為了研究工質和運行方式對壓氣儲能系統(tǒng)的影響,針對2種工質和不同運行方式,提出4種組合工作方案,以熱力學第二定律為基礎,采用仿真計算的方法,比較系統(tǒng)在4種組合工作方案下的性能差異,并開展關鍵參數敏感性分析。結果表明:在給定的系統(tǒng)基本運行參數下,采用CO2和滑壓方式時效率最高,流密度也最大;對于4種組合工作方案,儲氣室的損均最大,是系統(tǒng)改進的首要對象;工質初溫對效率和流密度的影響相反;4種組合工作方案的2種指標隨對流換熱系數增加均存在最小值;儲能功率的影響與工質初溫相反。 

【文章來源】：太陽能學報. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

主要部件的損

儲氣室內對流換熱系數與流體特性、儲氣室形狀和尺寸以及流體到壁面的溫差均有關，但其可用平均值代替[15]，從而研究流體與壁面換熱對系統(tǒng)性能的影響（見圖4）。如圖4可知，4種方案的效率先減小后增大，流密度先減小后增大。這是因為，當對流換熱系數增大時，儲氣室內的工質與外界的換熱增強，工質溫度降低，而儲氣室的壓力范圍不變，則儲能過程結束后，儲氣室內存儲的工質質量增大，兩級壓縮機的總壓縮功增大。對于總膨脹功，起初工質溫度的降低使兩級膨脹機入口溫度降低，總膨脹功減小，后來工質質量的增加又使得總膨脹功增大。所以，4種方案的效率先減小后增大。由于儲氣室體積恒定，它們的流密度先減小后增大。當對流換熱系數為25 W/（m2·K）時，方案1和方案3的效率均最低，分別為41.55%和47.10%。當對流換熱系數為35 W/（m2·K）時，方案2和方案4的效率均最低，分別為44.74%和51.38%。而當對流換熱系數為10 W/（m2·K）時，4種方案的流密度均最小，分別為6.15×106、6.64×106、6.36×106和6.98×106J/m3。3.4 儲能功率的影響

儲能功率即兩級壓縮機的輸入功率，其對系統(tǒng)性能的影響如圖5所示。當儲能功率增加時，4種方案的效率均增大，流密度均減小。這是因為隨著儲能功率的增大，儲能過程工質流量增大，儲能時間縮短，儲氣室內工質與外界的換熱量減小，工質溫度升高，則儲氣室內存儲的工質質量減小。所以，總壓縮功和總膨脹功均減小。此外，由于工質溫度升高，兩級膨脹機的入口溫度升高，總膨脹功增大。在2個方面的綜合作用下，相對于總壓縮功，總膨脹功的減小幅度更小。所以4種方案的效率增大，而儲氣室體積不變，4種方案的流密度減小。當儲能功率從50 MW增至80 MW時，4種方案的效率分別相對提高1.11%、1.60%、0.83%和1.41%，流密度分別相對減小9.25%、6.08%、9.29%和6.01%，可得儲能功率對流密度的影響更大。圖5 儲能功率對效率和流密度的影響

【參考文獻】：
期刊論文
[1]AA-CAES系統(tǒng)儲能過程運行策略分析[J]. 韓中合,龐永超.  太陽能學報. 2018(03)
[2]基于變效率壓氣機的CAES系統(tǒng)性能分析[J]. 韓中合,龐永超,劉士名.  太陽能學報. 2017(05)
[3]壓縮空氣填充床儲能系統(tǒng)性能研究[J]. 李瑞,彭浩,凌祥,董慧華.  太陽能學報. 2016(09)
[4]先進絕熱壓縮空氣儲能（AA-CAES）系統(tǒng)一種結構優(yōu)化方案[J]. 韓中合,周權,王營營,劉士名.  太陽能學報. 2016(03)



本文編號：3116893