液态空气介质环境热发电储能项目计划书课件

1、液态空气介质环境热发电储能项目计划书新项目方案特点2在火电厂几十年来一成不变的基本“朗肯循环”的工艺流程中，选用的介质是水，其特点是环保、容易获取、循环使用，沸点高、临界温度高、汽化热高；冷凝散热比例大；目前火电厂能利用的热源有限，必须高于100C，几乎都是新增能源消耗。针对现在火电、核电发电环节中工作温度过高，热电转换效率较低的问题，选择液氮、液态空气为介质，降低工作温度，实现利用环境已有热能、回收再利用的余热等低温热源发电。再进一步改进工作流程，减少工质的冷凝、再蒸发量，大大提高发电效率。火电厂机组工作原理示意图3郎肯循环示意图4原理分析5如上图“朗肯循环”的工艺流程中，核心思想是工质受热

2、升温、汽化膨胀、压力增大，热能转化为势能；势能在膨胀机内释放势能转化为动能，热量释放，温度、压力降低。冷凝环节放热凝结，体积缩小到1/1000左右，由高压工质泵高效率压入下一个环节实现循环。这里可以看出，理论上没有限定必须是高温工作，没有限定必须是水做工作介质！只要工作温段和工作介质配合，就应该在不同温度段落都能应用朗肯循环！国外行业进展6该原理在国外早已获得认可，并主要用于低温储能领域：国内行业进展7该原理在最早1996年就有低温能源发电的装置专利出现，还有CN94105093、CN00125473A等专利，其中明确提到利用液态氮气利用低温热量转换电力的方法。国内同行近年来已经研究采用多级膨

3、胀放能的方法，充分利用低温热能。英国HighView公司的液态空气储能发电系统是目前世界上唯一中试的2.5MW级的液态空气储能发电系统。国内中科院叶完成了10MW超临界压缩空气储能系统的设计，1.5MW级超临界压缩空气储能系统完成了168小时运行试验，指标达到或超过课题考核指标要求。89推广应用难点分析10为什么这项技术几十年来得到认可但没有推广应用？普遍认为存在以下问题：热量转换电能效率太低，只有3040%为什么几乎没有人用于环境热能发电，而不约而同用于储能再释放过程？其中主要原因就是只有利用电网中毫无作用的“垃圾电”制造液态空气、液态氮气，然后回收3040%的电能，才有可能较为经济！且远低

4、于蓄水储能发电，几乎没有应用价值。如果完全依靠环境热能发电，效率低于50%的情况下，连制造介质的电力、动力都难以满足，冷凝环节难以低成本实现，无法完成作业循环！分析朗肯循环效率11提高郎肯循环热电转换效率一个思路12火电厂基本工作流程几十年来没有变化，而近年来机械加工、材料科学、自动控制技术、流体力学等都有长足的发展进步，特别是流体力学、热力学的某些应用技术更加成熟，如射流、热泵应用，应该给这样一个关键能源产业的关键工艺流程带来一些变革；利用流体力学的射流技术、科恩达效应，将大部分乏汽（气）直接增压利用，大部分介质不需要通过“冷凝再汽化”这一循环，避免冷端损失，全过程不消耗动力、不浪费热量，必

5、然可以提高热电转换效率，减少热排放，大幅度提高热电转换效率，理论值从现在35%提高到90%以上或更高。背景技术13射流技术：高速高压的流体，能带动周围介质一并运动；即高压冷凝水射流可以吸收带动部分乏气直接再进入水浴气化换热器；而以某种形式喷射的气流，可以带动比该气流量大10100倍的气体一起运动；高压气化气体可以带动大量乏气进入下一工作循环；流体热力学：流动的气体可以在运动中升温补熵，同一空间不同阶段的压力可以不同；气化气体可以在流动过程中逐渐补熵升温、增压；射流技术射流 jet从管口、孔口、狭缝射出，或靠机械推动，并同周围流体掺混的一股流体流动。经常遇到的大雷诺数射流一般是无固壁约束的自由湍

6、流。这种湍性射流通过边界上活跃的湍流混合将周围流体卷吸进来而不断扩大，并流向下游。射流在水泵、蒸汽泵、通风机、化工设备和喷气式飞机等许多技术领域得到广泛应用。流体的动压、静压、全压静压由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力称为静压。气体量一定的情况下，简单的理解静压和温度有关；动压指空气流动时产生的压力，只要风管内空气流动就具有一定的动压，其值永远是正的。简单的理解动压和气流速度有关；全压全压是静压和动压的代数和，气体所具有的总能量。简单理解就是流体最终的总压力。射流泵原理图16气体放大器17冲压喷气发动机高效液态空气发电基本流程附图说明：1为液态空气储罐、2为高压超低温液体泵、3为射

7、流引流器、4为高压超低温气液管路、5为高压低温换热器、6为高压气体管路、7为气体混合引流器、8为中压工作管路、9为气轮机、10为发电机、11为乏气管路、12为空气液化器、13为液态空气管路、14为液态空气泵、15为低温热源输入管路、16为气体扩张段、17为气体换热器、18为气体收缩段、19为冷媒高压管路、20为冷凝换热器、21为热泵压缩机、22为膨胀节流阀、23为射流回气管路、24为热源输入（出）管路、25为常温热源排出管路、26为补气管路、27为调压排气装置及28为冷媒低压管路。方案经济性分析211、基本方案：大部分气化气体直接通过射流器、气体混合引流器直接再利用，空气液化器凝气量减少为原来

