中国能建：压缩空气储能电站调试技术研究与应用 2024

陈禄中国能源建设集团科技发展有限公司121234中国能源建设集团科技发展有限公司中国能源建设集团科技发展有限公司1.研究定位：非补燃式大型压缩空气储能系统由于压缩空气储能系统受系统类型、容量大小因素，运行特性、调试内容有很大差异，我们根据《电力储能用压缩空气储能系统技术要求GB43687-2024》就我们讨论项目做基本的类型说明。小型压缩空气储能系统：额定功率<10MW机组额定功率机组额定功率等级分类中国能源建设集团科技发展有限公司1.研究定位：非补燃式大型压缩空气储能系统非补燃式压缩空气储能系统储能技术采用回热技术，利用压缩空气产生的热量辅补充能量方式分类补充能量方式分类补燃压缩空气储能系统储能过程中产生的热量没有被回收利用，需燃烧大量化石燃料辅助发电。所以，我们今天和大家交流的就是以数科投资的湖北应城300MW大型非补燃式压缩空气储能电站为基础，进行调试技术的交流。中国能建中国能建能峰时发电；热：热量平衡和最大利用；动D空速启停、快速变负荷能力；大容量长时性：巨大盐穴容积空间保证长时储能。非补燃式大型压缩空气储能系统运行示意图中国能源建设集团科技发展有限公司2.项目介绍项目由中国能建数科集团和国网湖北综能共同投资，利用湖北应城地区废弃盐矿作为储气库，单机功率300兆瓦级，每天可蓄能8小时、释能5小时，全年储气量达19亿标准立方米，发电约5亿千瓦时，系统转换效率70%,创造了单机功率、储能规模、转换效率3项世界>项目特点——新技术储能规模世界领先转换效率世界领先单机功率世界领先储能规模世界领先转换效率世界领先单机功率世界领先中国能源建设集团科技发展有限公司2.项目介绍领域首台(套)中国能建中国能建自主研发的中国能建果新时代中国能源建设集团科技发展有限公司研究背景研究背景数十项国际首创首次突破地面工程创新研发采用高压热水储热中温绝热压缩技术路线创断研发300MW大流量轴流-离心多段串联组合式空气压缩机组数十项国际首创首次突破地面工程创新研发采用高压热水储热中温绝热压缩技术路线创断研发300MW大流量轴流-离心多段串联组合式空气压缩机组创新研发300MW超大比例补气型高效轴流空气膨胀机组创新研发压力自平衡式高压热水储热首次应用超大规模大流量低压损高效短片管式换热器首次应用超大功率高转速同步电动机和启动调速装置首次实现四段压缩机组一健启停快速加载智能控制建设单位湖北楚韵储能科技有限责任公司监理单位广东天安项目管理有限公司中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司主要施工单位中国能源建设集团湖南火电建设有限公司武汉南方建设工程有限责任公司中国石油集团渤海钻探工程有限公司中国石油集团渤海钻探工程有限公司杭州华源前线能源设备有限公司主体调试单位中国能源建设集团科技发展有限公司压缩机西安陕鼓动力股份有限公司空气透平机东方电气集团东方汽轮机有限公司东方电气集团东方电机有限公司3.调试任务系统设计的“首”:系统采用高压热水储热中温绝热压缩系统方案，布置采用“压缩+储热/储气+膨胀”的方式。2调试特点设备制造的"首":压缩机采用“离心+轴流”的多级串联，两组并联；透平机采用300MW空冷发电透平发电机2调试特点3控制系统的“首”:在实现对机组一体化控制的同时，实现一体化一键快速启停和数字化挖掘。3系统试运的“首”:大型压缩空气储能机组的试运程序、4试验项目、试验标准的探索和实践：机组调试、性能试验、涉网试验等。研究背景研究背景3.调试任务压缩空气储能系统组成湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工压缩空气储能系统组成程最大的特色是大型压缩空气储能、国家首(套)、新型储能示范项目，从设计、制造、膨胀膨胀储换热中C中调试面临众多挑战。所以，我们今天以湖北应城300MW级压缩空电站调试什么和如何调试?如何基建和生产融合，建成安全、经济、可靠、灵活性高的新型储能电站交流沟通。中国能源建设集团科技发展有限公司中国能建项目完成进度：完成所有系统投入和并网试验①升压站带电一次成功；②机组管道吹扫；③压缩机一键快速启停、自动注气；④透平机高标准定速3000rpm;⑤机组并网一次成功，完成了后续相关试验。