本发明涉及液态空气储能技术领域，尤其涉及一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统。
背景技术：
常规火电机组主要通过改变汽轮机组的进汽参数来调节发电功率。汽轮机组的进汽参数改变幅度过大，会显著影响锅炉燃煤利用效率以及汽轮机组的安全性和寿命。同时，由于燃煤锅炉改变参数的滞后性，会导致调峰响应不及时。
液态空气储能是一种清洁、低碳、安全和长寿命的大规模长时储能技术。它可以实现在用电低谷时段，将电能转换成液态空气存储；在用电高峰时段，利用存储的液态空气发电。然而，独立的液态空气储能电站的循环效率偏低，且初始设备投资较大。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，包括：火电单元、液态空气储能单元、空冷塔和液态空气释能单元。
其中，所述火电单元包括火力发电模块和乏汽回收模块。所述火力发电模块与所述乏汽回收模块连接。
所述液态空气储能单元包括动力汽轮机组、空气压缩机组和级后冷却器、蓄冷器和低温储罐。
其中，所述动力汽轮机组与所述火力发电模块连接。所述空气压缩机组与所述动力汽轮机组连接，以使所述火力发电模块的低压蒸汽驱动所述动力汽轮机组转动并带动所述空气压缩机组工作。所述级后冷却器与所述空气压缩机组连接。所述蓄冷器与所述级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气。所述低温储罐与所述蓄冷器连接，以将所述液态空气存储至所述低温储罐内。
并且，所述空冷塔分别与所述乏汽回收模块和所述级后冷却器连接，以为所述乏汽回收模块和所述级后冷却器提供冷量。
所述低温储罐与所述液态空气释能单元连接，以为所述液态空气释能单元提供所述液态空气。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述火力发电模块包括磨煤机、蒸汽锅炉、发电汽轮机组和第一发电机。所述乏汽回收模块包括冷凝器、一级给水泵、回热器和二级给水泵。
其中，所述磨煤机与所述蒸汽锅炉连接，以为所述蒸汽锅炉提供煤粉。所述蒸汽锅炉的排气口与所述发电汽轮机组的进气口连接。所述发电汽轮机组与所述第一发电机连接，以驱动所述第一发电机发电。
所述发电汽轮机组的乏汽排出口与所述冷凝器的进气口连接。所述冷凝器的排液口与所述一级给水泵的入口连接。所述一级给水泵的出口和所述动力汽轮机组的排气口均与所述回热器的入口连接。所述回热器的出口与所述二级给水泵的入口连接。所述二级给水泵的出口与所述蒸汽锅炉连接。
并且，所述冷凝器与所述空冷塔连接并形成冷凝器制冷循环回路。所述冷凝器制冷循环回路上安装有作为循环动力源的第一循环冷水泵。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述液态空气储能单元还包括空气过滤器、分子筛纯化装置、节流元件和气液分离器。所述空气压缩机组包括一级空气压缩机组和二级空气压缩机组。所述级后冷却器包括一级级后冷却器和二级级后冷却器。所述蓄冷器包括第一换热侧和第二换热侧。
其中，所述发电汽轮机组的低压蒸汽出口与所述动力汽轮机组的进气口之间设有抽蒸汽阀。所述一级空气压缩机组的入口前端设有所述空气过滤器。所述一级空气压缩机组和所述二级空气压缩机组均与所述动力汽轮机组连接。所述一级空气压缩机组的出口与所述一级级后冷却器的入口连接。所述一级级后冷却器的出口与所述分子筛纯化装置的入口连接。所述分子筛纯化装置的出口与所述二级空气压缩机组的入口连接。所述二级空气压缩机组的出口与所述二级级后冷却器的入口连接。所述二级级后冷却器的出口与所述蓄冷器的第一换热侧的入口连接。所述第一换热侧的出口与所述节流元件的入口连接。所述节流元件的出口与所述气液分离器的入口连接。所述气液分离器的液态空气出口与所述低温储罐的入口连接。所述气液分离器的气相空气出口与所述蓄冷器的第二换热侧的入口连接。所述第二换热侧的出口与所述二级空气压缩机组的入口连接。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述液态空气释能单元包括低温泵、空气预热器、空气透平机组和第二发电机。所述蓄冷器还包括第三换热侧。
