一种压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统及其应用的制作方法 专利技术说明

发动机及配件附件的制造及其应用技术1.本发明涉及多能互补发电技术领域，尤其涉及一种压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统及其应用。背景技术：2.压缩空气储能是一种能够实现大容量、长时间电能存储的电力储能系统，具有几十年的运行经验，通过压缩机将常压空气压缩至高压并储存的方式来存储多余电力，在需要用电时将高压空气释放并膨胀做功发电，储能效率可达50％～60％以上。不过压缩空气储能系统中需要配置超大容积的储气库，可以是地下的天然或人造洞穴，也可以是地上的压力容器或管道。3.cn103644095a公开了一种适合变工况运行的压缩空气储能的方法及装置，该压缩空气储能的方法及装置将输入电能的变工况输入功率范围划分为若干等级，各功率等级与压缩空气储能系统的压力等级对应。当输入的电能功率变化较大时，通过改变压缩空气储能系统的压缩空气压力等级来实现变工况运行，并存储电能；当输入的电能功率变化较小时，压缩空气的压力等级保持不变，通过调整压缩空气的流量来实现变工况运行，并存储电能。不同压力的压缩空气通过定压存储方式分别存储。采用该装置进行压缩空气储能，可以保证在电能输入功率大幅度频繁变化的情况下，系统的各主要设备始终在额定工况附近运行，因而大大提高了储能系统的储能效率。4.cn110566440a公开了一种先进多能互补的冷热电联供压缩空气储能系统及应用方法，所述冷热电联供压缩空气储能系统设有压缩空气储能装置、储热装置和太阳能集热装置，所述压缩空气储能装置、储热装置和太阳能集热装置集成于冷热电联供压缩空气储能系统内；所述冷热电联供压缩空气储能系统将回收压缩空气的热量和太阳能集热装置提供的热量储存在储热系统中，并在透平前端设置了燃烧器，通过调节储热系统中的加热量和进入燃烧器的化石燃料量来调节透平入口高压空气的温度，提供给用户所需的不同季节的冷、热和电负荷需求。所述多能互补的冷热电联供空气储能系统及应用方法，回收利用压缩空气的热量，实现太阳能与化石燃料互补，将太阳能直接转换成用户所需的冷、热和电负荷，从而有效利用了太阳能，提高了系统的发电效率和总能利用率。5.cn110285700a公开了一种含绝热压缩空气储能的区域综合能源系统及方法，该系统包括电能系统、热能系统和冷能系统；所述电能系统包括电能源、电能转换装置和绝热压缩空气储能系统，电能源经电能转换装置变流后，输入至绝热压缩空气储能系统；热能系统包括天热汽源、热能产生装置和储热装置；热能产生装置产生的热量存储至储热装置；储热装置还存储绝热压缩空气储能系统在压缩储能过程中产生的热量；所述冷能系统包括电制冷机组、热制冷机组和蓄冷装置，所述电制冷机组和热制冷机组产生的冷能存储至蓄冷装置。6.但是，上述先进的压缩空气储能系统，并没有充分合理利用压缩空气储能过程中的压缩热。7.因此，开发一种压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统及其应用，有效利用压缩空气储能过程中的压缩热，对于减少能量浪费具有重要意义。技术实现要素：8.鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统及其应用，使压缩空气储能模块与生物质颗粒制备模块耦合，将压缩空气储能中的压缩热用于生物质颗粒制备过程中，既提高压缩空气储能发电的调峰能力，还可以降低生物质颗粒制备系统的能耗，实现多能互补的效果。9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：10.第一方面，本发明提供一种压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统，所述压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统包括压缩空气储能模块和生物质颗粒制备模块；11.所述压缩空气储能模块包括依次连接的空气压缩装置、冷却装置、气体储存装置、冷凝装置、第一加热装置和透平；12.所述生物质颗粒制备模块包括蒸汽锅炉和旋浆分离装置；所述蒸汽锅炉和旋浆分离装置均与第一加热装置相连。13.本发明所述的压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统充分考虑到压缩空气储能系统中的储气库体量太大，多建在远离市区的乡下，且压缩空气储能系统会产生大量压缩热；生物质颗粒成型制备系统受限于生物质颗粒储运的问题，厂址多选在乡下，且生物质颗粒制备过程中会生成大量的闪蒸汽。