8、的十分之一或更少，凝气器散热量下降到原来的十分之一或更低；冷却水循环动力、冷却塔、空冷器的整体运行能耗均大幅下降，发电效率可以提高45%以上，整体达到80%左右；高效环境热全热利用流程方案经济性分析232、全热回收方案：从节能减排角度出发，尽可能利用热能，彻底取消冷却水循环，采用热泵技术，实现保留的少量冷凝水冷凝热回收再利用。全系统没有散热环节，实现理论的100%。但是由于热泵系统的能效比只有36倍，因此回收再利用冷凝热热能时会损耗一部分机械能或电能，全系统整体效率能达到90%以上，但系统输出总功率将下降12%该项目的市场空间特点24国内外市场空白，发展空间大；单个项目金额大，系统实施简单；符

9、合国家能源政策，容易获得融资和补贴；设备技术成熟，系统可靠性高、技术风险小；节约能耗效果明显，社会经济效益突出。项目应用实施要点251、首先将购置加工成本较低的高压水浴气化换热器、射流泵、气体混合引流器组合，验证全系统循环过程，必要时改进调整，降低研发风险，避免损失；2、核心创新点得到实验确认后，采购气轮机发电机组，构成全部应用系统，确保系统热电转换效率达到80%以上；3、利用热泵系统，回收再利用空气液化器的凝结热，实现理论上的全热利用，热点转换效率进一步提高35%。项目实施步骤26第一阶段：前期高效增压补熵系统实验参考汽轮发电机组的常用指标，每发一度电需用汽1525公斤计算，以未来推动100

10、KW发电机组计算，总循环气量每小时约2000公斤；根据我们新工艺设计达到1/10以下的凝气量，每小时用液态空气量约200公斤，每公斤液态空气耗电0.28度，液化装置功率（内耗）将达到60千瓦；系统理论净输出40千瓦电力。每小时吸收环境热能34400Kcal，热量折合标准煤5.7公斤，按国家发改委标准，折合发电标准煤13.12公斤。项目实施步骤27第二阶段：原理样机研发实现定做一套每小时汽化量200公斤液态空气，输出压力10MPa以上的水浴气化器，定做射流引流器、气体混合引流器，采购必要的管线、阀门、测量设备，合计预算30万元，进行高效增压补熵系统实验；如前述系统达到设计预期，进而采购一台100

11、千瓦气轮机发电机组约20万；定制一套小型撬装空气液化装置约100万；订购20千瓦以下的成品离心式压缩机进行技术改造，单台压缩机费用5万；其它辅助配件器材15万。寻求有经验、积极配合、有相应能力的合作研发团队外包委托开发或者合作开发，保证进度、效率，保证资金的使用效率，控制风险；完成专家成果评审。总投资约300万。项目实施步骤28第三阶段：小型示范工程计划设计一个10MW全新机组，在原理样机成果基础上，委托专业设计院进行设计，委托国内外知名制冷机厂家根据设计容量要求定制热泵机组；根据设计院设计文件面向社会进行施工安装工程招标；热电转换效率80%；项目完成后，组织专家评审。第四阶段：推广应用在示范

12、工程成功后，各相关企业根据自身投资、节能增效目标，整合社会资源，采用不同融资合作模式，开展节能增效发电技术应用推广。储能行业应用前景29能技术主要分为储电与储热，它的好处主要是移峰填谷意义重大，在发电厂角度能使发电更平顺和利用低峰发电能力，充分发挥发电机组作用，可以做到大幅度节能。目前储能方式主要分为三类：机械储能、电磁储能、电化学储能。本项目已经超越储能-再释放的概念，在“储能”以后，还主要“撬动”环境热能参与“释放能量”过程，是储能手段的“终极”解决方案！只要加大本项目中的液态空气储罐容量，错峰进行空气液化，就可以实现错峰储能的目的。项目规模可大可小，制备的液态空气可以管路输送或运输，非常

13、方便，便于推广应用。财务预测分析目前启动项目，总投资不大，一旦前期样机完成研发，专利技术可以实现10倍以上增值，投资回报容易实现。问题的关键仅仅在于项目是否能实现的技术可行性，财务投资容易预测和分析。投入资金回收预期半年内通过样机完成技术鉴定，确认市场地位和价值，1年内技术股权溢价转让初步获利，3年左右逐步开始实现综合收益直接技术转让回报一次性或阶段分步技术转让、产品生产和专利使用授权、政府扶植、社会资金参与实现技术专利溢价增值未来投资回报预期工程技术授权的专利技术提成获利，技术参股后所持股权资本运营升值政府扶植资金申报有原理样机做基础，具备条件申报政府扶持资金、实现资源升值融资金额及使用计划作为一个天使投资合作项目，考虑到未来项目进一步发展的需要，以及项目第一阶段务实的资金需求，也综合业界惯例，做出如下计划：项目股权出让出