其中，所述低温泵的入口与所述低温储罐的出口连接。所述低温泵的出口与所述蓄冷器的第三换热侧的入口连接。所述第三换热侧的出口与所述空气预热器的入口连接。所述空气预热器的出口与所述空气透平机组连接。所述空气透平机组与所述第二发电机连接。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述空气预热器包括一级空气预热器和二级空气预热器。所述空气透平机组包括一级空气透平机和二级空气透平机。
其中，所述一级空气预热器的进气口与所述蓄冷器的第三换热侧的出口连接。所述一级空气预热器的出气口与所述一级空气透平机的进气口连接。所述一级空气透平机的排气口与所述二级空气预热器的进气口连接。所述二级空气预热器的出气口与所述二级空气透平机的进气口连接。所述一级空气透平机和所述二级空气透平机均与所述第二发电机连接。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述空气预热器还包括排气预热器。
其中，所述排气预热器的进气口与所述二级空气透平机的排气口连接。所述排气预热器的出气口分别与所述分子筛纯化装置和所述磨煤机连接。并且，在所述分子筛纯化装置与所述排气预热器的出气口之间连接有再生气加热器。
并且，所述二级空气透平机的排气口与所述分子筛纯化装置的入口连接。在所述二级空气透平机的排气口与所述分子筛纯化装置的入口设有冷吹流量控制阀。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，在所述排气预热器的出气口与所述磨煤机之间安装有第一流量控制阀。在所述排气预热器的出气口与所述再生气加热器安装有第二流量控制阀。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，还包括余热回收利用单元。
其中，所述余热回收利用单元包括余热回收器和排烟风机。所述排烟风机的入口与所述蒸汽锅炉的排烟出口连接。所述排烟风机的出口与所述余热回收器的进烟口连接，以将烟气中的热量存储于所述余热回收器内。所述余热回收器的排烟口处连接有用于净化烟气的烟气净化装置。所述烟气净化装置与烟囱连接，以将干净的烟气排出至大气。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述余热回收器与所述一级空气预热器连接，以形成一级空气预热器换热循环回路。所述余热回收器与所述二级空气预热器连接，以形成二级空气预热器换热循环回路。所述余热回收器与所述排气预热器连接，以形成排气预热器换热循环回路。并且，所述余热回收器与所述空气预热器之间还设有作为循环动力源的循环热水泵。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述一级空气预热器换热循环回路上设有第三流量控制阀。所述二级空气预热器换热循环回路上设有第四流量控制阀。所述排气预热器换热循环回路上设有第五流量控制阀。
根据本发明提供的一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，所述空冷塔与所述一级级后冷却器连接，以形成一级级后冷却器制冷循环回路。所述空冷塔与所述二级级后冷却器连接，以形成二级级后冷却器制冷循环回路。
其中，所述一级级后冷却器制冷循环回路上设有第六流量控制阀。所述二级级后冷却器制冷循环回路上设有第七流量控制阀。所述空冷塔与所述级后冷却器之间还安装有作为循环动力源的第二循环冷水泵。
在本发明提供的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统中，所述动力汽轮机组与所述火力发电模块连接，所述空气压缩机组与所述动力汽轮机组连接，以使所述火力发电模块的低压蒸汽驱动所述动力汽轮机组转动并带动所述空气压缩机组工作。所述级后冷却器与所述空气压缩机组连接。所述蓄冷器与所述级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气。所述低温储罐与所述蓄冷器连接，以将所述液态空气存储至所述低温储罐内。并且，所述空冷塔分别与所述乏汽回收模块和所述级后冷却器连接，以为所述乏汽回收模块和所述级后冷却器提供冷量。所述低温储罐与所述液态空气释能单元连接，以为所述液态空气释能单元提供所述液态空气。
