發(fā)布時(shí)間：2021-09-24 05:45

　　地下儲(chǔ)氣庫容積大小是大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能（compressed air energy storage,CAES）電站規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性參數(shù)之一。為準(zhǔn)確確定與電站裝機(jī)容量相匹配的定容儲(chǔ)氣庫容積,在地下儲(chǔ)氣庫內(nèi)壓縮空氣?的計(jì)算方法基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了地下儲(chǔ)氣庫儲(chǔ)能效率計(jì)算公式,并提出了基于儲(chǔ)氣庫儲(chǔ)能效率、膨脹裝置效率和機(jī)組發(fā)電效率分析的儲(chǔ)氣庫容積確定方法。利用算例驗(yàn)證了算法的正確性與合理性,在此基礎(chǔ)之上,定量分析了影響儲(chǔ)氣庫儲(chǔ)能效率和容積大小的主要因素。研究結(jié)果表明:儲(chǔ)能效率均隨充放氣循環(huán)次數(shù)的增加逐漸上升,上升趨勢(shì)在后期趨于平緩。儲(chǔ)氣庫泄漏量對(duì)儲(chǔ)能效率影響較大,泄漏量越大,儲(chǔ)能效率越低�？傮w上儲(chǔ)氣庫運(yùn)行壓力差和密封層對(duì)流換熱系數(shù)越大,儲(chǔ)氣庫儲(chǔ)能效率越高,但運(yùn)行壓力差達(dá)到一定數(shù)值后,提高運(yùn)行壓力差對(duì)儲(chǔ)能效率的提高作用有限。儲(chǔ)能效率越高、運(yùn)行壓力差越大,所需地下儲(chǔ)氣庫的容積越小。在機(jī)組設(shè)備能力允許的情況下,應(yīng)優(yōu)選運(yùn)行壓力高、運(yùn)行壓力差大的設(shè)備運(yùn)行方案,以減少儲(chǔ)氣庫的建設(shè)費(fèi)用。 

【文章來源】：儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2020,9(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

Huntorf電站充放氣速率[23]

圖2給出了當(dāng)泄漏率為零時(shí)，采用上述熱力學(xué)計(jì)算得到的壓縮空氣溫度和壓力計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間的對(duì)比。由圖可知，采用本文計(jì)算方法得到結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合，因而是合理的。為驗(yàn)證本文基于效率分析的地下儲(chǔ)氣庫容積估算方法的正確性，運(yùn)用上述算例計(jì)算其在泄漏量為零時(shí)的壓縮空氣?值及儲(chǔ)氣庫庫容，并與文獻(xiàn)[4]中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算結(jié)果見表2。結(jié)果表明，本文計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)[4]中的?值等計(jì)算結(jié)果十分接近，兩者之間的誤差不超過3%。由此可見，采用本文提出的?方法是正確合理的。

圖3給出了不同泄漏情況下儲(chǔ)氣庫內(nèi)壓縮空氣的溫度壓力變化過程。由圖3(a)可以看出，在30個(gè)充放氣循環(huán)中，較小的泄漏率對(duì)壓縮空氣的溫度變化過程影響不顯著。在保持儲(chǔ)氣庫壓縮空氣壓力一定條件下，前4個(gè)計(jì)算循環(huán)內(nèi)壓縮空氣溫度極大、極小值隨循環(huán)次數(shù)的增加而下降；第4個(gè)循環(huán)后，隨著循環(huán)次數(shù)的增加而增加，壓縮空氣溫度的極大與極小值逐漸趨于穩(wěn)定。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因與壓縮空氣與圍巖之間的對(duì)流傳熱及圍巖的熱傳導(dǎo)特性相關(guān)，在初期充放氣循環(huán)中圍巖溫度相對(duì)較低，其熱擴(kuò)散能力強(qiáng)，導(dǎo)致壓縮空氣向圍巖內(nèi)傳遞的熱量多，進(jìn)而引起空氣溫度的降低。后期圍巖溫度場(chǎng)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后，壓縮空氣與圍巖間的熱交換量逐漸趨于平衡，故空氣溫度值也就趨于穩(wěn)定了。在無泄漏情況下，經(jīng)過30個(gè)充放氣循環(huán)后，溫度極大值從初始循環(huán)值59.65℃下降到55.55℃，降低了4.1℃；極小值從6.85℃下降到3.75℃，降低了3.1℃。由圖3(b)可以看出，在保持儲(chǔ)氣庫最高和最低運(yùn)行壓力不變的30個(gè)充放氣循環(huán)中泄漏率對(duì)壓縮空氣的壓力變化過程影響不大。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3407213