本发明所述压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统包括压缩空气储能模块和生物质颗粒制备模块，利用压缩空气储能模块的压缩热加热生物质颗粒制备模块中蒸汽锅炉进口的水，可以有效地降低生物质颗粒制备模块的能耗；同时，利用生物质颗粒制备系统生成的闪蒸汽加热透平机组进口的高压气体，提高透平发电量。与传统压缩空气储能系统相比，本发明中的压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统在结构上更加简洁，减少了储热水罐和储冷水罐。14.优选地，所述空气压缩装置包括一级空气压缩机和二级空气压缩机。15.优选地，所述冷却装置包括一级冷却装置和二级冷却装置。16.优选地，所述一级空气压缩装置、一级冷却装置、二级空气压缩装置和二级冷却装置依次连接。17.优选地，所述第一加热装置包括一级加热装置和二级加热装置。18.优选地，所述透平包括一级透平和二级透平。19.优选地，所述一级加热装置、一级透平、二级加热装置和二级透平依次连接。20.优选地，所述一级空气压缩机的出口压力为2～6mpa，例如可以是2mpa、2.5mpa、3mpa、3.5mpa、4mpa、4.5mpa或6mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。21.优选地，所述二级空气压缩机的出口压力为7～11mpa，例如可以是7mpa、7.5mpa、8mpa、8.5mpa、9mpa、9.5mpa、10mpa、10.5mpa或11mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。22.优选地，所述二级空气压缩机进口空气的温度为20～50℃，例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。23.优选地，所述一级透平的进口压力为6～9mpa，例如可以是6mpa、6.5mpa、7mpa、7.5mpa、8mpa、8.5mpa或9mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。24.优选地，所述二级透平的进口压力为1～3mpa，例如可以是1mpa、1.5mpa、2mpa、2.5mpa或3mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。25.优选地，所述冷凝装置还分别与冷却装置和第一加热装置相连。26.优选地，所述冷却装置包括管壳式换热器、板状换热器或板翅式换热器中的任意一种或至少两种的组合。27.优选地，所述第一加热装置包括管壳式换热器、板状换热器或板翅式换热器中的任意一种或至少两种的组合。28.优选地，所述压缩空气储能模块还包括电动机和发电机。29.优选地，所述电动机的输出轴与空气压缩装置相连。30.优选地，所述空气压缩装置为离心式。31.优选地，所述发电机的输出轴与透平相连。32.优选地，所述旋浆分离装置经第一管道与第一加热装置相连。33.优选地，所述第一管道上设置有第一阀门。34.优选地，所述生物质颗粒制备模块还包括预蒸仓、成型装置、蒸煮装置和喷放装置。35.优选地，所述旋浆分离装置经第二管道与预蒸仓相连。36.优选地，所述第二管道上设置有第二阀门。37.优选地，所述旋浆分离装置依次与成型装置、生物质颗粒出料口相连。38.优选地，所述蒸煮装置、喷放装置与旋浆分离装置依次连接。39.优选地，所述蒸煮装置与生物质颗粒进料口相连。40.优选地，所述生物质颗粒制备模块还包括输水装置和第二加热装置。41.优选地，所述输水装置经第三管道与冷凝装置相连。42.优选地，所述第三管道上设置有第三阀门。43.优选地，所述输水装置经第四管道与第二加热装置相连。44.优选地，所述第四管道上设置有第四阀门。45.优选地，所述第二加热装置经第五管道与与蒸汽锅炉相连；46.优选地，所述第四管道上设置有第五阀门。47.本发明所述压缩空气储能模块运行时，所述第二阀门、第四阀门和第五阀门均闭合，其余阀门均打开。48.所述压缩空气储能模块停止运行时，所述第二阀门、第四阀门和第五阀门均打开，其余阀门均闭合，所述生物质颗粒制备模块仍可独立运行。49.优选地，所述生物质颗粒制备模块的工作温度为160～240℃，例如可以是160℃、170℃、190℃、210℃、230℃或240℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。50.