通过这种结构设置，该与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统不仅可实现调峰火电厂的30％-150％额定功率的深度调峰，还可以使火电单元始终维持在额定工况下运行，能够提高火电厂的运行效率，同时，还可以通过液态空气储能单元和液态空气释能单元的启停来实现削峰填谷的快速响应。
同时，通过火力发电模块中的低压端级间抽汽来驱动液态空气储能单元中的动力汽轮机组进而带动空气压缩机组运行，而不是用电来驱动空气压缩机组运行，这样提高了系统的整体效率，减少了“蒸汽
-电-电动机-压缩机”的能量转换过程。
此外，乏汽回收模块和级后冷却器能够共用空冷塔的循环冷却水，由此，降低了液态空气储能单元的设施投资成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统的系统原理图；
附图标记：
1：蒸汽锅炉；2：磨煤机；3：发电汽轮机组；
4：冷凝器；5：一级给水泵；6：回热器；
7：二级给水泵；8：抽蒸汽阀；9：动力汽轮机组；
10：第一循环冷水泵；11：空冷塔；12：第二循环冷水泵；
13：空气过滤器；14：一级空气压缩机组；15：一级级后冷却器；
16：分子筛纯化装置；17：二级空气压缩机组；18：二级级后冷却器；
19：第六流量控制阀；20：第七流量控制阀；21：蓄冷器；
22：节流元件；23：气液分离器；24：低温储罐；
25：低温泵；26：一级空气预热器；27：一级空气透平机；
28：二级空气预热器；29：二级空气透平机；30：排气预热器；
31：第三流量控制阀；32：第四流量控制阀；33：第五流量控制阀；
34：冷吹流量控制阀；35：第二流量控制阀；36：再生气加热器；
37：第一流量控制阀；38：循环热水泵；39：排烟风机；
40：余热回收器；41：烟气净化装置；42：烟囱；
g1：第一发电机；g2：第二发电机；h1：第一换热侧；
h2：第二换热侧；h3：第三换热侧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、
“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、
“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语
“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1对本发明实施例提供的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。
本发明的实施例提供了与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，如图1所示，该液态空气储能发电系统包括：火电单元、液态空气储能单元、空冷塔11和液态空气释能单元。
其中，火电单元包括火力发电模块和乏汽回收模块。火力发电模块与乏汽回收模块连接。
液态空气储能单元包括动力汽轮机组9、空气压缩机组和级后冷却器、蓄冷器21和低温储罐24。
其中，动力汽轮机组9与火力发电模块连接。空气压缩机组与动力汽轮机组9连接，以使火力发电模块的低压蒸汽驱动动力汽轮机组9转动并带动空气压缩机组工作。级后冷却器与空气压缩机组连接。蓄冷器21与级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气。低温储罐24与蓄冷器21连接，以将液态空气存储至低温储罐24内。
并且，空冷塔11分别与乏汽回收模块和级后冷却器连接，以为乏汽回收模块和级后冷却器提供冷量。
低温储罐24与液态空气释能单元连接，以为液态空气释能单元提供液态空气。
通过这种结构设置，该与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统不仅可实现调峰火电厂的30％-150％额定功率的深度调峰，还可以使火电单元始终维持在额定工况下运行，能够提高火电厂的运行效率，同时，还可以通过液态空气储能单元和液态空气释能单元的启停来实现削峰填谷的快速响应。
同时，通过火力发电模块中的低压端级间抽汽来驱动液态空气储能单元中的动力汽轮机组9进而带动空气压缩机组运行，而不是用电来驱动空气压缩机组运行，这样提高了系统的整体效率，减少了“蒸汽-电-电动机-压缩机”的能量转换过程。
