喷射器强化压缩空气储能充能过程
2021-09-15周升辉何阳陈海生徐玉杰邓建强
周升辉 ,何阳 ,陈海生 ,徐玉杰 ,邓建强
(1西安交通大学,陕西 西安 710049;2中国科学院工程热物理研究所,北京 100190)
可再生能源发电预计是未来增长最快的发电能源,可再生能源存在时间和空间上的分布不均和不连续,而能源储存可以有效解决可再生能源并网发电的难题。压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)是大规模储能技术之一,具有使用寿命长、成本低和维护费用少等优点[1]。其中,绝热压缩空气储能系统(adiabatic CAES,A-CAES)的压缩热被储存在储热设备中,在释能过程中,压缩空气在进入膨胀机前被储存的压缩热加热,提高了系统循环效率[2]。
热力学性能强化一直是A-CAES储能系统的研究热点。Peng等[3]研究了把填充床用作储热设备的A-CAES储能系统,使用高度为5 m、高径比为5的填充床,储能系统具有更好的热性能和较低的经济成本,对膨胀机组出口空气热量用回热器回收利用,可提高系统循环效率约5%。Yang等[4]研究了A-CAES中换热器压降损失和换热效能对系统循环效率的影响,当不考虑换热器的压降损失时,提高换热器饿换热效能可有效提高系统循环效率,当考虑换热器换热压降时,系统循环效率随换热效能的增大先增大后减小。Zhang等[5]建立了A-CAES的等体积-等温、等体积绝热、等压-等温和等压-绝热等四个储气罐模型,其中当压缩机和膨胀机级数确定时,使用等体积-等温的储气罐模型,具有最大循环效率。
A-CAES的储气室体积恒定,其压缩机组和膨胀机组定压运行还是滑压运行,取决于压缩机组出口或者膨胀机组入口是否安装节流阀,滑压运行中,储气室压力的变化会导致压缩机组或者膨胀机组的工作偏离设计工况[6]。……
