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2.3 回热子系统
回热子系统用于存储压缩过程中所产生的压缩热,在释能过程中,通过其所存储的压缩热加热透平进口的空气,从而实现压缩热的回收利用。其主要由换热器、储热罐、工质泵等组成。作为非补燃压缩空气储能的关键技术,回热技术对系统的储能效率影响极大,回热效率越高,系统的储能效率也越高。TICC-500系统利用加压水作为储热工质,采用梯度储热技术,将不同温度的水分级存储,避免高低温热量的掺混,保证所储热量的品位。储热系统的照片如图5所示。
图5储热系统照片
2.4透平发电子系统
透平发电子系统利用储气系统存储的高压空气和储热系统存储的压缩热驱动透平膨胀机转动,带动发电机输出电能,实现由分子内势能和热能向电能的转换。其主要由空气透平膨胀机、减速器、发电机等组成。空气透平发电系统是释能过程中热功转换的核心部件,其效率的高低直接决定着整个电站的储能效率。TICC-500的空气透平的设计输出轴功率650kW,膨胀比高达30∶1,转速30000转/分钟,通过减速器,将转速降至1500转/分钟,驱动发电机对外输出电能。由于空气透平膨胀比大、转速高,故对空气透平的设计和制造具有较高的要求。TICC-500采用向心径轴流式透平,三级同轴布置,利用回热系统实现三级再热循环,提高了系统的循环效率(如图6所示)。
图6空气透平发电系统照片
3 前景展望
非补燃压缩空气储能具有容量大、效率高、成本低、寿命长的特点,系统运行过程中零碳排放,可以显著减少大规模弃风弃光,提升新能源消纳能力;其与供热供冷相结合可形成“冷-热-电”三联供系统,构成高效的储能系统;同时可为实现智能微电网和智能微电网群优化运行提供强大灵活的调节能力和手段。此外,非补燃压缩空气储能作为一种理想的大规模储能手段,实现了储能过程中的发电、供冷、供热相耦合,进而将智能微电网提升至智能微能源网的层次,提高了能量的综合利用效率,在未来将具有广阔的应用前景。
延伸阅读:压缩空气储能在电力系统的应用前景(一)
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