此外，乏汽回收模块和级后冷却器能够共用空冷塔11的循环冷却水，由此，降低了液态空气储能单元的设施投资成本。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，火力发电模块包括磨煤机2、蒸汽锅炉1、发电汽轮机组3和第一发电机g1。乏汽回收模块包括冷凝器4、一级给水泵5、回热器6和二级给水泵7。
其中，磨煤机2与蒸汽锅炉1连接，以为蒸汽锅炉1提供煤粉。蒸汽锅炉1的排气口与发电汽轮机组3的进气口连接。发电汽轮机组3与第一发电机g1连接，以驱动第一发电机g1发电。
发电汽轮机组3的乏汽排出口与冷凝器4的进气口连接。冷凝器4的排液口与一级给水泵5的入口连接。一级给水泵5的出口和动力汽轮机组9的排气口均与回热器6的入口连接。回热器6的出口与二级给水泵7的入口连接。二级给水泵7的出口与蒸汽锅炉1连接。
并且，冷凝器4与空冷塔11连接并形成冷凝器制冷循环回路。冷凝器制冷循环回路上安装有作为循环动力源的第一循环冷水泵10。
具体地，在电网用电平段时，蒸汽锅炉1以额定功率运行。蒸汽锅炉1所产生的高温高压蒸汽能够驱动发电汽轮机组3以额定功率稳定运行，进而驱动第一发电机g1发电并输入至电网。
来自发电汽轮机组3的乏汽由乏汽排出口进入冷凝器4内被冷凝成液态，该液态水通过一级给水泵5增压后进入回热器6中，再由二级给水泵7进一步增压并抽吸至蒸汽锅炉1内部被重新加热生成高温高压蒸汽。
同时，冷凝器4中的循环冷却水由第一循环冷水泵10驱动进入空冷塔11被空气冷却后，再进入冷凝器4内为其提供冷量。此时，液态空气存储单元和液态空气释能单元均不运行。
此处应当说明的是，当液态空气存储单元运行时，经冷凝器4冷凝后的液态水经一级给水泵5增压后进入回热器6中，被动力汽轮机组9排出的低压蒸汽预热后形成低压饱和水，并与该部分低压蒸汽冷凝后所形成的低压饱和水混合后共同进入二级给水泵7进一步增压后，形成的高压不饱和水重新进入蒸汽锅炉1内被加热生成高温高压蒸汽。
例如，在本发明的一个实施例中，上述蒸汽锅炉1包括但是不限于燃煤锅炉、燃气锅炉和余热锅炉。
根据以上描述的实施例可知，通过发电汽轮机组3的级间抽气来驱动动力汽轮机组9运行，可以减小汽轮机的低压端流量，进而减小最末级叶片长度，提高汽轮机的效率。
在本发明的一个实施例中，液态空气储能单元还包括空气过滤器13、分子筛纯化装置16、节流元件22和气液分离器23。空气压缩机组包括一级空气压缩机组14和二级空气压缩机组17。级后冷却器包括一级级后冷却器15和二级级后冷却器18。蓄冷器21包括第一换热侧h1和第二换热侧h2。
其中，发电汽轮机组3的低压蒸汽出口与动力汽轮机组9的进气口之间设有抽蒸汽阀8。一级空气压缩机组14的入口前端设有空气过滤器13，一级空气压缩机组14和二级空气压缩机组17均与动力汽轮机组9连接。一级空气压缩机组14的出口与一级级后冷却器15的入口连接。一级级后冷却器15的出口与分子筛纯化装置16的入口连接。分子筛纯化装置16的出口与二级空气压缩机组17的入口连接。二级空气压缩机组17的出口与二级级后冷却器18的入口连接。二级级后冷却器18的出口与蓄冷器21的第一换热侧h1的入口连接。第一换热侧h1的出口与节流元件22的入口连接。节流元件22的出口与气液分离器23的入口连接。气液分离器23的液态空气出口与低温储罐24的入口连接。气液分离器23的气相空气出口与蓄冷器21的第二换热侧h2的入口连接。第二换热侧h2的出口与二级空气压缩机组17的入口连接。
具体地，在电网用电谷段时，蒸汽锅炉1以额定功率运行，所产生的高压高温蒸汽驱动发电汽轮机组3发电并输送至电网。
同时，将抽蒸汽阀8打开，由发电汽轮机组3的低压级抽取部分低压蒸汽，并驱动动力汽轮机组9转动，进而拖动一级空气压缩机组14和二级空气压缩机组17运行。例如，低压级抽气压力可以为1-30bar。
常温常压状态下的空气经过空气过滤器13过滤除尘。例如，空气过滤器13包括但是不限于自洁式过滤器。经过滤除尘后的空气被一级空气压缩机组14压缩至高温高压状态后，进入一级级后冷却器15中被冷却至常温状态。常温高压状态下的空气进入分子筛纯化装置16中进行脱碳脱水后，进入二级级后冷却器18被冷却至常温。常温高压状态下的空气由蓄冷器21的第一换热侧h1的入口进入蓄冷器21中被冷却至低温状态。随后，由第一换热侧h1的出口进入节流元件22中，经过节流元件22的膨胀降压作用后，产生气液两相空气并进入气液分离器23内。
