【壓縮機網】西安交通大學開展末級壓縮僅有一個噴射器的絕熱壓縮空氣儲能數值研究
技術領域：絕熱壓縮空氣儲能
開發單位：西安交通大學 鄧建強
文章名稱：Zheng Cao, Jianqiang Den, et al. Numerical study on adiabatic compressed air energy storage system with only one ejector alongside final stage compression. Applied Thermal Engineering, 2022.
技術突破：采用噴射器改進滑動壓力壓縮的CAES系統，緩解離心式壓縮機的阻塞問題，與沒有噴射器的系統相比，系統往返效率提高了2.73%。
應用價值：對壓縮空氣儲能的系統和工程設計具有指導意義，并提高了絕熱壓縮空氣儲能的系統性能。
絕熱壓縮空氣儲能（A-CAES）系統中使用的離心式壓縮機在充氣過程中可采取滑壓運行策略使系統保持較高的往返效率。然而，末級壓縮機可能在低背壓下產生節流效應。此時，在儲氣罐的進口或出口安裝節流閥可以減少可變背壓或進口壓力對系統性能的影響。然而，節流閥給A-CAES系統帶來的節流損失會導致系統能效降低。于是，在充電過程中使用噴射器和滑動壓力壓縮以減少節流損失，提高系統性能。然而在目前使用的方法中，轉換器控制轉速并實現滑動壓力壓縮可能會增加成本，并存在阻塞風險，多噴射器可能會帶來提高設備成本和運行成本。
為解決上述問題，來自西安交通大學的研究員提出了一種新的A-CAES系統，其中在較低的存儲壓力下僅使用一個噴射器，并且充電過程是在較高的存儲壓力條件下和應用恒定轉速的滑動壓力壓縮完成的，以此來提高系統性能。末級壓縮機旁的噴射器使用高壓空氣夾帶來自上級壓縮機的空氣，以恢復壓力能，并緩解在較低存儲壓力條件下滑動壓力壓縮的阻塞問題，如圖1所示。數值研究表明，由于使用了噴射器，滑壓壓縮的背壓變化范圍減小了39.87%，與恒壓運行的A-CAES相比，該系統的往返效率和火用效率隨卷吸比和初始儲存壓力的增加而增加。對于具有噴射器、滑壓操作和恒壓操作的三種A-CAES系統，在不同初始存儲壓力下，其最大往返效率分別達到57.94%、58.32%和55.31%。當初始儲存壓力為5.0 MPa，卷吸比為0.168時，與A-CAES相比，具有噴射器的A-CAES系統的的往返效率最大提高了2.73%，火用效率最大降低了2.49%，能耗最大降低了5.36%。（編譯：高梓玉，張新敬 INESA）
波蘭西里西亞工業大學開展使用采礦豎井作為新型熱能儲存裝置的絕熱壓縮空氣儲能系統的研究
技術領域：絕熱壓縮空氣儲能
開發單位：西里西亞大學 Jakub Ochmann
文章名稱：?ukasz Bartela, Jakub Ochmann, et al. Evaluation of the energy potential of an adiabatic compressed air energy storage system based on a novel thermal energy storage system in a post mining shaft. Journal of Energy Storage, 2022.
技術突破：利用采礦豎井提出了一種熱能和壓縮空氣混合存儲的結構，并應用于A-CAES系統中，往返效率達到70.44%。
應用價值：證明了壓縮空氣儲能系統的儲能潛力和有效性。
在壓縮空氣儲能系統中，絕熱壓縮空氣儲能（A-CAES）系統具有許多優勢，該系統的往返效率可以超過75%。然而，任何A-CAES系統的主要挑戰都是研究設計熱能存儲（TES）裝置。A-CAES系統中最常用的TES裝置設計是收集壓縮過程的壓縮熱，使高壓空氣在進入膨脹機前從TES裝置的蓄熱材料中吸收該熱量，提高膨脹機的運行效率。然而，由于TES裝置外部的大氣壓力與其內部的壓縮空氣壓力之間存在較大差異，因此需要使用具有非常厚的大型混凝土結構。地下壓縮空氣儲氣庫廣泛應用于A-CAES系統中，然而該方案需要一個地上TES儲熱罐。由于該高壓儲熱罐暴露在不斷變化的天氣條件下，因此會產生額外的成本。
為解決上述問題，來自波蘭的研究員提出了一種熱能和壓縮空氣混合存儲的概念和結構，如圖2所示。在A-CAES系統的充電階段，高溫高壓空氣通過帶有內置切斷閥的入口管道進入儲氣罐，并軸向流過TES系統，與蓄熱材料進行熱交換。在A-CAES系統的放電階段，空氣流經TES系統，從蓄熱材料中吸收熱量，并通過帶有內置切斷閥的管道流向A-CAES系統的膨脹機。在該系統中，由于利用采礦豎井作為儲氣罐，位于地下，溫度恒定，因此由于溫度變化而產生的壓力波動得以消除，而且不需要建造地上TES儲罐，節省了有限的可用空間。對于包含兩級空氣壓縮機、帶有內置兩段式熱能系統的壓縮空氣儲罐和兩級空氣膨脹機的A-CAES系統的熱力學分析表明，該系統的往返效率為70.44%，壓縮空氣的最高溫度不超過310℃。儲熱罐的數值研究表明，儲熱罐的能量效率為95%。（編譯：高梓玉，張新敬 INESA）
【壓縮機網】西安交通大學開展末級壓縮僅有一個噴射器的絕熱壓縮空氣儲能數值研究
技術領域：絕熱壓縮空氣儲能
開發單位：西安交通大學 鄧建強
文章名稱：Zheng Cao, Jianqiang Den, et al. Numerical study on adiabatic compressed air energy storage system with only one ejector alongside final stage compression. Applied Thermal Engineering, 2022.
