深冷液化空气储能系统效率优化研究

"该研究主要关注深冷液化空气储能系统的效率提升，通过建立热力学模型和仿真模型，深入探讨了关键运行参数如压缩机级数、压缩机级间冷却方案和膨胀机级数对系统性能的影响。研究指出，原始设计中的压缩热利用率低是导致系统效率低下的主要原因。通过优化这些参数，可以显著提高系统的效率和储能性能。" 深冷液化空气储能技术是一种新型的储能方式，其基本原理是利用电力过剩时将空气液化，然后在需要时通过气化释放储存的能量。这种技术具有大规模储能潜力，对于平衡电网供需、促进可再生能源利用具有重要意义。然而，其能量转换效率是影响其经济性和实用性的重要因素。 本研究建立了一个深冷液化空气储能系统的热力学模型，并使用Aspen Plus软件进行仿真，以验证模型的准确性。通过对设计工况的热力学分析，研究发现系统的原始设计中，压缩热利用率仅为38.42%，这极大地限制了系统的整体效率，只有31.11%。因此，提高压缩热利用率成为提升系统效率的关键。 研究进一步探讨了不同设计参数对系统效率的影响。减少压缩机级数并采用无级间冷却方案可以显著提高膨胀机入口再热温度，从而提升系统效率。另一方面，增加膨胀机的级数可以增加膨胀环节中压缩热的利用，进而提高系统的总效率。通过优化这些参数，压缩热利用率提升至64.12%，系统效率提高到41.82%。 此外，研究还提出了一个优化设计方案，它不仅改善了系统的压缩热利用情况，而且通过系统内部的耦合效应进一步提升了效率。这一研究结果为深冷液化空气储能系统的实际应用提供了理论支持，有助于开发出更高效、更经济的储能解决方案。 深冷液化空气储能系统的效率提升是一项复杂而重要的任务，涉及到多个关键运行参数的精细调整。通过热力学建模和仿真，可以深入理解这些参数的影响，为系统的设计和优化提供指导。这项工作为未来储能技术的发展提供了有价值的参考，尤其是在应对电网波动和促进清洁能源利用方面。