其中，气相空气经蓄冷器21的第二换热侧h2的入口反流至蓄冷器21内为蓄冷器21提供冷量后流至二级空气压缩机组17的入口，与经分子筛纯化装置16脱碳脱水后的洁净空气一起重新被二级空气压缩机组17增压利用。液态空气存储至低温储罐24内。由此，完成液态空气的储能过程。
此处应当说明的是，上述实施例仅是本发明的示意性实施例，并不能对本发明构成任何限定。
例如，上述空气压缩机组可以包括一台或者多台空气压缩机，多台空气压缩机可以串联或者并联集成为空气压缩机组。并且，在每一级空气压缩机后相应地均配置有级后冷却器。且空气压缩机可以为活塞式、螺杆式或离心式等结构。
又例如，对于节流元件22和低温储罐24的类型，本发明同样不作任何限定，节流元件22可以为低温膨胀机。低温膨胀机包括但是不限于带液膨胀机或者纯液体膨胀机。低温储罐24包括但是不限于杜瓦罐。
再例如，蓄冷器21可以采用液相(甲醇、丙烷和r123等)、固相(金属、岩石和玻璃等)或相变蓄冷材料等中的一种或多种。液态或气态的空气与蓄冷介质直接或间接接触换热。且蓄冷器21可以为一级或多级，多级蓄冷器之间的连接可以为串联连接或并联连接。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，液态空气释能单元包括低温泵25、空气预热器、空气透平机组和第二发电机g2。蓄冷器21还包括第三换热侧h3。
其中，低温泵25的入口与低温储罐24的出口连接。低温泵25的出口与蓄冷器21的第三换热侧h3的入口连接。第三换热侧h3的出口与空气预热器的入口连接。空气预热器的出口与空气透平机组连接。空气透平机组与第二发电机g2连接。
具体地，在电网用电峰段时，蒸汽锅炉1以额定功率运行，产生的高压高温蒸汽驱动发电汽轮机组3发电并输送至电网。
此时，关闭液态空气储能单元。启动液态空气释能单元中的低温泵25。低温储罐24中的液态空气经低温泵25增压后由蓄冷器21的第三换热侧h3进入蓄冷器21中，并将液态空气中的冷量存储于蓄冷器21内，以为下一液态空气存储循环中的空气液化过程提供冷量。经蓄冷器21复温后的高压空气经空气预热器预热后，进入空气透平机组内膨胀做功，驱动第二发电机g2发电并传输至电网。由此，完成液态空气的释能过程。
此处应当说明的是，对于低温泵25、空气预热器和空气透平机组的具体结构形式和数量，本发明不作任何限定。
例如，低温泵25可以是活塞式结构或者离心式结构；
又例如，空气预热器可以是管壳式结构、板翅式结构、绕管式结构等中的一种或几种组合；
再例如，空气透平机组的结构形式可以为径流式、轴流式或径轴流式等结构。且空气透平机组中可以包括一台或多台空气透平机。其中，多台空气透平机之间可以串联、并联或者集成构成空气透平机组。同时，每一级空气透平机前都相应地配置有空气预热器。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，空气预热器包括一级空气预热器26和二级空气预热器28。空气透平机组包括一级空气透平机27和二级空气透平机29。
其中，一级空气预热器26的进气口与蓄冷器21的第三换热侧h3的出口连接。一级空气预热器26的出气口与一级空气透平机27的进气口连接。一级空气透平机27的排气口与二级空气预热器28的进气口连接。二级空气预热器28的出气口与二级空气透平机29的进气口连接。一级空气透平机27和二级空气透平机29均与第二发电机g2连接。
此时，经蓄冷器21复温后的高压空气经一级空气预热器26预热后，进入一级空气透平机27内膨胀做功同时，一级空气透平机27的排气进入二级空气预热器28预热后进入二级空气透平机29膨胀做功，一级空气透平机27与二级空气透平机29驱动第二发电机g2发电并传输至电网。由此，完成液态空气的释能过程。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，空气预热器还包括排气预热器30。
其中，排气预热器30的进气口与二级空气透平机29的排气口连接。排气预热器30的出气口分别与分子筛纯化装置16和磨煤机2连接。并且，在分子筛纯化装置16与排气预热器30的出气口之间连接有再生气加热器36。
并且，二级空气透平机29的排气口与分子筛纯化装置16的入口连接。在二级空气透平机29的排气口与分子筛纯化装置16的入口设有冷吹流量控制阀34。