项目进度置方汽验提有限分中国能源建设集团科技发展有限公司中国能源建设集团科技发展有限公司1.吹管技术1)原则①参照《火力发电建设工程机组蒸汽吹管导则》的规定；②依据压缩空气储能机组特点，以机组长周期安全可靠运行的出发点；③结合各主机厂家调试要求和现场实际管道布置综合确定。2)方案确定①采用“压缩空气气源、吹扫与试运同步、兼顾换热器特性、分段逐步吹扫”的思路，系统性考虑了试运工艺和质量管理；②采用稳压吹扫的方式，在排气管道处装设靶板。3)调试程序管道洁净化施工(联合检查)调试技术方案交底透平机系统调试外围系统试运压缩机系统调试储换热系统调试吹管前联合大检查压缩机系统吹扫透平机系统吹扫洁净化施工是所有管道施工的基础，要求所有管道采用氩弧焊打底、人工清理、联合验收、封闭签调试技术方案交底透平机系统调试外围系统试运压缩机系统调试储换热系统调试吹管前联合大检查压缩机系统吹扫透平机系统吹扫机组吹扫条件：压缩机、储热系统、透平系统、外围系统调试完毕；盐穴系统投入。资料整理调试程序示意图2.压缩机系统1)系统介绍①采用“轴流+离心”的双列四段布置；②一、二段采用AV系列轴流压缩机，三、四段采用EB系列离心压缩机，段间设置气水换热器及气水冷却器；④具有大流量、高压比特点；⑤前三段压缩机采用变频软启动模式，第四段压缩机设置变频器，采用变频启动模式。中国能源建设集团科技发展有限公司①电气系统调试：高压开关柜、高压变频器成套设备、高压电动机及励磁系统；②附属系统和静态调试：③电机试转及机械试运转试验；④压缩机系统试运；⑤压缩机性能测试；中国能源建设集团科技发展有限公司中国能源建设集团科技发展有限公司3.储换热系统1)系统介绍储热系统。设置4个冷水储罐、4个热水储罐，单个储罐容积3500m³。储罐额定工作压力1.1MPa.a。换热器系统：包括压缩侧换热器系统和膨胀侧换热系统，空气透平入口以及高压缸排气、中压缸排气管道上设置气水换热器。一段压缩机出口至四段压缩机入口设置气水换热器。热水系统。配置3台50%容量的高温水循环泵和3台50%容量的低温水循环泵。制氮及定压系统。3.储换热系统2)调试技术>系统静态调试：氮气系统等；>系统气体置换：系统进水前进行气体置换；>系统设备试转：包括设备单体、系统和联合试运转；>系统压力平衡；中国能源建设集团科技发展有限公司4.膨胀机系统1)系统介绍置，定压运行(节流调节)+滑压运行模式。②空气透平采用单轴、高中压单流合缸、低压缸双流结构型式，低压缸排气采用下排气，发电机采用额定出力300MW空冷发电机。③空气透平机组具有频繁启停、快速启停、高可靠性、高经济性的特点。4.膨胀机系统2)调试技术①透平机系统调试：空气膨胀机主、再热空气系统调试；空气膨胀机润滑油、顶轴油系统及盘车装置调试；空气膨胀机润滑油存储净化系统调试；空气膨胀机调节保安及控制油系统调试；空气膨胀机本体轴封系统调试；③透平机带负荷；中国能源建设集团科技发展有限公司5.储气系统储气系统采用盐穴储气，盐穴运行压力范围：7.0～9.0MPa,总容积可满足65万m³需求，利用电网低谷电压缩运行8小时，在电网用电高峰期发电运行5小时，年利用小时数约1660小时。①盐穴系统静态调试；②盐穴系统注气试验：采用压缩机系统进行注气试验，系统测点检查、逻辑验证、系统验证和压缩机系统注气时间、流量试验；③盐穴系统排气试验：不同工况、不同流量进行系统分析和验证。6.机组一键启动系统1)储能模式一键启动从附属设备启动到压缩机带满负荷注气全过程一键启动控制。包括压缩机组及其辅机设备的全部自动化控制、监视及保护，包括压缩机压力控制、防喘振控制、负荷控制、温度控制等。2)释能模式一键启动从附属设备启动到机组并网投入协调控制的全过程一键启动控制。包括透平发电机组冲转准备、冲转、并网、带机组负荷全过程，包括速度控制、负荷控制、阀门控制、机组防护等功能。中国能源建设集团科技发展有限公司结论结论1.已完成所有压缩空气储能系统调试、投运。验证了中国能建“压气储能系统解决方案"的可靠性、创新性和可推广性。持续深化发挥在电力系统调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响3.已完成压缩空气储能调试程序和关键技术的研究和应用。具有良好的推广性和实践可靠性。1.持续推进调试运行标准建立。1.持续推进调试运行标准建立。项目作为国家首台(套)项目，大型