技術突破：采用噴射器改進滑動壓力壓縮的CAES系統，緩解離心式壓縮機的阻塞問題，與沒有噴射器的系統相比，系統往返效率提高了2.73%。
應用價值：對壓縮空氣儲能的系統和工程設計具有指導意義，并提高了絕熱壓縮空氣儲能的系統性能。
絕熱壓縮空氣儲能（A-CAES）系統中使用的離心式壓縮機在充氣過程中可采取滑壓運行策略使系統保持較高的往返效率。然而，末級壓縮機可能在低背壓下產生節流效應。此時，在儲氣罐的進口或出口安裝節流閥可以減少可變背壓或進口壓力對系統性能的影響。然而，節流閥給A-CAES系統帶來的節流損失會導致系統能效降低。于是，在充電過程中使用噴射器和滑動壓力壓縮以減少節流損失，提高系統性能。然而在目前使用的方法中，轉換器控制轉速并實現滑動壓力壓縮可能會增加成本，并存在阻塞風險，多噴射器可能會帶來提高設備成本和運行成本。
為解決上述問題，來自西安交通大學的研究員提出了一種新的A-CAES系統，其中在較低的存儲壓力下僅使用一個噴射器，并且充電過程是在較高的存儲壓力條件下和應用恒定轉速的滑動壓力壓縮完成的，以此來提高系統性能。末級壓縮機旁的噴射器使用高壓空氣夾帶來自上級壓縮機的空氣，以恢復壓力能，并緩解在較低存儲壓力條件下滑動壓力壓縮的阻塞問題，如圖1所示。數值研究表明，由于使用了噴射器，滑壓壓縮的背壓變化范圍減小了39.87%，與恒壓運行的A-CAES相比，該系統的往返效率和火用效率隨卷吸比和初始儲存壓力的增加而增加。對于具有噴射器、滑壓操作和恒壓操作的三種A-CAES系統，在不同初始存儲壓力下，其最大往返效率分別達到57.94%、58.32%和55.31%。當初始儲存壓力為5.0 MPa，卷吸比為0.168時，與A-CAES相比，具有噴射器的A-CAES系統的的往返效率最大提高了2.73%，火用效率最大降低了2.49%，能耗最大降低了5.36%。（編譯：高梓玉，張新敬 INESA）
波蘭西里西亞工業大學開展使用采礦豎井作為新型熱能儲存裝置的絕熱壓縮空氣儲能系統的研究
技術領域：絕熱壓縮空氣儲能
開發單位：西里西亞大學 Jakub Ochmann
文章名稱：?ukasz Bartela, Jakub Ochmann, et al. Evaluation of the energy potential of an adiabatic compressed air energy storage system based on a novel thermal energy storage system in a post mining shaft. Journal of Energy Storage, 2022.
技術突破：利用采礦豎井提出了一種熱能和壓縮空氣混合存儲的結構，并應用于A-CAES系統中，往返效率達到70.44%。
應用價值：證明了壓縮空氣儲能系統的儲能潛力和有效性。
在壓縮空氣儲能系統中，絕熱壓縮空氣儲能（A-CAES）系統具有許多優勢，該系統的往返效率可以超過75%。然而，任何A-CAES系統的主要挑戰都是研究設計熱能存儲（TES）裝置。A-CAES系統中最常用的TES裝置設計是收集壓縮過程的壓縮熱，使高壓空氣在進入膨脹機前從TES裝置的蓄熱材料中吸收該熱量，提高膨脹機的運行效率。然而，由于TES裝置外部的大氣壓力與其內部的壓縮空氣壓力之間存在較大差異，因此需要使用具有非常厚的大型混凝土結構。地下壓縮空氣儲氣庫廣泛應用于A-CAES系統中，然而該方案需要一個地上TES儲熱罐。由于該高壓儲熱罐暴露在不斷變化的天氣條件下，因此會產生額外的成本。
為解決上述問題，來自波蘭的研究員提出了一種熱能和壓縮空氣混合存儲的概念和結構，如圖2所示。在A-CAES系統的充電階段，高溫高壓空氣通過帶有內置切斷閥的入口管道進入儲氣罐，并軸向流過TES系統，與蓄熱材料進行熱交換。在A-CAES系統的放電階段，空氣流經TES系統，從蓄熱材料中吸收熱量，并通過帶有內置切斷閥的管道流向A-CAES系統的膨脹機。在該系統中，由于利用采礦豎井作為儲氣罐，位于地下，溫度恒定，因此由于溫度變化而產生的壓力波動得以消除，而且不需要建造地上TES儲罐，節省了有限的可用空間。對于包含兩級空氣壓縮機、帶有內置兩段式熱能系統的壓縮空氣儲罐和兩級空氣膨脹機的A-CAES系統的熱力學分析表明，該系統的往返效率為70.44%，壓縮空氣的最高溫度不超過310℃。儲熱罐的數值研究表明，儲熱罐的能量效率為95%。（編譯：高梓玉，張新敬 INESA）
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