压气机抽气储能改进燃气轮机能源系统灵活性分析

需求侧负荷波动致燃气轮机能源系统难以全工况高效、灵活匹配外界负荷,基于此提出在单轴燃气轮机组的压气机出口抽气,构成空气储/释能的燃气轮机能源系统。采用燃气轮机变工况典型性能解析分析法,研究压气机抽气对燃气轮机主要部件及机组运行性能的影响,并提出可行的机组负荷控制策略。以系统满足一种简单延时阶跃函数分布的逐时电负荷为例,研究峰谷比、负荷频率等特征参数对系统设计参数及供电效率的影响。分析表明,压气机抽气使其流量增大,压比显著下降;技术上燃气透平能等排气温度工作于文中所设的最大抽气系数为0.3的范围内;燃气轮机效率-负荷特性劣于基准系统,但提高了供热品位,增强其灵活性。当峰荷为4600kW、峰谷比为3、谷荷频率为0.375时,燃气轮机设计功率为4048kW,系统增效达2.02个百分点。为了提高大峰谷比情景下的系统效率及灵活性,可以考虑引入太阳能光热储能,提高空气透平的进气参数。