大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法技术方案

本发明专利技术提出了大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法，包括配合使用的低压压缩机、中压压缩机以及高压压缩机，压缩空气储能系统三段串联式联合启动方法，根据低、中、高压压缩机不同工作特性，通过控制各压缩机在不同时段下的增压比来保证流量和压力的相匹配，结合压缩机机组运行状态、各辅助设备的运行状态，注气前压缩机都是自循环憋压状态，需匹配各段压缩机流量并调整压缩机各项参数，使压缩机平稳注气至盐穴；压缩空气储能系统三段串联式联合停机方法，通过控制卸载速率及防喘阀开度，使得三级串联的压缩机能够平稳安全停机，同时保证停机时的压力不至于过高致使安全门动作。使安全门动作。使安全门动作。

【技术实现步骤摘要】
大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法


[0001]本专利技术涉及储能
，具体为大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法。

技术介绍

[0002]储能是一种将风、光等可再生能源或电网低谷电通过能量间转化后，以内能、势能或机械能等方式存储在某种介质中，在外界需要时，释放介质能量并转化成所需的能量形式。储能技术是一种协同新能源技术发展的有效手段，可以起到削峰填谷作用，对构建智能电网具有重要意义。
[0003]在“碳达峰”“碳中和”这个宏观大环境下，清洁能源发电得到了空前的发展。其中，发展风电、光伏是大势所趋，但其固有的波动性、间歇性问题导致大规模接入时会给电网带来调峰调频压力，同时外送消纳困难，弃风、弃光现象频发，可再生能源消纳问题亟待解决。目前传统的储能方式是蓄电池储能和抽水储能。前者的缺点在于，蓄电池电解液后续处理繁琐，蓄电池不耐湿、热、寒，使用条件比较苛刻，同时使用寿命短，一般使用寿命小于10年；后者的瓶颈在于，储能设施建设需要依山傍水，地势特殊，部分地区资源已开发完毕。
[0004]而压缩空气储能是一种低成本、零排放、大容量、安全系数高、响应速度快的储能技术，极具商业发展潜力与应用价值，是未来综合利用清洁能源与常规能源的重要解决方案。
[0005]压缩空气储能是一种间接性、大型储能技术。它在电网负荷低时，通过压缩机压缩空气存储电能，并将压缩空气运至岩石洞穴、废弃盐洞、废弃矿井或者其它压力容器内；在电网高负荷期间，释放出储气库内高压气体，经过燃烧室或换热器加热，升高至一定温度后输送至透平机，将压缩空气的势能转变为透平机的机械功输出，驱动发电机发电。
[0006]现有的压缩空气储能系统，在压缩机启动与加载过程中若操作方法不当，会带来以下三个问题：1、错误的启动方式会引起压缩机压力流量不匹配、工况点距离喘振曲线过近导致压缩机发生喘振，以及多级压缩机的振动大、出气温度高等多种异常情况的发生，不仅造成压缩机损坏；2、造成启动过程过长浪费了大量的电能，降低了机组的电换电效率；3、操作全部由运行人员手动操作，加大了人员误操作的几率，机组启动成功率低，运行人员劳动强度大。
[0007]而当压缩机工作完成后，需要将压缩机安全卸载停机，在停机卸载过程中会存在以下四个问题：1、不正确的停机方法会使中、高压压缩机的进口超压从而会导致压缩机本身发生喘振、管道由于超压而损坏的情况；2、压缩过程中气液分离器以及管道中的水汽会影响压缩机及管道的使用寿命；3、停机过程过长浪费了大量的电能，降低了机组的电换电效率；
4、操作全部由运行人员手动操作，加大了人员误操作的几率，机组启动成功率低，运行人员劳动强度大。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提出了大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法，启动时，能够实现压缩机系统一键启动，不仅降低了运行人员误操作的概率，提升了机组启动成功率，且降低了运行人员劳动强度；停机时，能够实现压缩机组的一键卸载停机，降低了人为操作的失误，提升了机组安全停机的成功率。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法，所述大型压缩空气储能系统包括配合使用的低压压缩机、中压压缩机以及高压压缩机，其特征在于：包括压缩空气储能系统三段串联式联合启动方法和压缩空气储能系统三段串联式联合停机方法，具体步骤如下:所述压缩空气储能系统三段串联式联合启动方法：步骤1：先将低压压缩机、中压压缩机以及高压压缩机按顺序启动完毕，启动完毕后全面检查各压缩机各参数有无异常，在各压缩机启动完毕后及时打开气液分离器的排放阀，首次启动时，进行1
