]两座压缩空气储能电站在压缩（发电）过程中的结构相同，在膨胀（放电）过程中结构不同，McIntosh 电站比 Huntorf 多一个废气余热回收装置，二者工作示意图如图 1-3 所示。为了提升系统效率，两者均通过压缩机级间和级后冷却实现间冷功能来减小压缩机的压缩功、在气体膨胀之前增加燃烧室实现再热功能来增大气体膨胀前的参数，且后者增加了回收排气余热装置，它通过回收透平排气中的废热预热储气装置排出的高压空气，提高它进入燃烧室的温度，可减少燃料的消耗量，从而进一步提高系统的效率。由于具有回热功能，McIntosh电站的单位发电燃料消耗相对于 Huntorf 电站节省了约 25%，D-CAES 系统效率由 Huntorf 电站的 42%提升至 McIntosh 电站的 54%[18]。
（b）McIntosh 电站图 1-3 电站结构示意图[10]压缩空气储能AES 不同的是，A-CAES 去除了冷却装置，增加了储热装置代热合理地利用，提高了系统效率和环保性，其结构示意图如图
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统性能[J]. 薛小代,陈晓弢,梅生伟,陈来军,林其友. 电工技术学报. 2016(14)
[2]含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战[J]. 鲁宗相,李海波,乔颖. 电力系统自动化. 2016(13)
[3]压缩空气储能技术及其应用探讨[J]. 梅生伟,薛小代,陈来军. 南方电网技术. 2016(03)
[4]2011年-2015年中国弃风数据统计[J]. 张玥. 风能. 2016(02)
[5]一种压缩空气储能与内燃机技术耦合的冷热电联产系统[J]. 姚尔人,王焕然,席光. 西安交通大学学报. 2016(01)
[6]含压缩空气储能的微网复合储能技术及其成本分析[J]. 田崇翼,张承慧,李珂,王静. 电力系统自动化. 2015(10)
[7]面向智能电网的大规模压缩空气储能技术[J]. 陈来军,梅生伟,王俊杰,卢强. 电工电能新技术. 2014(06)
[8]基于先进绝热压缩空气储能的冷热电联产系统[J]. 张远,杨科,李雪梅,徐建中. 工程热物理学报. 2013(11)
[9]一种定压运行AA-CAES的系统效率分析[J]. 郭欢,许剑,陈海生,谭春青. 热能动力工程. 2013(05)
[10]AA-CAES压缩膨胀系统的运行级数优化[J]. 李雪梅,杨科,张远. 工程热物理学报. 2013(09)
博士论文
[1]新型燃气轮机再热联合循环发电关键技术研究[D]. 卢可.华北电力大学(北京) 2017
[2]压缩空气储能系统若干问题的研究[D]. 张新敬.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
硕士论文
[1]等温压缩空气储能技术的装置设计优化及其运行评估[D]. 郑祥常.华北电力大学(北京) 2016
[2]电力行业煤炭需求分析及预测[D]. 解超.华北电力大学 2015
[3]压缩空气储能系统效率分析[D]. 张磊.北京交通大学 2013
[4]压缩空气蓄能系统热力循环理论分析与优化[D]. 刘欢.华北电力大学 2013
本文编号：3428229
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
016年中国能源消费结构图和世界能源消费结构对比图
（a）Huntorf CAES 电站 （b）McIntosh CAES 电站图 1-2 电站外景图[6]两座压缩空气储能电站在压缩（发电）过程中的结构相同，在膨胀（放电）过程中结构不同，McIntosh 电站比 Huntorf 多一个废气余热回收装置，二者工作示意图如图 1-3 所示。为了提升系统效率，两者均通过压缩机级间和级后冷却实现间冷功能来减小压缩机的压缩功、在气体膨胀之前增加燃烧室实现再热功能来增大气体膨胀前的参数，且后者增加了回收排气余热装置，它通过回收透平排气中的废热预热储气装置排出的高压空气，提高它进入燃烧室的温度，可减少燃料的消耗量，从而进一步提高系统的效率。由于具有回热功能，McIntosh电站的单位发电燃料消耗相对于 Huntorf 电站节省了约 25%，D-CAES 系统效率由 Huntorf 电站的 42%提升至 McIntosh 电站的 54%[18]。
（b）McIntosh 电站图 1-3 电站结构示意图[10]压缩空气储能AES 不同的是，A-CAES 去除了冷却装置，增加了储热装置代热合理地利用，提高了系统效率和环保性，其结构示意图如图
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统性能[J]. 薛小代,陈晓弢,梅生伟,陈来军,林其友. 电工技术学报. 2016(14)
[2]含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战[J]. 鲁宗相,李海波,乔颖. 电力系统自动化. 2016(13)
[3]压缩空气储能技术及其应用探讨[J]. 梅生伟,薛小代,陈来军. 南方电网技术. 2016(03)
[4]2011年-2015年中国弃风数据统计[J]. 张玥. 风能. 2016(02)
[5]一种压缩空气储能与内燃机技术耦合的冷热电联产系统[J]. 姚尔人,王焕然,席光. 西安交通大学学报. 2016(01)
[6]含压缩空气储能的微网复合储能技术及其成本分析[J]. 田崇翼,张承慧,李珂,王静. 电力系统自动化. 2015(10)
[7]面向智能电网的大规模压缩空气储能技术[J]. 陈来军,梅生伟,王俊杰,卢强. 电工电能新技术. 2014(06)
[8]基于先进绝热压缩空气储能的冷热电联产系统[J]. 张远,杨科,李雪梅,徐建中. 工程热物理学报. 2013(11)
[9]一种定压运行AA-CAES的系统效率分析[J]. 郭欢,许剑,陈海生,谭春青. 热能动力工程. 2013(05)
[10]AA-CAES压缩膨胀系统的运行级数优化[J]. 李雪梅,杨科,张远. 工程热物理学报. 2013(09)
博士论文
[1]新型燃气轮机再热联合循环发电关键技术研究[D]. 卢可.华北电力大学(北京) 2017
[2]压缩空气储能系统若干问题的研究[D]. 张新敬.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
硕士论文
[1]等温压缩空气储能技术的装置设计优化及其运行评估[D]. 郑祥常.华北电力大学(北京) 2016
[2]电力行业煤炭需求分析及预测[D]. 解超.华北电力大学 2015
[3]压缩空气储能系统效率分析[D]. 张磊.北京交通大学 2013
[4]压缩空气蓄能系统热力循环理论分析与优化[D]. 刘欢.华北电力大学 2013
本文编号：3428229
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