进一步，在本发明的一个实施例中，如图1所示，在排气预热器30的出气口与磨煤机2之间安装有第一流量控制阀37。在排气预热器30的出气口与再生气加热器36安装有第二流量控制阀35。
具体来讲，二级空气透平机29的排气经排气预热器30预热后进行分流。其中，一部分预热后的排气被引流至磨煤机2内，用于干燥煤粉。另一部分预热后的排气被引流至再生气加热器36内被再次加热后进入分子筛纯化装置16，用于分子筛再生流程中的热吹。同时，通过控制第一流量控制阀37和第二流量控制阀35，能够调节通入磨煤机2和用于分子筛纯化装置16的热气分配比例。待热吹期结束后，打开冷吹流量控制阀34，使得第二空气透平机29的排气直接进入分子筛纯化装置16中用于分子筛再生流程中的冷吹，进而完成整个分子筛的再生流程。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，该与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统还包括余热回收利用单元。
其中，余热回收利用单元包括余热回收器40和排烟风机39。排烟风机39的入口与蒸汽锅炉1的排烟出口连接。排烟风机39的出口与余热回收器40的进烟口连接，以将烟气中的热量存储于余热回收器40内。余热回收器40的排烟口处连接有用于净化烟气的烟气净化装置41。烟气净化装置41与烟囱42连接，以将干净的烟气排出至大气。
进一步，在本发明的一个实施例中，如图1所示，余热回收器40与一级空气预热器26连接，以形成一级空气预热器换热循环回路。余热回收器40与二级空气预热器28连接，以形成二级空气预热器换热循环回路。余热回收器40与排气预热器30连接，以形成排气预热器换热循环回路。并且，余热回收器40与空气预热器之间还设有作为循环动力源的循环热水泵38。
更进一步，在本发明的一个实施例中，一级空气预热器换热循环回路上设有第三流量控制阀31；二级空气预热器换热循环回路上设有第四流量控制阀32；排气预热器换热循环回路上设有第五流量控制阀33。
具体来讲，蒸汽锅炉1的排烟通过排烟风机39被泵入余热回收器40内，并将烟气中的热量存储至余热回收器40内。降温后的烟气进入烟气净化装置41内被净化处理。例如，该烟气净化装置41为脱硫脱硝装置。经烟气净化装置41净化后的烟气经烟囱42被排出至大气。
余热回收器40与一级空气预热器26连接并形成一级空气预热器换热循环回路。余热回收器40与二级空气预热器28连接并形成二级空气预热器换热循环回路。余热回收器40与排气预热器30连接并形成排气预热器换热循环回路。由此，在循环热水泵38的驱动作用下，使得余热回收器40能够为一级空气预热器26、二级空气预热器28和排气预热器30内提供热量。同时，通过调节第三流量控制阀31、第四流量控制阀32和第五流量控制阀33，能够调节进入一级空气预热器26、二级空气预热器28和排气预热器30的热量分配比例。
通过以上描述的实施例可知，蒸汽锅炉1的烟气余热能够通过余热回收器40进行回收。并且，该部分余热能够用于第一空气预热器26和第二空气预热器28中，以预热液态空气释能单元中的空气透平进气。由此，能够极大提高空气透平机组做功效率。
在本发明的一个实施例中，空冷塔11与一级级后冷却器15连接，以形成一级级后冷却器制冷循环回路。空冷塔11与二级级后冷却器18连接，以形成二级级后冷却器制冷循环回路。
其中，一级级后冷却器制冷循环回路上设有第六流量控制阀19。二级级后冷却器制冷循环回路上设有第七流量控制阀20。空冷塔11与级后冷却器之间还安装有作为循环动力源的第二循环冷水泵12。
如图1所示，空冷塔11与一级级后冷却器15连接并形成一级级后冷却器制冷循环回路。空冷塔11与二级级后冷却器18连接并形成二级级后冷却器制冷循环回路。在第二循环冷水泵12的驱动作用下，一级级后冷却器15和二级级后冷却器18中的循环冷却水能够进入空冷塔11被空气冷却，再进入一级级后冷却器15和二级级后冷却器18内提供冷量。同时，通过控制第六流量控制阀19和第七流量控制阀20能够调节流动至一级级后冷却器15和二级级后冷却器18内的冷却水分配量。