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2小时的机械空载运转，然后从低压压缩机开始缓慢手动加载，即开导叶和关防喘振阀，当低压压缩机增压比到3
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5左右时开始加载中压压缩机，所述高压压缩机出口压力至1
‑
3Mpa时，手动关闭气液分离器的排放阀，同时将其投自动，根据三台压缩机的工作点位置，加载过程中缓慢将低压、中压压缩机的防喘振阀投自动，导叶继续手动操作，操作过程中控制低压压缩机的增压比大于中压压缩机的增压比1
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1.5左右；步骤2：当高压压缩机出口压力达到5
‑
8Mpa时，开始手动缓慢关闭高压压缩机防喘振阀，直至高压压缩机流量稍大于中压压缩机流量2万Nm
³
/h时开始继续手动加载低压、中压压缩机，当高压压缩机出口压力达到6
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10Mpa时，将换热器中的冷源量加大；步骤3：继续手动加载低压、中压压缩机，根据中压、高压压缩机的流量情况，手动关闭高压压缩机的防喘振阀，使中压、高压压缩机始终保持2万Nm
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/h偏差，在高压压缩机出口压力至10
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11Mpa时，将低、中压压缩机的导叶、高压压缩机防喘振阀投入自动控制，之后通过手动设定低、中压压缩机的出口压力使导叶自动开大，必要时加大高压压缩机转速，使高压压缩机出口压力增加至12
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14Mpa，并将高压压缩机的出口电动门的自动开门的压力设定为12
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14Mpa；步骤4：高压压缩机出口电动门开启后，提升高压压缩机的转速，使盐穴注气流量变大，同时低压、中压、高压压缩机防喘振阀将会自动缓慢的关闭，当压缩机的流量达到额定流量后，低压、中压以及高压压缩机的防喘振阀将完全关闭，此时，低压、中压以及高压压缩机向盐穴成功注气；所述压缩空气储能系统三段串联式联合停机方法：步骤1：准备卸载停机，全面检查低压、中压以及高压压缩机以及相关设备的参数正常，将低、中压压缩机入口导叶及高压压缩机转速控制切手动、防喘振阀自动模式，步骤2：检查低压、中压、高压压缩机的工作点已全部在防喘振曲线下方，将三台压缩机同步卸载，此时高压压缩机的速率为1
‑
3r/min，中压、低压压缩机导叶1
‑
3%，观察三台
压缩机的防喘振阀自动开启，全面检查设备无异常后继续卸载，同时盐穴的注气流量缓慢下降，直至流量为0，在流量为0时加快卸载速度，观察高压压缩机的出口压力开始晃动时立即手动关闭高压压缩机出口电动门直至完全关闭；步骤3：高压压缩机出口电动门完全关闭后，三台压缩机已不再往盐穴注气，三台压缩机在憋压的状态下，需注意三台压缩机喘振情况以及检查各个设备的参数正常，在之后卸载的过程中关注低压压缩机的出口压力、中压压缩机的进口压力；中压压缩机的出口压力、高压压缩机的进口压力，当中压压缩机的进口压力大于低压压缩机的出口压力以及高压压缩机的进口压力大于中压压缩机的出口压力时，各级压缩机已不串联工作，此时，当中压压缩机进口压力大于0.8
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0.9Mpa且还在上升时，开启中压、高压压缩机的停机泄压阀进行泄压；步骤4：开启中压、高压压缩机的停机泄压阀将高压压缩机出口压力泄至7
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9Mpa时，将整个压缩机组卸载，具体动作是：低压、中压压缩机入口导叶关至最小开度、高压压缩机转速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大型压缩空气储能系统三段串联式联合启动及停机方法，所述大型压缩空气储能系统包括配合使用的低压压缩机、中压压缩机以及高压压缩机，其特征在于：包括压缩空气储能系统三段串联式联合启动方法和压缩空气储能系统三段串联式联合停机方法，具体步骤如下:所述压缩空气储能系统三段串联式联合启动方法：步骤1：先将低压压缩机、中压压缩机以及高压压缩机按顺序启动完毕，启动完毕后全面检查各压缩机各参数有无异常，在各压缩机启动完毕后及时打开气液分离器的排放阀，首次启动时，进行1
