一種空氣液化裝置及其能量轉(zhuǎn)換貯存和利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能量循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域中的液空裝置工藝，特別是一種空氣液化裝置及其能量轉(zhuǎn)換貯存和利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為電能貯存的一種方式之一，在非用電高峰期，利用電生產(chǎn)低溫液體(液空、液氮等)，并進(jìn)行貯存，從而能量得以貯存，在用電高峰時(shí)，使用低溫液體增壓、汽化、升溫后發(fā)電，以利用低溫液體所貯存的能量。
[0003]對(duì)于低溫液體的生產(chǎn)有不同的工藝方式，而對(duì)于此用途的低溫液體生產(chǎn)裝置，必須與配套的低溫冷能利用裝置匹配，以綜合利用各級(jí)能量，使能量貯存和利用系統(tǒng)整體效能最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種空氣液化裝置及其能量轉(zhuǎn)換貯存和利用方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種空氣液化裝置，它包括原料空氣壓縮單元、空氣凈化單元、空氣液化單元和液體IC存單元，所述的原料空氣壓縮單元包括空氣過濾器和空氣壓縮機(jī)，空氣過濾器與空氣壓縮機(jī)連接，且空氣壓縮機(jī)與空氣凈化單元連接，所述的空氣液化單元包括增壓單元、制冷單元和液化單元，所述的增壓單元與制冷單元連接，制冷單元與液化單元連接，所述的液化單元與液體IC存單元連接。
[0006]優(yōu)選的，所述的增壓單元為循環(huán)空氣增壓機(jī)，制冷單元為增壓膨脹機(jī)，液化單元為冷卻箱，所述的冷卻箱內(nèi)設(shè)置有一換熱器和氣液分離罐，所述的增壓膨脹機(jī)的增壓端設(shè)置有一增壓管道，增壓管道穿過換熱器并與氣液分離罐連接，氣液分離罐分離出來的液體進(jìn)入到液體貯存單元儲(chǔ)存，位于換熱器內(nèi)的增壓管道上還設(shè)置有一分支管道，分支管道與增壓膨脹機(jī)的膨脹端連接，且增壓膨脹機(jī)的膨脹端設(shè)置有一回氣管，回氣管穿過換熱器并與循環(huán)空氣增壓機(jī)的入口連接。
[0007]優(yōu)選的，所述的氣液分離罐上設(shè)置有一再生管，再生管穿過換熱器與空氣凈化單元連接。
[0008]優(yōu)選的，所述的冷卻箱內(nèi)還設(shè)置有一液體膨脹機(jī)，所述的增壓管道與液體膨脹機(jī)連接，且液體膨脹機(jī)與氣液分離罐連接。
[0009]優(yōu)選的，所述的增壓單元為循環(huán)空氣增壓機(jī)，制冷單元為增壓膨脹機(jī)、液化單元為冷卻箱，所述的冷卻箱包括換熱器和過冷器，所述的增壓膨脹機(jī)的增壓端設(shè)置有一增壓管道，增壓管道穿過換熱器并與過冷器連接，過冷器通過液空管道與液體貯存單元連接，位于換熱器內(nèi)的增壓管道上還設(shè)置有一分支管道，分支管道與增壓膨脹機(jī)的膨脹端連接，且增壓膨脹機(jī)的膨脹端設(shè)置有一回氣管，回氣管穿過換熱器并與循環(huán)空氣增壓機(jī)的入口連接，在液空管道上設(shè)置有過冷冷源管，過冷冷源管依次穿過過冷器和換熱器并與空氣凈化單元連接。
[0010]優(yōu)選的，所述的原料空氣壓縮單元、空氣凈化單元、增壓單元上均設(shè)置有熱能回收儲(chǔ)存單元，在冷卻箱上設(shè)置有冷能回收儲(chǔ)存單元，且液體貯存單元上設(shè)置有液體汽化管道，液體汽化管道依次通過冷能回收儲(chǔ)存單元、熱能回收儲(chǔ)存單元并與發(fā)電裝置連接。
[0011]一種空氣液化裝置的能量轉(zhuǎn)換貯存方法，它包括以下步驟:
SI:空氣過濾壓縮，空氣進(jìn)入空氣過濾器過濾，過濾后的空氣進(jìn)入空氣壓縮機(jī)壓縮，且壓縮后的空氣壓力為0.SMPa?1.2MPa，且熱能通過熱能回收儲(chǔ)存單元回收，熱能回收后，使得空氣溫度為15°C~17°C;
S2:空氣凈化，從SI中流出的空氣進(jìn)入到空氣凈化單元中，空氣凈化單元將空氣進(jìn)行凈化；
S3:空氣循環(huán)壓縮，將S2中的空氣與從冷卻箱內(nèi)的空氣混合后進(jìn)入到循環(huán)空氣壓縮機(jī)，循環(huán)空氣壓縮機(jī)將空氣壓力壓縮到4.SMPa?5.2MPa，空氣壓縮后，熱能通過熱能回收儲(chǔ)存單元回收，熱能回收后，使得空氣溫度為19°C~21°C;