第二方面，本发明还提供一种如第一方面所述的压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统的应用，所述应用包括储能过程和释能过程；51.所述储能过程包括：空气经空气压缩装置压缩后，进入冷却装置，与冷却装置的冷侧水换热，变为第一空气，冷侧水温度升高并流至蒸汽锅炉中；所述第一空气流至气体储存装置，将压力势能储存起来；52.所述释能过程包括：气体储存装置内的第二空气依次经冷凝装置和第一加热装置；在第一加热装置内被旋浆分离装置出口的闪蒸汽加热，变为第三空气流至透平，进行膨胀做功。53.优选地，所述冷却装置压损为0～0.05mpa，例如可以是0mpa、0.01mpa、0.02mpa、0.03mpa、0.04mpa或0.05mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。54.优选地，所述第一加热装置的压损为0～0.05mpa，例如可以是0mpa、0.01mpa、0.02mpa、0.03mpa、0.04mpa或0.05mpa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。55.优选地，进入蒸汽锅炉的水温为110～150℃，例如可以是110℃、120℃、130℃、140℃或150℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。56.优选地，所述旋浆分离装置出口闪蒸汽的温度为160～250℃，例如可以是160℃、170℃、190℃、210℃、230℃或250℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。57.作为本发明优选的技术方案，所述应用包括储能过程和释能过程；58.所述储能过程包括：空气经空气压缩装置压缩后，进入冷却装置，与冷却装置的冷侧水换热，变为第一空气，冷侧水温度升高为110～150℃并流至蒸汽锅炉中；所述第一空气流至气体储存装置，将压力势能储存起来；59.所述释能过程包括：气体储存装置内的第二空气依次经冷凝装置和第一加热装置；在第一加热装置内被旋浆分离装置出口温度为160～250℃的闪蒸汽加热，变为第三空气流至透平，进行膨胀做功；60.所述冷却装置压损为0～0.05mpa；所述第一加热装置的压损为0～0.05mpa。61.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：62.(1)本发明提供的压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统结构简单，设计合理，相较于传统压缩空气储能系统，减少了储热水罐和储冷水罐；63.(2)本发明提供的压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统合理利用了压缩空气储能的压缩热，将热量用于预热蒸汽锅炉的进口水，回收利用生物质颗粒制备过程中生成的闪蒸汽，回收利用了闪蒸汽冷凝所放的热量，提高了压缩空气储能系统调峰能力并降低了生物质颗粒制备系统的能耗，实现了多能互补的效果。附图说明64.图1是具体实施方式中压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统的示意图。65.图中：1-压缩空气储能模块；11-一级空气压缩机；12-二级空气压缩机；13-气体储存装置；14-一级透平；15-二级透平；16-一级冷却装置；17-二级冷却装置；18-冷凝装置；19-一级加热装置；110-二级加热装置；66.2-生物质颗粒制备模块；21-蒸汽锅炉；22-蒸煮装置；23-喷放装置；24-旋浆分离装置；25-成型装置；26-输水装置；27-预蒸仓；28-第二加热装置；29-第二阀门；210-第一阀门；211-第三阀门；212-第四阀门；213-第五阀门。具体实施方式67.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。68.下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。69.需要理解的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。70.需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。71.本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。