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2小时的机械空载运转，然后从低压压缩机开始缓慢手动加载，即开导叶和关防喘振阀，当低压压缩机增压比到3
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5左右时开始加载中压压缩机，所述高压压缩机出口压力至1
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3Mpa时，手动关闭气液分离器的排放阀，同时将其投自动，根据三台压缩机的工作点位置，加载过程中缓慢将低压、中压压缩机的防喘振阀投自动，导叶继续手动操作，操作过程中控制低压压缩机的增压比大于中压压缩机的增压比1
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1.5左右；步骤2：当高压压缩机出口压力达到5
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8Mpa时，开始手动缓慢关闭高压压缩机防喘振阀，直至高压压缩机流量稍大于中压压缩机流量2万Nm
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/h时开始继续手动加载低压、中压压缩机，当高压压缩机出口压力达到6
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10Mpa时，将换热器中的冷源量加大；步骤3：继续手动加载低压、中压压缩机，根据中压、高压压缩机的流量情况，手动关闭高压压缩机的防喘振阀，使中压、高压压缩机始终保持2万Nm
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/h偏差，在高压压缩机出口压力至10
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11Mpa时，将低、中压压缩机的导叶、高压压缩机防喘振阀投入自动控制，之后通过手动设定低、中压压缩机的出口压力使导叶自动开大，必要时加大高压压缩机转速，使高压压缩机出口压力增加至12
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14Mpa，并将高压压缩机的出口电动门的自动开门的压力设定为12
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14Mpa；步骤4：高压压缩机出口电动门开启后，提升高压压缩机的转速，使盐穴注气流量变大，同时低压、中压、高压压缩机防喘振阀将会自动缓慢的关闭，当压缩机的流量达到额定流量后，低压、中压以及高压压缩机的防喘振阀将完全关闭，此时，低压、中压以及高压压缩机向盐穴成功注气；所述压缩空气储能系统三段串联式联合停机方法：步骤1：准备卸载停机，全面检查低压、中压以及高压压缩机以及相关设备的参数正常，将低、中压压缩机入口导叶及高压压缩机转速控制切手动、防喘振阀自动模式，步骤2：检查低压、中压、高压压缩机的工作点已全部在防喘振曲线下方，将三台压缩机同步卸载，此时高压压缩机的速率为1
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3r/min，中压、低压压缩机导叶1
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3%，观察三台压缩机的防喘振阀自动开启，全面检查设备无异常后继续卸载，同时盐穴的注气流量缓慢下降，直至流量为0，在流量为0时加快卸载速度，观察高压压缩机的出口压力开始晃动时立即手动关闭高压压缩机出口电动门直至完全关闭；步骤3：高压压缩机出口电动门完全关闭后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐尉钦，庞里波，刘磊，蔺通，秦朝晖，陈辉，梅生伟，王国华，贾红金，林迎虎，董祥龙，邓建军，袁尔聪，吴晓双，陈云浩，汤逸凡，
申请(专利权)人：中盐华能储能科技有限公司中盐金坛盐化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：