2023壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)交流1目 錄CONTENTS01市場(chǎng)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展0201市場(chǎng)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展02壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備03項(xiàng)目案例04新型儲(chǔ)能可持續(xù)發(fā)展建議2PART

市場(chǎng)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展3市場(chǎng)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展1.1政策指引1.1政策指引國(guó)家層面國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，首次明確儲(chǔ)能裝機(jī)量的量化目標(biāo)：到2025年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上，并實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。河北省根據(jù)《河北省“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，河北省將大力實(shí)施可再生能源“倍增計(jì)劃”，到2025年可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將突破1億千瓦，裝機(jī)占比達(dá)到60%左右，在大力發(fā)展煤電靈活性改造、燃?xì)庹{(diào)峰電廠、抽水蓄能電站的基礎(chǔ)上，全省布局建設(shè)新型儲(chǔ)能規(guī)模400萬(wàn)千瓦以上，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，具備規(guī)?；虡I(yè)化應(yīng)用條件。4新型儲(chǔ)能業(yè)務(wù)分類NO.1電化學(xué)儲(chǔ)能從三北地區(qū)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)項(xiàng)目為依托開(kāi)始進(jìn)入電化學(xué)儲(chǔ)能的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

NO.2壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的設(shè)計(jì)院之一，可以提供專業(yè)的方案咨詢、設(shè)計(jì)和總承包服務(wù)

NO.3熱儲(chǔ)能從火電靈活性改造進(jìn)入熱儲(chǔ)能領(lǐng)域，三改聯(lián)動(dòng)政策引發(fā)熱儲(chǔ)能的大爆發(fā)1.2河北院技術(shù)發(fā)展1.2河北院技術(shù)發(fā)展5新型儲(chǔ)能業(yè)務(wù)分類NO.4氫儲(chǔ)能以張家口地區(qū)的新能源制氫規(guī)劃和制氫設(shè)計(jì)輻射多個(gè)地區(qū)，完成多項(xiàng)新能源制氫項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作，最大容量達(dá)到12000Nm3。

NO.5飛輪儲(chǔ)能主要服務(wù)于新基建的大數(shù)據(jù)中心IDC、城際高速和汽車充電樁等領(lǐng)域，與其他儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合更能彰顯優(yōu)勢(shì)。完成了國(guó)電漢川飛輪儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目。

NO.6抽水蓄能主持編制河北省中小型抽水蓄能電站規(guī)劃，對(duì)河北省水利資源完成了大摸排工作，結(jié)合對(duì)能源消納情況的優(yōu)勢(shì)，完成了近40個(gè)站址的優(yōu)選工作。1.2河北院技術(shù)發(fā)展1.2河北院技術(shù)發(fā)展6壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)概述壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)概述1.2 壓縮空氣儲(chǔ)能的優(yōu)劣1.2 壓縮空氣儲(chǔ)能的優(yōu)劣壓縮空氣儲(chǔ)能作為儲(chǔ)能量級(jí)唯一可與抽水蓄能相媲美的大規(guī)模儲(chǔ)能，具有調(diào)頻、調(diào)峰、易儲(chǔ)、黑啟動(dòng)的較大優(yōu)勢(shì)。技術(shù)正越來(lái)越受到青睞?？焖賳?dòng)能量密度和功率密度較高具備黑啟動(dòng)能力日常運(yùn)營(yíng)成本低設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)，損耗低非補(bǔ)燃式技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)碳中和投資成本高，投資回報(bào)長(zhǎng)儲(chǔ)氣庫(kù)受到較大的限制電電效率比抽水蓄能低電價(jià)政策還有待明確7技術(shù)儲(chǔ)備及技術(shù)合作技術(shù)儲(chǔ)備及技術(shù)合作01作為國(guó)內(nèi)較早進(jìn)入壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)單位，先后承擔(dān)了山西大同50MW煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目和烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”關(guān)鍵技術(shù)研究與示范-多源蓄熱式壓縮空氣能量樞紐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，具備豐富的壓縮空氣儲(chǔ)能相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。0102《非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研究》為我院承擔(dān)的河北省科技計(jì)2017年立項(xiàng)，2020027月通過(guò)河北省科技廳組織的驗(yàn)收。2020年開(kāi)始與清華大學(xué)合作開(kāi)發(fā)光熱復(fù)合壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

與清華大學(xué)等國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能研發(fā)03 單位長(zhǎng)期保持著技術(shù)交流與合作，能 項(xiàng) 一種壓縮空氣儲(chǔ)能回?zé)嵯到y(tǒng)及方法；一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)；一種水力壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)；一種地下恒壓儲(chǔ)氣裝置。 篇 《壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀》；《儲(chǔ)能技術(shù)分類及市場(chǎng)需求分析》；《壓縮空氣儲(chǔ)能鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)注采全過(guò)程熱力學(xué)特性分析》；《光熱復(fù)合式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)及能效分析》；《太陽(yáng)能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究》；《基于先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能的鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)特性研究》。9PART

壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備10壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備11壓縮機(jī)組01當(dāng)系統(tǒng)壓縮空氣流量<500Nm3/min時(shí)，可選擇活塞式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)壓縮空氣流量>500Nm3/min時(shí)，適宜采用離心壓縮機(jī)。01類型壓力范圍(bar)流量范圍（Nm3/min）活塞式壓縮機(jī)5～70000～500回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)0～300～500離心壓縮機(jī)5～70050～5000軸流壓縮機(jī)0～201667～1500002國(guó)內(nèi)廠家主要有沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)廠，陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)、杭氧透平機(jī)械有限公司、開(kāi)封空分集團(tuán)有限公司等。國(guó)外廠家主要有阿特拉斯·科普柯、西門子。0222凈化裝置01先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能主要凈化目的是除去壓縮機(jī)入口空氣中的顆粒物，其次是去除各級(jí)壓縮機(jī)排氣被降溫冷卻后凝結(jié)出大量的水，以避免對(duì)壓縮機(jī)產(chǎn)生損害01020233換熱裝置01管殼式換熱器:以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。01板式換熱器:有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90%以上。020244儲(chǔ)氣裝置CAES儲(chǔ)氣方式地面儲(chǔ)氣人造壓力容器：鋼制壓力容器、管線鋼儲(chǔ)氣罐CAES儲(chǔ)氣方式地面儲(chǔ)氣地下儲(chǔ)氣鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù) 地下儲(chǔ)氣含水層儲(chǔ)氣庫(kù)人造地下儲(chǔ)氣庫(kù)廢棄礦坑，油氣儲(chǔ)氣庫(kù)14煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲(chǔ)能煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)氣容量大資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的最大化再利用，支撐我國(guó)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型15/77煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲(chǔ)能煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲(chǔ)能50MW/200MWh煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能電站----全球首個(gè)煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)全球首個(gè)50MW×4h煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目電-電效率60%，能源綜合效率85%實(shí)現(xiàn)深地空間能源再造，實(shí)現(xiàn)廢棄資源的最大化再利用，支撐我國(guó)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型16/77壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備55膨脹機(jī)膨脹機(jī)利用了壓縮氣體膨脹降壓時(shí)勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的原理，在氣體膨脹的同時(shí)氣體溫度也會(huì)降01 低?，F(xiàn)有膨脹機(jī)主要分為活塞式膨脹機(jī)，徑流式膨脹機(jī)，軸流式膨脹機(jī)。徑流式膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)圖和外形圖 軸流式膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)圖和外形圖02目前國(guó)內(nèi)的東方汽輪機(jī)廠，哈爾濱汽輪機(jī)廠，上海汽輪機(jī)廠均有能力制造壓縮空氣儲(chǔ)能用空氣02PART

項(xiàng)目案例18項(xiàng)目案例烏蘭察布?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目項(xiàng)目案例烏蘭察布?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目01整體方案設(shè)計(jì)01

01001020304同步建設(shè)壓縮機(jī)系統(tǒng)，透平機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，槽式光熱儲(chǔ)能系統(tǒng)，壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)，透平機(jī)加熱系統(tǒng)，地面儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)等?？諝鈮嚎s機(jī)采用兩段式壓縮流程，設(shè)置LP及HP壓縮機(jī)各一臺(tái)，采用8級(jí)串聯(lián)壓縮，其中1-6級(jí)壓縮為一段壓縮（LP壓縮機(jī)），7-8級(jí)壓縮為二段壓縮（HP壓縮機(jī)），采用8參數(shù)的前提下，降低了壓縮機(jī)電耗。壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)采用單元制供水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水溫及氣溫精05確控制。設(shè)置中溫水系統(tǒng)用于對(duì)外供熱，增加壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。05空氣透平機(jī)采用四級(jí)膨脹，進(jìn)氣參數(shù)為9.8MPa、230℃。空氣透平采用單元制導(dǎo)熱油調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油溫和氣溫的精確控制。06采用5000m3雙層儲(chǔ)氣庫(kù)地上布置方案，節(jié)省占地，便于維護(hù)與檢修，同時(shí)解決了槽式光熱的支撐問(wèn)題。0603總平面03項(xiàng)目案例烏蘭察布?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目04主廠房項(xiàng)目案例烏蘭察布?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目04主廠房 項(xiàng)目案例烏蘭察布?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目04主廠房項(xiàng)目案例烏蘭察布?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目04主廠房項(xiàng)目案例大同云岡壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目項(xiàng)目案例大同云岡壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目PART

新型儲(chǔ)能可持續(xù)發(fā)展建議26發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)成本的方向發(fā)展。提高系統(tǒng)效率：具備壓縮、儲(chǔ)氣、蓄熱/冷、回?zé)?冷、膨脹發(fā)電壓縮機(jī)的排氣溫度、提高蓄熱溫度和回?zé)釡囟?。降低建設(shè)成本：降低壓縮空氣儲(chǔ)能的造價(jià)成本，其