72.作为本发明的一个具体实施方式，提供一种压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统，其示意图如图1所示。73.所述压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统包括压缩空气储能模块1和生物质颗粒制备模块2；74.所述压缩空气储能模块1包括依次连接的空气压缩装置、冷却装置、气体储存装置13、冷凝装置18、第一加热装置和透平；75.所述生物质颗粒制备模块2包括蒸汽锅炉21和旋浆分离装置24；所述蒸汽锅炉21和旋浆分离装置24均与第一加热装置相连。76.所述空气压缩装置包括一级空气压缩机11和二级空气压缩机12；77.所述冷却装置包括一级冷却装置16和二级冷却装置17；78.一级空气压缩装置11、一级冷却装置16、二级空气压缩装置12和二级冷却装置17依次连接；79.所述第一加热装置包括一级加热装置19和二级加热装置110；80.所述透平包括一级透平14和二级透平15；一级加热装置19、一级透平14、二级加热装置110和二级透平15依次连接。81.所述冷凝装置18还分别与冷却装置和第一加热装置相连；所述冷却装置为管壳式换热器；所述第一加热装置为板状换热器。82.所述压缩空气储能模块还包括电动机和发电机；所述电动机的输出轴与空气压缩装置相连；所述空气压缩装置为离心式；所述发电机的输出轴与透平相连。83.所述旋浆分离装置24经第一管道与第一加热装置相连；所述第一管道上设置有第一阀门210。84.所述生物质颗粒制备模块2还包括预蒸仓27、成型装置25、蒸煮装置22和喷放装置23；所述旋浆分离装置24经第二管道与预蒸仓27相连；所述第二管道上设置有第二阀门29；所述旋浆分离装置24依次与成型装置25、生物质颗粒出料口相连。85.所述蒸煮装置22、喷放装置23与旋浆分离装置24依次连接；所述蒸煮装置22与生物质颗粒进料口相连。86.所述生物质颗粒制备模块2还包括输水装置26和第二加热装置28；所述输水装置26经第三管道与冷凝装置18相连；所述第三管道上设置有第三阀门211；87.所述输水装置26经第四管道与第二加热装置28相连；所述第四管道上设置有第四阀门212；88.所述第二加热装置28经第五管道与与蒸汽锅炉21相连；所述第四管道上设置有第五阀门213。89.所述压缩空气储能模块1运行时，所述第二阀门29、第四阀门212和第五阀门213均闭合，其余阀门均打开。90.所述压缩空气储能模块1停止运行时，所述第二阀门29、第四阀门212和第五阀门213均打开，其余阀门均闭合，所述生物质颗粒制备模块2仍可独立运行。91.作为本发明的一个具体实施方式，还提供上述压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统的应用，所述应用包括储能过程和释能过程；92.所述储能过程包括：空气经一级空气压缩机11压缩后温度升高压力升高，与一级冷却装置16的冷侧水换热，所述一级冷却装置16的冷侧水温度升高为140℃并流至蒸汽锅炉21中；空气继续流至二级压缩机12中继续压缩升温升压，与二级冷却装置17的冷侧水换热，所述二级冷却装置17的冷侧水温度升高为140℃并流至蒸汽锅炉21中，空气流至气体储存装置13，将压力势能储存起来；93.所述释能方法包括：气体储存装置13中的空气通过冷凝装置18进行预热，旋浆分离装置出口温度为190℃的闪蒸汽与一级加热装置19的冷侧空气换热，空气被加热后进入一级透平14进行膨胀做功，旋浆分离装置出口温度为190℃的闪蒸汽与二级加热装置110的冷侧空气换热，空气被再次加热，最后进入二级透平15进行膨胀做功。94.其中，生物质颗粒制备模块2的工作温度为190℃，冷却装置压损为0.04mpa；第一加热装置的压损为0.04mpa；一级空气压缩机11出口的压力为3mpa；二级空气压缩机12出口的压力为10mpa；一级透平14进口的压力为7mpa；二级透平15进口的压力为1.5mpa；二级空气压缩机12进口空气的温度为30℃。95.综上所述，本发明提供的压缩空气储能耦合生物质颗粒制备装置系统结构简单，合理利用了压缩空气储能的压缩热，将热量用于预热蒸汽锅炉的进口水，回收利用生物质颗粒制备过程中生成的闪蒸汽，回收利用了闪蒸汽冷凝所放的热量，实现了多能互补的效果，适合大规模工业化推广应用。96.申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。97.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!