此处应当说明的是，上述第一流量控制阀37、第二流量控制阀35、第三流量控制阀31、第四流量控制阀32、第五流量控制阀33、第六流量控制阀19和第七流量控制阀20均包括但是不限于气动控制阀或电动控制阀。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，包括：火电单元、液态空气储能单元、空冷塔(11)和液态空气释能单元，
其中，所述火电单元包括火力发电模块和乏汽回收模块，所述火力发电模块与所述乏汽回收模块连接，
所述液态空气储能单元包括动力汽轮机组(9)、空气压缩机组和级后冷却器、蓄冷器(21)和低温储罐(24)，
其中，所述动力汽轮机组(9)与所述火力发电模块连接，所述空气压缩机组与所述动力汽轮机组(9)连接，以使所述火力发电模块的低压蒸汽驱动所述动力汽轮机组(9)转动并带动所述空气压缩机组工作，所述级后冷却器与所述空气压缩机组连接，所述蓄冷器(21)与所述级后冷却器连接，以将压缩空气进一步冷却至液态空气，所述低温储罐(24)与所述蓄冷器(21)连接，以将所述液态空气存储至所述低温储罐(24)内，
并且，所述空冷塔(11)分别与所述乏汽回收模块和所述级后冷却器连接，以为所述乏汽回收模块和所述级后冷却器提供冷量，
所述低温储罐(24)与所述液态空气释能单元连接，以为所述液态空气释能单元提供所述液态空气。
2.根据权利要求1所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述火力发电模块包括磨煤机(2)、蒸汽锅炉(1)、发电汽轮机组(3)和第一发电机(g1)，所述乏汽回收模块包括冷凝器(4)、一级给水泵(5)、回热器(6)和二级给水泵(7)，
其中，所述磨煤机(2)与所述蒸汽锅炉(1)连接，以为所述蒸汽锅炉(1)提供煤粉，所述蒸汽锅炉(1)的排气口与所述发电汽轮机组(3)的进气口连接，所述发电汽轮机组(3)与所述第一发电机(g1)连接，以驱动所述第一发电机(g1)发电，
所述发电汽轮机组(3)的乏汽排出口与所述冷凝器(4)的进气口连接，所述冷凝器(4)的排液口与所述一级给水泵(5)的入口连接，所述一级给水泵(5)的出口和所述动力汽轮机组(9)的排气口均与所述回热器(6)的入口连接，所述回热器(6)的出口与所述二级给水泵(7)的入口连接，所述二级给水泵(7)的出口与所述蒸汽锅炉(1)连接，
并且，所述冷凝器(4)与所述空冷塔(11)连接并形成冷凝器制冷循环回路，所述冷凝器制冷循环回路上安装有作为循环动力源的第一循环冷水泵(10)。
3.根据权利要求2所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述液态空气储能单元还包括空气过滤器(13)、分子筛纯化装置(16)、节流元件(22)和气液分离器(23)，所述空气压缩机组包括一级空气压缩机组(14)和二级空气压缩机组(17)，所述级后冷却器包括一级级后冷却器(15)和二级级后冷却器(18)，所述蓄冷器(21)包括第一换热侧(h1)和第二换热侧(h2)，
其中，所述发电汽轮机组(3)的低压蒸汽出口与所述动力汽轮机组(9)的进气口之间设有抽蒸汽阀(8)，所述一级空气压缩机组(14)的入口前端设有所述空气过滤器(13)，所述一级空气压缩机组(14)和所述二级空气压缩机组(17)均与所述动力汽轮机组(9)连接，所述一级空气压缩机组(14)的出口与所述一级级后冷却器(15)的入口连接，所述一级级后冷却器(15)的出口与所述分子筛纯化装置(16)的入口连接，所述分子筛纯化装置(16)的出口与所述二级空气压缩机组(17)的入口连接，所述二级空气压缩机组(17)的出口与所述二级级后冷却器(18)的入口连接，所述二级级后冷却器(18)的出口与所述蓄冷器(21)的第一换热侧(h1)的入口连接，所述第一换热侧(h1)的出口与所述节流元件(22)的入口连接，所述节流元件(22)的出口与所述气液分离器(23)的入口连接，所述气液分离器(23)的液态空气出口与所述低温储罐(24)的入口连接，所述气液分离器(23)的气相空气出口与所述蓄冷器(21)的第二换热侧(h2)的入口连接，所述第二换热侧(h2)的出口与所述二级空气压缩机组(17)的入口连接。
4.根据权利要求3所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述液态空气释能单元包括低温泵(25)、空气预热器、空气透平机组和第二发电机(g2)，所述蓄冷器(21)还包括第三换热侧(h3)，