S4:空氣增壓，從S3中循環(huán)空氣壓縮機(jī)出來的空氣經(jīng)過增壓膨脹機(jī)的增壓端增壓，增壓后的空氣壓力為6.3MPa?6.7MPa，經(jīng)過熱能回收后，增壓空氣進(jìn)入到冷卻箱；
S5:空氣冷卻液化，S4中的增壓空氣與冷卻箱內(nèi)的換熱器進(jìn)行換熱冷卻，在換熱器內(nèi)的部分增壓空氣進(jìn)入到增壓膨脹機(jī)的膨脹端，該部分增壓空氣的溫度為-80°C~-84°C，經(jīng)過膨脹過后的增壓空氣再次進(jìn)入到換熱器內(nèi)，經(jīng)過換熱器復(fù)熱后，該部分空氣則進(jìn)入S3步驟，而另一部份增壓空氣換熱后被液化，液空經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入到氣液分離罐，氣液分離罐將液空送入到液體貯存單元貯存，貯存壓力為0.8MPa?1.2MPa，貯存溫度為-165°C~-169°C，且將冷卻箱內(nèi)的冷能通過冷能回收儲(chǔ)存單元儲(chǔ)存；
S6:液空再生，S5中氣液分離罐內(nèi)的氣體部分則再次進(jìn)入到換熱器中，復(fù)熱后，進(jìn)入空氣凈化單元作為再生氣。
[0012]優(yōu)選的，所述的S5步驟中，被液化的增壓空氣進(jìn)入液體膨脹機(jī)，然后再進(jìn)入到氣液分離罐，氣液分離罐將液空送入到液體貯存單元貯存，貯存壓力為0.SMPa?1.2MPa，貯存溫度為-165°0_169°C。
[0013]優(yōu)選的，所述的S5步驟中，被液化的增壓空氣進(jìn)入過冷器，液空經(jīng)過過冷器后，一部分過冷液送出冷卻箱進(jìn)入到液體貯存單元貯存，貯存壓力為0.8MPa?1.2MPa，貯存溫度為-165°C~-169°C，另一部分作為過冷冷源，返回到過冷器，并通過換熱器復(fù)熱后，進(jìn)入到空氣凈化單元作為再生氣。
[0014]—種空氣液化裝置的能量利用方法，所述的液體貯存單元內(nèi)的液空經(jīng)過冷能回收儲(chǔ)存單元汽化、熱能回收儲(chǔ)存單元增壓復(fù)熱后，進(jìn)入到發(fā)電裝置發(fā)電。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明根據(jù)分布式發(fā)電系統(tǒng)的間隙運(yùn)行特點(diǎn)，采用不同的液空生產(chǎn)工藝以及不同的操作壓力等級(jí)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的冷熱能量的利用和回收，達(dá)到能量的最大利用率，同時(shí)還可對(duì)液空進(jìn)行增壓、汽化、復(fù)熱后，送入發(fā)電裝置發(fā)電，能夠緩解用電緊缺，為用電高峰時(shí)期，提供電能保障。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的流程方框圖； 圖2為實(shí)施例一的流程結(jié)構(gòu)圖；
圖3為實(shí)施例二的流程結(jié)構(gòu)圖；
圖4為實(shí)施例三的流程結(jié)構(gòu)圖；
圖中，1-空氣壓縮單元，2-空氣凈化單元，3-空氣液化單元，4-液體IC存單元，5-熱能回收儲(chǔ)存單元，6-冷能回收儲(chǔ)存單元，7-發(fā)電裝置，11-空氣過濾器，12-空氣壓縮機(jī)，31-循環(huán)空氣增壓機(jī)，32-增壓膨脹機(jī)，33-冷卻箱，34-換熱器，35-氣液分離罐，36-液體膨脹機(jī)，37-過冷器，38-過冷冷源管。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述: 實(shí)施例一:
如圖1和圖2所示，它包括原料空氣壓縮單元1、空氣凈化單元2、空氣液化單元3和液體貯存單元4，所述的原料空氣壓縮單元I包括空氣過濾器11和空氣壓縮機(jī)12，空氣過濾器11與空氣壓縮機(jī)12連接，且空氣壓縮機(jī)12與空氣凈化單元2連接，所述的空氣液化單元3包括增壓單元、制冷單元和液化單元，所述的增壓單元與制冷單元連接，制冷單元與液化單元連接，所述的液化單元與液體IC存單元4連接。
[0018]在本實(shí)施例中，所述的增壓單元為循環(huán)空氣增壓機(jī)31，制冷單元為增壓膨脹機(jī)32，液化單元為冷卻箱3