快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113864051A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111257481.0F01K13/00(2006.01)(22)申请日2021.10.27F01D15/10(2006.01)F04D25/06(2006.01)(71)申请人贵州电网有限责任公司地址550002贵州省贵阳市南明区滨河路17号(72)发明人周科钟晶亮文贤馗李翔李枝林(74)专利代理机构贵阳中新专利商标事务所52100代理人商小川(51)Int.Cl.F02C6/00(2006.01)F02C6/18(2006.01)F02C7/08(2006.01)F01K27/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统及方法(57)摘要本发明公开了一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统及方法，它包括燃气轮机燃烧室，燃气轮机燃烧室与燃气轮机连接；余热回收装置进口设置排气母管，排气母管上设置第一阀门；燃气轮机与余热回收装置进口排气母管通过管路I连接；燃气轮机与第一换热器通过管路II连接；储能压缩机透平与第一换热器连接；第一换热器与高压储气罐连接；高压储气罐与第二换热器连接；燃气轮机与第二换热器通过管路III连接；第二换热器与储能膨胀机连接；余热回收装置与热量储存单元连接；保证了系统的快速响应和后续稳定的供能。该方法灵活简单，启动响应速度快，且实现能源和燃料多级利用，能够提升系统能效，同时也达到了减少排放的目的。CN113864051ACN113864051A权利要求书1/2页1.一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统，它包括燃气轮机燃烧室（1），其特征在于：所述燃气轮机燃烧室（1）与燃气轮机（2）连接；余热回收装置（11）进口设置排气母管，排气母管上设置第一阀门（13）；燃气轮机（2）与余热回收装置进口排气母管通过管路I连接；燃气轮机（2）与第一换热器（7）通过管路II连接；储能压缩机透平（5）与第一换热器（7）连接；第一换热器（7）与高压储气罐（6）连接；高压储气罐（6）与第二换热器（8）连接；燃气轮机（2）与第二换热器（8）通过管路III连接；第二换热器（8）与储能膨胀机（9）连接；余热回收装置（11）与热量储存单元（12）连接。2.根据权利要求1所述的一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统，其特征在于：燃气轮机（2）与燃气轮发电机（3）连接。3.根据权利要求1所述的一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统，其特征在于：储能膨胀机（9）与储能发电机（10）连接。4.根据权利要求1所述的一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统，其特征在于：储能压缩机透平（5）与储能压缩机电机（4）连接。5.根据权利要求1所述的一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统，其特征在于：燃气轮机（2）与排气母管通过管路I连接，并在管路I上设置第二阀门（14）；燃气轮机（2）与第一换热器（7）通过管路II连接，连接管道上设置有第三阀门（15）；燃气轮机（2）与第二换热器（8）通过管路III连接，管路III上设置有第四阀门（16）；三路管道并入排气母管。6.如权利要求1所述的一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统的响应方法，其特征在于：所述方法为:首先启动储能系统满足调峰需求；通过耦合换热器加热，延续压缩空气储能运行时间保证燃机启动需求；当燃气轮机启动正常后，退出储能膨胀机和发电机，压缩机对空气重新进行压缩，通过第一换热器（7）加热后进入高压储气罐（6），保证储能装置的下一次正常启动。7.根据权利要求6所述的一种快速响应调峰调频需求的燃机与压缩空气耦合系统的响应方法，其特征在于：所述方法的具体步骤包括：步骤1、储能时，当电网处于波谷期间，储能压缩机电机（4）开始运行，通过带动储能压缩机透平（5）将常温常压的空气压缩成符合储能装置要求的压缩空气，并储存于高压储气罐（6）内；步骤2、当电网产生调峰调频需求时，释放高压储气罐（6）压缩空气推动储能膨胀机（9），带动储能发电机（10）做功来首先响应和满足电网调整需求；步骤3、在启动储能系统的同时，启动燃气轮机燃烧室（1）运行，并带动燃气轮机（2）开始启动；步骤4、当燃气轮机完成启动后，带动燃气轮发电机（3）运行，此时退出储能膨胀机（9）与储能发电机（10），储能压缩机透平（5）再次进行空气压缩；开启第三阀门（15），关闭第四阀门（16）使燃机排气通过管路II→第一加热器（7）→第一逆止门（17）→排气母管→第一阀门（13）进入余热回收装置，并通过第一换热器（7）加热压缩空气；压缩空气被加热后进入高压储气罐（6），为储能装置的