【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力需求不斷增加,保障用電高峰期生活供電問題越來越受到重視。為滿足越來越大的電力能源需求,同時減少對環(huán)境的影響,國家正在大力發(fā)展以清潔能源為基礎(chǔ)的電力設(shè)施。然而,清潔能源發(fā)電具有間歇性,并網(wǎng)難度大。為此,國內(nèi)外開始探索以鹽穴為儲氣設(shè)施的壓縮空氣儲能(CAES)技術(shù)。以金壇鹽穴儲氣庫為基礎(chǔ)的鹽穴壓縮空氣儲能示范工程項目的實施,將填補我國在大規(guī)模壓縮空氣儲電儲能領(lǐng)域的空白。為了研究國內(nèi)鹽穴儲能電站建設(shè)的可行性,本文開展了以下主要內(nèi)容研究:1、從能量守恒和質(zhì)量守恒角度得到絕熱條件下,理想氣體在以恒定質(zhì)量流量注入腔體時,腔體內(nèi)的壓力在各個注采階段均隨著時間線性變化。2、在比較了國內(nèi)鹽礦地層條件與國外鹽礦條件不同的基礎(chǔ)上,考慮了埋深大、含夾層條件,結(jié)合儲能庫注頻率高,壓降速率大的特點,采用Ansys和FLAC~(3D)建立了模擬壓縮空氣儲能庫腔體穩(wěn)定性的數(shù)值模擬模型。3、以金壇茅興區(qū)塊某井為例,通過數(shù)值模擬,分析了壓力區(qū)間、夾層存在對腔體穩(wěn)定性的影響。數(shù)值模擬結(jié)果顯示運行30年后,腔體體積收縮率最大為3.13%,從體積收縮角度認(rèn)為建站滿足要求;當(dāng)最小儲氣壓力一定時,同樣條件下,提高高壓儲氣壓力,評價腔體穩(wěn)定性的各項指標(biāo)趨好;雙腔建站時相鄰腔體之間井距與腔體直徑的比例約在1.8以上,腔頂預(yù)留脖頸長度應(yīng)為5m-10m之間。上述指標(biāo)可為儲能電站建設(shè)老腔篩選提供參考。4、分析國內(nèi)鹽礦條件下儲氣壓力對腔體使用效率的影響,認(rèn)為在國內(nèi)鹽礦條件下,儲氣壓力范圍較高時,儲氣壓力比(高壓儲氣壓力與低壓儲氣壓力的比值)僅1.3,適當(dāng)提高儲氣壓力比,有利于提高腔體利用率。
【圖文】：

圖 1.1 亨托夫電站系統(tǒng)組成示意圖Fig1.1 Main components of a CAES plant什電站電站于 1991 年建成投產(chǎn)，整個項目從設(shè)計建造到建電站儲氣庫選址在阿拉巴馬州麥金托什鹽丘西南部m 的鹽巖層，發(fā)電功率 110MW，可實現(xiàn)連續(xù) 41h 空夫電站不同之處在于，麥金托什電站在設(shè)計過程中為熱器收集氣體壓縮過程中產(chǎn)生的余熱，并用于氣體關(guān)運行參數(shù)見表 1.1表 1.1 兩座鹽穴壓縮空氣儲能電站相關(guān)參數(shù)對比表le1.1 Comparison of technical parameters of operating CAES 亨托夫電站 麥金率 0.42

空氣絕熱指數(shù)為1.40，則帶入式（2.22）-式（2.25）中得到腔體內(nèi)壓力系數(shù)隨時間變化關(guān)系如圖2.1 所示，高壓儲氣階段，壓力系數(shù)為低壓儲氣的 1.52 倍。圖 2.1 腔內(nèi)壓力系數(shù)隨時間變化關(guān)系曲線Fig2.1 The relation curve of the pressure ratio of the cavity in the cavity with time由式（2.22）-式（2.25）可得到絕熱條件下理想氣體在穩(wěn)定循環(huán)狀態(tài)下腔內(nèi)氣體壓力隨時間的變化情況。在注氣階段，腔內(nèi)氣體溫度隨時間線性增加，并在注氣階段結(jié)束時達(dá)到最大值，在高壓儲氣階段，腔內(nèi)氣體溫度和壓力維持在最大值，進(jìn)入采氣階段，腔內(nèi)壓力隨時間呈指數(shù)下降趨勢。壓力變化引起的腔體周圍巖石偏應(yīng)力變化，這是鹽巖巖石產(chǎn)生蠕變的直接影響因素，在一個注采過程中，腔內(nèi)壓力隨時間變化情況如下：在注氣階段，由式（2.22）知，腔體壓力隨時間線性增加，在高壓儲氣階段，，腔內(nèi)壓力不隨時間發(fā)生變化，在采氣階段，由式（2.24）知腔內(nèi)壓力隨時間呈指數(shù)遞減，但通過線性
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM619;TE972

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本文編號：2620994