本發明涉及一種壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統及發電方法，屬于壓縮空氣儲能領域。

　　背景技術：

　　目前隨著新能源電力裝機比例的不斷上升，以及國內經濟社會結構的不斷變化，電網在發電端和用電端的運行方式都在發生的深刻變化，發電負荷和用電負荷都存在波動性、隨機性和不可預測性，尤其是近年來電網白天和夜間用電負荷的峰谷差越來越大。目前夜間電網調峰單一依靠火電機組的情況愈加突出，這不僅降低了火電機組的利用率，造成發電煤耗增加，形成了極大的能源浪費，而且對調峰機組的壽命造成極大地傷害。

　　長期以來，電網在發電側配備一定比例的燃氣發電機組作為調峰調頻使用，其快速啟停的特點可以在白天為電網提供緊急電力備用。近年來，電力儲能技術是解決上述問題的另一個重要技術方向，在電網削峰填谷、平抑可再生能源波動、提供緊急功率支撐等方面發揮了積極作用。壓縮空氣儲能發電是大規模清潔物理儲能領域的一個重要方向，目前我國國內正在快速發展過程中，國內已有多座非補燃式壓縮空氣儲能電站正在建設過程中。

　　但是無論是燃氣發電機組還是壓宿空氣儲能發電機組，都有著一定的局限性。燃氣輪機每天啟停的運行方式只能在白天提供電力支撐，無法在夜間電網用電低谷期提供幫助。而幾年來快速發展的壓縮空氣儲能技術能夠在夜間等電網用電低谷期從網上拉電，但是在白天等電網用電高峰期發電容量較低，一般不超過100mw，對電網的功率支撐不足。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的是針對上述存在的問題提供一種壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統及發電方法，利用天然氣補燃技術，不僅可以為電網用電低谷期提供負向負荷支撐，在白天的發電容量能夠達到200mw以上，遠超儲能時消耗的功率，在電網用電高峰期時頂峰發電能力更強。從而解決燃氣輪機不能夠提供儲能功能、普通儲能發電機組容量較低的問題。

　　上述的目的通過以下的技術方案實現：

　　一種壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，包括壓縮空氣儲能模塊、溴化鋰制冷模塊、燃氣發電模塊、空氣透平機發電模塊、氣氣換熱器模塊，所述壓縮空氣儲能模塊連接儲氣裝置，所述溴化鋰制冷模塊連接所述的壓縮空氣儲能模塊用于冷卻壓縮熱，所述燃氣發電模塊的渦輪機排氣連接氣氣換熱器模塊加熱儲氣裝置出來的壓縮空氣，所述空氣透平發電模塊連接所述的氣氣換熱器模塊用加熱后的壓縮空氣做功發電，所述空氣透平機發電模塊包括空氣透平機、空氣發電機，其中所述空氣透平為雙缸雙排氣、水平對置布置，所述空氣透平發電模塊的排氣系統連接排放煙囪。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述壓縮空氣儲能模塊包括2-4段串聯的空氣儲能壓縮機，串聯的空氣儲能壓縮機的級間帶有冷卻器以冷卻壓縮熱。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述溴化鋰制冷模塊包括溴化鋰制冷機組、冷水罐、熱水罐；所述冷水罐中冷水用冷水輸送泵加壓后進入級間冷卻器冷，從級間冷卻器出來的水進入熱水罐中用以作為溴化鋰制冷機組的熱源。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述燃氣發電模塊包括燃氣渦輪機、燃氣輪機壓縮機、燃氣發電機和燃燒器，其中燃氣渦輪機、燃氣輪機壓縮機和燃氣發電機同軸布置，所述渦輪機排氣進入氣氣換熱器加熱儲氣裝置出來的壓縮空氣。

　　用上述壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統進行壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電的方法，該方法為：

　　（1）壓縮空氣儲能模塊經過2-4級對空氣的壓縮，使得末端壓縮機出口壓縮空氣壓力6-14mpa，并通過級間冷卻器的冷卻使得壓縮空氣溫度不高于50℃，進入儲氣裝置存儲；

　　（2）儲氣裝置出口的壓縮空氣流量為600-1800t/h，壓力為6-14mpa，溫度30-50℃，輸送至空氣透平機發電模塊的過程中經過3-5級氣氣換熱器吸收渦輪機排氣熱量后，溫度升高至300-550℃進入空氣透平機做功，壓力降至略高于大氣壓、溫度降至10-50℃以下后通過排放煙囪排出；

　　（3）燃氣輪機壓縮機的入口空氣取自大氣，流量為800-2000t/h，燃氣輪機壓縮機出口壓力1.0-3.0mpa，溫度300-400℃，燃燒室補燃天然氣流量為10-30t/h，燃燒室出口燃氣溫度1000-1500℃，燃氣輪機輸出做功50-300mw，渦輪機排氣排氣溫度500-650℃，渦輪機排氣進入氣氣換熱器模塊加熱儲氣裝置出來的壓縮空氣。

