【摘 要】
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可再生能源消费的大幅增长造成燃煤机组长期运行于低负荷下,带来了设备安全性降低、污染物排放增加和效率下降等多方面问题。压缩空气储能系统具有容量大、能源接口灵活和集成性能良好等优点,与大型燃煤机组耦合被认为是一种极具优势及前景的解决方案。本文以660 MW燃煤机组与压缩空气储能系统的耦合系统为研究对象,针对设计工况和变工况性能、参数敏感性建立了研究模型,采用不同的评价指标对变工况下系统的耦合特性与性能
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可再生能源消费的大幅增长造成燃煤机组长期运行于低负荷下,带来了设备安全性降低、污染物排放增加和效率下降等多方面问题。压缩空气储能系统具有容量大、能源接口灵活和集成性能良好等优点,与大型燃煤机组耦合被认为是一种极具优势及前景的解决方案。本文以660 MW燃煤机组与压缩空气储能系统的耦合系统为研究对象,针对设计工况和变工况性能、参数敏感性建立了研究模型,采用不同的评价指标对变工况下系统的耦合特性与性能进行了评价。首先,文章基于Ebsilon软件建立了660 MW燃煤机组和压缩空气储能系统的耦合模型并开展了模型验证,针对系统充电模式、放电模式和原始机组模式选取了汽轮机组热耗率、压缩空气储能系统充放电效率等作为评估指标,建立了耦合系统的评价模型。其次,对比分析了设计工况下660 MW燃煤机组和耦合机组充放电模式的主要性能参数,并以耦合系统特性为目标开展了参数敏感性研究。结果表明,设计工况下充电模式的给水温度相对于原始机组提高了3.35℃,燃煤机组循环周期能耗为24.12MWh,耦合系统充放电效率为65.4%;采用?分析法对三种运行模式下的?平衡关系进行了分析,发现回热子系统?损失占比最大;环境温度、储存压力和膨胀机效率的增加可以提升给水温度,降低汽轮机组热耗率。最后,开展了变工况下耦合系统性能研究,探寻了循环过程耦合系统性能参数的变化规律,揭示了耦合系统关键参数的变工况影响特性。结果表明,环境温度参数对耦合系统变工况性能的影响相对于设计工况性能更明显,充电模式可以明显提升低负荷机组的给水温度,选择在30%THA负荷下进行充电时,比设计工况下充电模式的给水温升高27.62℃,耦合系统充放电效率提高22.8%,燃煤机组总节能提高131.53MWh,燃煤机组与压缩空气储能系统耦合可以显著提高燃煤机组运行灵活性。
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