其中，所述低温泵(25)的入口与所述低温储罐(24)的出口连接，所述低温泵(25)的出口与所述蓄冷器(21)的第三换热侧(h3)的入口连接，所述第三换热侧(h3)的出口与所述空气预热器的入口连接，所述空气预热器的出口与所述空气透平机组连接，所述空气透平机组与所述第二发电机(g2)连接。
5.根据权利要求4所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述空气预热器包括一级空气预热器(26)和二级空气预热器(28)，所述空气透平机组包括一级空气透平机(27)和二级空气透平机(29)，
其中，所述一级空气预热器(26)的进气口与所述蓄冷器(21)的第三换热侧(h3)的出口连接，所述一级空气预热器(26)的出气口与所述一级空气透平机(27)的进气口连接，所述一级空气透平机(27)的排气口与所述二级空气预热器(28)的进气口连接，所述二级空气预热器(28)的出气口与所述二级空气透平机(29)的进气口连接，所述一级空气透平机(27)和所述二级空气透平机(29)均与所述第二发电机(g2)连接。
6.根据权利要求5所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述空气预热器还包括排气预热器(30)，
其中，所述排气预热器(30)的进气口与所述二级空气透平机(29)的排气口连接，所述排气预热器(30)的出气口分别与所述分子筛纯化装置(16)和所述磨煤机(2)连接，并且，在所述分子筛纯化装置(16)与所述排气预热器(30)的出气口之间连接有再生气加热器(36)，
并且，所述二级空气透平机(29)的排气口与所述分子筛纯化装置(16)的入口连接，在所述二级空气透平机(29)的排气口与所述分子筛纯化装置(16)的入口设有冷吹流量控制阀(34)。
7.根据权利要求6所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，在所述排气预热器(30)的出气口与所述磨煤机(2)之间安装有第一流量控制阀(37)，在所述排气预热器(30)的出气口与所述再生气加热器(36)安装有第二流量控制阀(35)。
8.根据权利要求6所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，还包括余热回收利用单元，
其中，所述余热回收利用单元包括余热回收器(40)和排烟风机(39)，所述排烟风机(39)的入口与所述蒸汽锅炉(1)的排烟出口连接，所述排烟风机(39)的出口与所述余热回收器(40)的进烟口连接，以将烟气中的热量存储于所述余热回收器(40)内，所述余热回收器(40)的排烟口处连接有用于净化烟气的烟气净化装置(41)，所述烟气净化装置(41)与烟囱(42)连接，以将干净的烟气排出至大气。
9.根据权利要求8所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述余热回收器(40)与所述一级空气预热器(26)连接，以形成一级空气预热器换热循环回路，所述余热回收器(40)与所述二级空气预热器(28)连接，以形成二级空气预热器换热循环回路，所述余热回收器(40)与所述排气预热器(30)连接，以形成排气预热器换热循环回路，并且，所述余热回收器(40)与所述空气预热器之间还设有作为循环动力源的循环热水泵(38)。
10.根据权利要求9所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述一级空气预热器换热循环回路上设有第三流量控制阀(31)，所述二级空气预热器换热循环回路上设有第四流量控制阀(32)，所述排气预热器换热循环回路上设有第五流量控制阀(33)。
11.根据权利要求3所述的与火电厂联合运行的液态空气储能发电系统，其特征在于，所述空冷塔(11)与所述一级级后冷却器(15)连接，以形成一级级后冷却器制冷循环回路，所述空冷塔(11)与所述二级级后冷却器(18)连接，以形成二级级后冷却器制冷循环回路，
其中，所述一级级后冷却器制冷循环回路上设有第六流量控制阀(19)，所述二级级后冷却器制冷循环回路上设有第七流量控制阀(20)，所述空冷塔(11)与所述级后冷却器之间还安装有作为循环动力源的第二循环冷水泵(12)。
技术总结