一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統，該系統包括同步電機、壓氣機、燃氣透平、壓縮空氣儲氣設備、可調節離合器、不可調節離合器。所述系統儲氣設備的進口與壓氣機的出口相連，即是經過壓氣機加壓后的高壓空氣通過管道輸送到儲氣設備中進行儲存。所述系統儲氣罐的出口連接至燃氣透平的燃燒室，儲氣設備的高壓空氣與燃燒室的燃料混合燃燒，產生高溫高壓的燃氣進入燃氣透平做功。所述可調節離合器用于調節壓氣機的啟停及聯動狀態，以控制壓氣機的轉速。所述不可調節離合器，用于控制燃氣透平的工作狀態，即開啟和關停。經過壓氣機加壓的空氣有兩個并聯通道，一路通過閥門直接去往燃燒室，另外一路通過閥門輸送至壓縮空氣儲氣設備，在不同的工況下調整閥門的開度以滿足燃燒室的進氣量要求。

A multi energy complementary energy system with switchable compressed air energy storage coupled by switching mode

The utility model relates to a multi energy complementary energy system with a switching mode of compressed air and energy storage, which comprises a synchronous motor, a compressor, a gas turbine, a compressed air storage device, an adjustable clutch and an adjustable clutch. The inlet of the system gas storage device is connected with the outlet of the compressor, that is, after the compressor is pressurized, the high-pressure air is transported to the gas storage equipment through the pipeline to store. The outlet of the system gas storage tank is connected to the combustion chamber of the gas turbine, the high-pressure air of the gas storage device is mixed with the fuel of the combustion chamber, and the high temperature and high pressure gas is generated to enter the gas turbine to do the work. The adjustable clutch is used to adjust the starting and stopping and linkage state of the compressor to control the speed of the compressor. The unadjustable clutch is used to control the working state of the gas turbine, which is to turn on and off. The compressor pressurized air has two parallel channels, one way goes directly to the combustion chamber through the valve, and the other way is transported to the compressed air storage device through the valve, adjusting the opening of the valve under different working conditions to meet the requirement of the intake volume of the combustion chamber.