　　有益效果：

　　本發明采用壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電，主要包括壓縮空氣儲能模塊、溴化鋰制冷模塊、燃氣發電模塊、空氣透平機發電模塊、氣氣換熱器模塊和閥門等附屬部件。在夜間電網用電低谷期時，從電網中拉電帶動壓縮機模塊將空氣儲存在儲氣裝置中，并用循環熱媒水進行換熱與儲熱，熱媒水用作溴化鋰制冷機組的熱源。在白天等電網用電高峰期時燃氣輪機模塊發電，燃氣輪機做完功的乏氣在氣氣換熱器模塊中加熱從儲氣裝置中排出的壓縮空氣，從而使壓縮空氣成為高溫、高壓氣體，具備膨脹做工能力從而進入空氣透平機中發電。

　　附圖說明

　　圖1是本發明的系統示意圖。

　　圖中1、儲氣裝置；2、空氣儲能壓縮機；3、冷卻器；4、溴化鋰制冷機組；5、冷水罐；6、熱水罐；7、燃氣渦輪機；8、燃氣輪機壓縮機；9、燃氣發電機；10、燃燒器；11、空氣透平機；12、空氣發電機；13、氣氣換熱器。

　　具體實施方式

　　實施例1：

　　如圖1所示：本實施例的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，包括壓縮空氣儲能模塊、溴化鋰制冷模塊、燃氣發電模塊、空氣透平機發電模塊、氣氣換熱器模塊，所述壓縮空氣儲能模塊連接儲氣裝置1，所述溴化鋰制冷模塊連接所述的壓縮空氣儲能模塊用于冷卻壓縮熱，所述燃氣發電模塊的渦輪機排氣連接氣氣換熱器模塊加熱儲氣裝置出來的壓縮空氣，所述空氣透平發電模塊連接所述的氣氣換熱器模塊用加熱后的壓縮空氣做功發電，所述空氣透平機發電模塊包括空氣透平機11、空氣發電機12，其中所述空氣透平為雙缸雙排氣、水平對置布置，所述空氣透平發電模塊的排氣系統連接排氣煙囪。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述壓縮空氣儲能模塊包括2-4段串聯的空氣儲能壓縮機2，串聯壓縮機的級間帶有冷卻器3以冷卻壓縮熱，其中低壓段壓縮機的入口空氣來源于大氣。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，壓縮儲能過程壓縮空氣流量大于20萬m3/h，壓縮時間持續6-8小時，級間冷卻采用循環熱媒水水進行冷卻，*末端壓縮機出口壓縮空氣壓力6-10mpa，溫度不高于50℃，進入儲氣裝置存儲。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述溴化鋰制冷模塊包括溴化鋰制冷機組4，所述熱媒水模塊包括冷水罐5和熱水罐6；所述冷水罐中冷水用冷水輸送泵加壓后進入級間冷卻器冷卻各段壓縮機出口的空氣，冷水被加熱成75-95℃的熱水后儲存在熱水罐中用以作為溴化鋰制冷機組的熱源，制冷時用熱水輸送泵送入溴化鋰制冷機組，從溴化鋰制冷機組放熱后，熱媒水進入冷水罐儲存備用。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述燃氣發電模塊包括燃氣渦輪機7、燃氣輪機壓縮機8、燃氣發電機9和燃燒器10，其中燃氣渦輪機、壓縮機和燃氣發電機同軸布置，燃氣輪機壓縮機的入口空氣取自大氣，流量為800-2000t/h，燃氣輪機壓縮機出口壓力1.0-3.0mpa，溫度300-400℃，燃燒室補燃天然氣流量為10-30t/h，燃燒室出口燃氣溫度1000-1500℃，燃氣輪機輸出做功50-300mw，渦輪機排氣壓力略高于大氣壓，排氣溫度500-650℃，渦輪機排氣進入氣氣換熱器加熱儲氣裝置出來的壓縮空氣。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述空氣透平機發電模塊包括空氣透平機11、空氣發電機12，其中所述空氣透平為雙缸雙排氣、水平對置布置。

　　所述的壓縮空氣-燃氣雙工質聯合循環發電系統，所述儲氣裝置出口至空氣透平的空氣流量為650-1800t/h，壓力為6-10mpa，溫度30-50℃，經過3-6級氣氣換熱器吸收渦輪機排氣熱量后，溫度升高至350-550℃進入空氣透做功，壓力降至大氣壓、溫度降至10-50℃以下后通過排放煙囪排出，空氣透平發電功率可為100-300mw。

　　所述氣氣換熱器模塊包括若干個串聯的氣氣換熱器，其換熱介質來源于渦輪機排氣。

　　本發明方案所公開的技術手段不僅限于上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特征等同替換所組成的技術方案。本發明的未盡事宜，屬于本領域技術人員的公知常識。

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