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    鹽穴儲能:壓縮空氣送“綠”電

    發布時間:2022/2/8 2:32:48 來源:中國知識產權報

      壓力超過100個大氣壓的空氣從地下千米深處的鹽穴奔涌而出,驅動空氣透平做功,向國家電網發出我國首個大型壓縮空氣儲能電站第一度電。去年9月,非補燃壓縮空氣儲能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目并網試驗成功。今年1月,為適應電網快速啟停要求,該項目完成了空氣透平發電機組快速啟停試驗工作,為我國壓縮空氣儲能技術發展提供參考樣板。

      打造新型儲能電站

      鹽穴壓縮空氣儲能是一種利用地下鹽穴儲氣的大容量物理儲能技術,其利用低谷電能將空氣壓縮到鹽穴中,用電高峰時再釋放壓縮空氣發電,從而提升電網調節能力和新能源消納能力。這種方法具有容量大、壽命長、安全環保等優勢,是一種極具發展前景的大規模清潔物理儲能技術。

      江蘇金壇鹽穴項目由中國華能集團(下稱華能集團)、中鹽集團和清華大學三方項目團隊共同開發建設,一期工程發電裝機60兆瓦,儲能容量300兆瓦時,遠期建設規模1000兆瓦。該項目致力于通過非補燃壓縮空氣儲能技術,改變傳統電力“即發即用”現狀,恰似一塊巨型“充電寶”,使豐富的地下鹽穴轉變為綠色能源存儲庫,實現電力供需的“削峰填谷”。

      據了解,除了三方項目團隊,該項目開放國家試驗示范工程平臺,以項目建設為核心,組建了壓縮空氣儲能建設的“生力軍”:空氣透平、油氣換熱器等核心設備研制由東方電氣集團、哈爾濱電氣集團完成,建設、安裝工程由浙江省二建建設集團有限公司和上海電力安裝第一工程有限公司承擔,通往地下1000米的注采氣井由中石油江蘇長江地質勘查院完成,導熱油由中石化潤滑油公司供貨,電力系統接入調試由國家電網江蘇方天電力技術有限公司完成……多方企業攜手并進,項目得以順利推進。

      其中,華能集團負責地面電站的建設、調試和運維。團隊在電力技術、系統集成等關鍵技術和核心裝備上實現了創新應用,與合作方一起研制了世界上換電效率最高的非補燃式壓縮儲能發電系統,并且實現了工程化落地應用。

      實施專利提升戰略

      在談及項目建設過程中的挑戰時,華能南京金陵發電有限公司儲能項目部科技主管陳輝表示,地下鹽穴至透平機主氣門前約有1200米的壓縮空氣主管道,氣流流程復雜,如何在沖轉前去除管道和設備施工遺留下的鐵銹和焊渣等雜質?如何確保透平機進氣清潔度合格?這些問題都是困擾項目調試的難題。

      經過勘探,團隊發現地埋管道最深在地下14米,設計溫度最高70℃,不能采用傳統火電的蒸汽吹掃方式,采用酸洗方式清洗管道酸液又難以排出。面對困難,團隊的技術人員進行了反復論證,多次調研,結合現場實際,創造性地制定了一套“Pig夾液清洗+高壓空氣分段吹掃方案”,成功解決了這一難題。

      目前,三方項目團隊在項目實施過程中,共提交了40余件專利申請,其中19件已獲得授權。針對壓縮機電機容量和工頻電流較大影響其他設備的問題,華能集團以及建設團隊發明了一種使用變頻器的啟動方法,提交了“一種壓縮空氣儲能多驅動電機共用變頻器結構及方法”等專利申請,解決了大電機啟動的工程技術難題。該技術采用公用變頻器啟動的方法,不僅增加了電機的使用壽命,還降低了維護成本。

      “在項目建設過程中,我們實施專利提升戰略,將專利申請工作納入電站建設過程統一管理,有針對性地分析壓縮空氣儲能領域的專利布局情況?!标愝x介紹,華能集團以及建設團隊不斷挖掘工程推進過程中的創新點,形成了發掘、申請、應用、保護的全流程專利管理模式。

      此外,華能集團項目團隊還創建了一系列壓縮空氣儲能電站標準,希望通過標準化的方式推動壓縮空氣儲能技術規范化發展,并將該技術應用于航空、航海等更多領域,發揮更大的作用。

      針對壓縮空氣儲能技術未來發展,陳輝表示,該技術從實驗室走向工程應用,需要在系統儲能效率、能量密度、核心設備研制等方面繼續提升。為此,華能集團將和合作方一起,在金壇一期項目建設與調試經驗的基礎上繼續探索,快速推進二期項目前期工作,希望打造壓縮空氣儲能研發、成果轉化和商業應用的“國家隊”。(劉弘一)



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