【技術實現步驟摘要】
一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統
本技術涉及多能源互補系統工程領域主要是實現各種能量形式充分利用，尤其是一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統。技術背景我國能源的結構性矛盾逐步凸顯，突出體現了產能過剩問題，能源系統的綜合利用程度不高，在能源之間各自為戰這個成為比較突出，帶來的就是能源系統效率不高的問題。針對能源領域的一些突出的問題，十三五規劃跟過去有很大的不同，十三五明確提出是能源發展十三五，以供給側結構改革為主線，以提高質量和效益為中心，優化能源系統，把優化能源系統放在能源發展的重要位置，作為解決當前領域的突出矛盾，實施多能互補集成優化實施效率是一項重要舉措。多能互補能源系統處于起步階段，技術方案較為匱乏。基于以上敘述，本技術提出了一種壓縮空氣儲能耦合的多能互補集成優化能源系統。
技術實現思路
本技術的目的是克服上述現有技術的缺陷而提供的一種壓縮空氣耦合的多能互補集成優化能源系統解決方案。本技術的目的是可以通過以下技術方案來實現：一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統，該系統包括同步電機、壓氣機、燃氣透平、壓縮空氣儲氣設備、可調節離合器、不可調節離合器。所述壓縮空氣設備的空氣通道與壓氣機的空氣通道并行連接，壓氣機出口空氣既可以直接到達燃燒室，高壓空氣與燃燒室的燃料混合燃燒，產生高溫高壓的燃氣進入燃氣透平做功；亦可進入壓縮空氣儲存設備，幾者之間使用閥門控制其流向；所述可調節離合器用于調節壓氣機的啟停及聯動狀態，以控制壓氣機的轉速；所述不可調節離合器，用于控制燃氣透平的工作狀態，即開啟和關停；所述同步電機既可以當做電動機也可以當做發電機使用，且其工作狀態取決于系統動力裝置的工況，在利用市電帶動壓氣機進行做功時作電動機用，在燃氣透平做功時作發電機用，所發電量并至電網；所述燃氣透平裝置加帶有燃燒室，燃燒室的燃料為氣體燃料，高壓空氣來源為壓氣機、壓縮空氣儲氣設備；應理解，在本技術專利范圍內種，本技術專利的上述各技術特征和在下文（如實施例）中具體描述的各技術特征之間都可以相互組合，從而構成新的或優選的技術方案。限于篇幅，在此不再一一贅述。附圖說明圖1是本技術流程示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術進行詳細說明。本實施例以技術技術方案為前提進行實施，給出詳細的實施方式和具體的操作過程，但本技術專利的保護范圍不限于下述的實施例。術語解釋：同步電機：和感應電機（即異步電機）一樣是一種常用的交流電機，同步電機的主要運行方式有三種，即作為發電機、電動機和補償機運行。壓氣機：利用高速旋轉的葉片給空氣作功以提高空氣壓力的部件。燃氣透平：燃氣輪機中把高溫高壓燃氣的能量轉變為機械功的部件，燃氣透平也可用于其他裝置中作為利用高溫壓力氣體來作功的設備。壓縮空氣儲氣設備：是一種專門用于儲存壓縮空氣的壓力容器，可以是壓力容器罐，也可以是鹽穴等。閥門：閥門是在流體系統中，用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置，是使配管和設備內的介質（液體、氣體、粉末）流動或停止并能控制其流量的裝置。同軸連接：指各個設備連接在同一轉動軸上系上。如圖1所示，一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統包括壓氣機1、同步電機2、燃氣透平3、燃燒室4、可調節離合器6、不可調節離合器7、壓縮空氣儲氣設備12、閥門13、14、15、16。同步電機2與壓氣機1之間設置有可調節離合器6，用以調節壓氣機1的工作狀態，兩者同軸連接。同步電機1與燃氣透平3之間設置有不可調節離合器7，用以調節燃氣透平3的聯動狀態，兩者同軸連接。同步電機2與廠外電網11相連，根據不同的工況可調整其工作狀態。經過壓氣機1加壓的空氣有兩個并聯通道，一路直接去往燃燒室4，另外一路輸送至壓縮空氣儲氣設備12，在不同的工況下調整閥門13、14、15、16的開度以滿足燃燒室4的進氣量要求。系統工作原理如下：在利用市電帶動壓氣機1做功儲氣時，同步電機2作電動機用，此時可調節離合器6處于閉合狀態，具體開度依情況而變化，閥門16打開，經過壓氣機1加壓的空氣5到達壓縮空氣儲氣設備12儲存，此狀態不可調節離合器7處于斷開狀態，閥門13、15處于關閉狀態，燃氣透平3不工作，壓氣機1產生的高壓空氣僅僅儲存在壓縮空氣儲氣設備12，不去往燃燒室4的通道。在燃氣透平3做功工況一：同步電機2作發電機用，所發電力輸送至電網11，此時不可調節離合器7處于閉合狀態，儲存在壓縮空氣儲氣設備12的高壓空氣經過閥門13輸送至燃燒室4，與燃料8在燃燒室4進行混合燃燒，高溫高壓的燃氣進入燃氣透平3做功，帶動同步電機2發電，此時可調節離合器6處于斷開狀態，壓氣機1亦不工作，僅僅依靠壓縮空氣儲氣設備12中的高壓空氣進行燃燒。在燃氣透平3做功工況二：同步電機2作發電機用，所發電力輸送至電網11，此時不可調節離合器7處于閉合狀態，儲存在壓縮空氣儲氣設備12的高壓空氣經過閥門13輸送至燃燒室4，與燃料8在燃燒室4進行混合燃燒，高溫高壓的燃氣進入燃氣透平3做功，帶動同步電機2發電。另外，可調節離合器6處于聯動狀態，同軸連接的燃氣透平3的一部分功帶動壓氣機1工作，將壓縮空氣直接并聯壓縮空氣儲氣設備12輸送至燃燒室4，此時，閥門16斷開、閥門13、14、15、16均打開。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統，其特征在于：包括壓氣機（1）、同步電機（2）、燃氣透平（3）、燃燒室（4），壓縮空氣儲氣設備（12）、可調節離合器（6）、不可調節離合器（7）、閥門（13、14、15、16），同步電機（2）與壓氣機（1）之間設置有可調節離合器（6），用以調節壓氣機（1）的工作狀態，兩者同軸連接；同步電機（1）與燃氣透平（3）之間設置有不可調節離合器（7），用以調節燃氣透平（3）的聯動狀態，兩者同軸連接；燃燒室（4）的燃料（8）和高壓空氣進行混合燃燒后進入燃氣透平（3），做功后排出廢氣（10），同步電機（2）與廠外電網（11）相連；經過壓氣機（1）加壓的空氣有兩個并聯通道，一路通過閥門（13、14）直接去往燃燒室（4），另外一路通過閥門（15）輸送至壓縮空氣儲氣設備（12），再經過閥門（16）接入閥門（13），在不同的工況下調整閥門（13、14、15、16）的開度以滿足燃燒室（4）的進氣量要求。

【技術特征摘要】
1.一種運行模式可切換的壓縮空氣儲能耦合的多能互補能源系統，其特征在于：包括壓氣機（1）、同步電機（2）、燃氣透平（3）、燃燒室（4），壓縮空氣儲氣設備（12）、可調節離合器（6）、不可調節離合器（7）、閥門（13、14、15、16），同步電機（2）與壓氣機（1）之間設置有可調節離合器（6），用以調節壓氣機（1）的工作狀態，兩者同軸連接；同步電機（1）與燃氣透平（3）之間設置有不可調節離合器（7），用以調節燃氣透平（3）...

【專利技術屬性】
技術研發人員：牛曙斌，蒯狄正，劉志波，余文杰，張輝，王富華，洪成楊，
申請(專利權)人：無錫協鑫分布式能源開發有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32