深冷液化空气储能技术ppt课件.ppt
深冷液化空气储能技术及智研院相关工作,一、储能需求及深冷液化空气储能技术,2,汇报提纲,二、智研院相关工作,三、小结,3,冀北电网储能需求分析,冀北电网新能源分布情况,冀北电网内新能源发电呈高速发展趋势。按照河北省可再生能源发展规划，2020年，新能源消费量将占终端能源消费总量的30%；2030年，将达到50%。调峰约束是影响冀北风电消纳的重要因素。风电呈现明显的反调峰特性，约30%的风电弃风是由于调峰约束所致。,冀北电网风电反调峰日曲线图,大规模能量型储能技术是提升电网调峰能力，缓解冀北电网弃风限电的重要手段。,4,多种储能技术性能对比分析,抽水蓄能和压缩空气储能是满足大规模调峰的能量型储能技术。抽水蓄能受限于地理条件和水资源的约束；压缩空气储能技术正向高效、低成本、无地理条件限制的方向发展。,5,传统燃料补燃提升透平机入口空气温度和压力，提升系统效率,德国Huntorf电站，290MW2h美国McIntosh电站，110M26h,先进绝热储热技术回收压缩余热取代补燃，保证系统效率,在建德国Adele电站，90MW4h中国芜湖500KW 1h 小型样机,深冷液化将空气液化并储存，同时回收压缩余热和膨胀余冷，提升系统效率,英国Slough电站，350KW7h在建Manchester电站5MW3h中国廊坊1.5MW 1h试验样机,压缩空气技术路线比较,6,深冷液化空气储能技术，空气以低压、低温、液态存储，能量密度高；低压罐体，安全性好，且不受地理位置限制；预期效率50%70%，具有很好的应用前景。,深冷液化空气储能技术优势,深冷液化空气储能技术-技术原理,深冷液化空气储能技术示范工程,英国伦敦深冷储能示范工程建于2010年，容量350kW7h，验证了技术可行性。英国曼彻斯特深冷储能示范工程计划2016年投运，容量5MW3h，设计效率55%。,英国伦敦深冷储能示范工程实景图,一、储能需求及深冷液化空气储能技术,三、小结,9,汇报提纲,二、智研院相关工作,10,完成子系统设计空气液化子系统储热储冷子系统膨胀发电子系统提出12.5MW 8h的深冷液化空气储能系统技术方案完成设备选型绝热压缩机换热/冷、储热/冷、汽化器级间加热的膨胀机,深冷液化空气储能系统-技术方案设计,11,完成系统仿真计算和主参数的设计，验证了流程设计的准确性；考虑了关键设备的耗能、换热器效能、管道压力损失等，完成系统的效率分析计算；依据国内设备厂家所提供数据，可实现效率为54.5%，冷热综合利用效率可达60%以上。,深冷液化空气储能系统系统计算,深冷液化空气储能系统关键设备开发,目前正在开展与GE、西门子等国外厂家的联合设计,功能压缩机：利用绝热式压缩过程，将入口的常温空气压缩到高温高压的状态膨胀机：利用级间加热的膨胀过程，将高压空气膨胀降压，并对外输出机械能选型和设计 优选了离心式、轴流式、以及离心和轴流复合式等几种主要方案，正在开展深入设计。主要参数：压缩机功率：7.7MW和12.4MW（输入）膨胀机功率：12.5MW（输出）,换热器功能：用于高压空气的冷却和膨胀前端的加热选型：管壳式的换热器，可实现高压气体的换热过程,智研院基于前期的储热等研究工作，初步完成换热器及深冷储罐的计算分析，正在开展与企业的联合设计工作,深冷储罐功能：储存气化器出口的冷能，并用于制冷过程，降低液化功耗结构设计：采用球状的储冷载体，搭建基于储冷载体的固定床式储冷换热装置主要参数：最低存储温度达-150,深冷液化空气储能系统关键设备开发,14,设备布置 压缩机、膨胀发电机组、储热蓄冷罐体、液化空气储罐、换热器、风机泵阀和控制保护小室占地面积约：2000平方米设备造价：按照国内外设备造价不同，系统主体造价22.5亿,张北示范工程深冷液化空气储能装置布置,深冷液化空气储能系统占地和造价,15,深冷液化空气储能系统经济性效益分析,按照每天12.5MW机组发电8小时计，电费取风电 电价0.54元/kWh每年可以产生1892万元电费收入,深冷液化空气储能的作用主要体现在提升电力系统调峰能力与消纳弃风电。弃风电消纳的节电效益降低电力系统峰谷差，提高电力系统经济性增加电力系统调峰能力，产生显著节煤效益,经济效益,效益分析,16,系统维护说明液化空气储能每天夜间谷电时间储电，转化为液态空气，白天峰电时间放电，采用自动控制，安全可靠，运行维护量小。运行人员可以由风光储输示范基地运行人员兼职。运维人员只需对压缩机、膨胀机等设备进行日常巡视检查。每3-5年进行系统大修，大修时间10-15天左右。主要设备随系统大修进行检验检测消防设计说明本装置火灾类别大部分为丁、戊类，涉及的主要物料有空气、液空等，主要生产介质为空气，不燃不爆，火险等级较低。,深冷液化空气储能系统维护与消防设计,一、储能需求及深冷液化空气储能技术,三、小结,17,汇报提纲,二、智研院相关工作,大规模能量型深冷液化空气储能技术，可用于提升张北示范区内电网的调峰能力，对于规模化接纳新能源电力、缓解弃风限电具有重要意义。智研院目前已经掌握深冷液化空气储能系统的设计技术、冷热高效利用技术，正在和相关厂家联合开发关键设备。,小结,
