在膨脹機流動特性和設計方面,我們需要了解其內部的二次流動、漩渦和發(fā)展規(guī)律,還要了解壓縮機的機理。在設計方面,要建立新型壓縮空氣儲能的設計方法,并進行系統(tǒng)部件的試驗和驗證。
研究人員曾經提出,壓縮空氣儲能機理的損失和換熱損失機理,在儲熱階段要完成儲熱特性的機理,提出了蓄熱流動損失。在關鍵技術研發(fā)和技術研究基礎上,中科院工程熱物理所建立了比較完善的設計研發(fā)體系,包括設計軟件、研發(fā)平臺,涵蓋了壓縮空氣儲能關鍵技術的方方面面。
在集成試驗方面,中科院工程熱物理所完成了15千瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng)實驗臺。從2012年開始,我們運作了壓縮空氣組1.5兆瓦示范裝置,運行超過了1000個小時,系統(tǒng)效率達到了52%。
中科院工程熱物理所做的10兆瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng),目前已經進入部件測試階段,同時我們也在繼續(xù)進行技術研發(fā),拓展相關的示范應用。
分布式供冷應用案例分享
分布式供冷應用項目可以降低污染物排放,實現節(jié)能減排。這種系統(tǒng)通過燃燒燃料,運用高溫發(fā)電,中溫制冷,低溫供熱。系統(tǒng)的挑戰(zhàn)性在于負荷波動大,系統(tǒng)故障率高,迫切需要與儲能技術相結合。
在中科院工程熱物理所最近設計的1.5兆瓦壓縮空氣儲能耦合裝置中,左邊是燃氣輪機裝置,右邊是余熱回收和制冷。工作方式是運用壓氣機進行充電,在放電的時候,通過輸電來壓縮空氣。這種燃機可以分布式運行,比如可以在樓宇項目中推廣。
在廣東的一個樓宇系統(tǒng)中,最高電負荷達到了1725千瓦,研究人員通過配備壓縮空氣儲能,實現了削峰填谷。燃氣裝機達到1252千瓦時,系統(tǒng)效率從23.1%提高到26.5%,綜合效率也從18.9%提高到29.4%。系統(tǒng)效率的提高,也讓總裝機大幅度下降,減少了成本投入。
目前我們在1.5兆瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng)中,效率是50%——55%,我們希望在10兆瓦時,效率達到60%——65%,單位造價降至8000元人民幣,這是我們的發(fā)展目標和對未來的預測。
?。ㄗ髡呦抵袊茖W院工程熱物理研究所儲能研究中心主任,中國科學報記者貢曉麗根據其報告整理)