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

【文章來源】：儲能科學與技術(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給出了當泄漏率為零時，采用上述熱力學計算得到的壓縮空氣溫度和壓力計算值與實測值之間的對比。由圖可知，采用本文計算方法得到結(jié)果與實測數(shù)據(jù)基本吻合，因而是合理的。為驗證本文基于效率分析的地下儲氣庫容積估算方法的正確性，運用上述算例計算其在泄漏量為零時的壓縮空氣?值及儲氣庫庫容，并與文獻[4]中的計算結(jié)果進行對比，計算結(jié)果見表2。結(jié)果表明，本文計算結(jié)果與文獻[4]中的?值等計算結(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個充放氣循環(huán)中，較小的泄漏率對壓縮空氣的溫度變化過程影響不顯著。在保持儲氣庫壓縮空氣壓力一定條件下，前4個計算循環(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流傳熱及圍巖的熱傳導特性相關(guān)，在初期充放氣循環(huán)中圍巖溫度相對較低，其熱擴散能力強，導致壓縮空氣向圍巖內(nèi)傳遞的熱量多，進而引起空氣溫度的降低。后期圍巖溫度場達到相對穩(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，在保持儲氣庫最高和最低運行壓力不變的30個充放氣循環(huán)中泄漏率對壓縮空氣的壓力變化過程影響不大。

【參考文獻】：
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本文編號：3407213