中國儲能網(wǎng)訊：壓力超過100個大氣壓的空氣從地下千米深處的鹽穴奔涌而出，驅(qū)動空氣透平做功，向國家電網(wǎng)發(fā)出我國首個大型壓縮空氣儲能電站第一度電。去年9月，非補燃壓縮空氣儲能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目并網(wǎng)試驗成功。今年1月，為適應(yīng)電網(wǎng)快速啟停要求，該項目完成了空氣透平發(fā)電機組快速啟停試驗工作，為我國壓縮空氣儲能技術(shù)發(fā)展提供參考樣板。
打造新型儲能電站
鹽穴壓縮空氣儲能是一種利用地下鹽穴儲氣的大容量物理儲能技術(shù)，其利用低谷電能將空氣壓縮到鹽穴中，用電高峰時再釋放壓縮空氣發(fā)電，從而提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力。這種方法具有容量大、壽命長、安全環(huán)保等優(yōu)勢，是一種極具發(fā)展前景的大規(guī)模清潔物理儲能技術(shù)。
江蘇金壇鹽穴項目由中國華能集團（下稱華能集團）、中鹽集團和清華大學(xué)三方項目團隊共同開發(fā)建設(shè)，一期工程發(fā)電裝機60兆瓦，儲能容量300兆瓦時，遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模1000兆瓦。該項目致力于通過非補燃壓縮空氣儲能技術(shù)，改變傳統(tǒng)電力“即發(fā)即用”現(xiàn)狀，恰似一塊巨型“充電寶”，使豐富的地下鹽穴轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色能源存儲庫，實現(xiàn)電力供需的“削峰填谷”。
據(jù)了解，除了三方項目團隊，該項目開放國家試驗示范工程平臺，以項目建設(shè)為核心，組建了壓縮空氣儲能建設(shè)的“生力軍”：空氣透平、油氣換熱器等核心設(shè)備研制由東方電氣集團、哈爾濱電氣集團完成，建設(shè)、安裝工程由浙江省二建建設(shè)集團有限公司和上海電力安裝第一工程有限公司承擔(dān)，通往地下1000米的注采氣井由中石油江蘇長江地質(zhì)勘查院完成，導(dǎo)熱油由中石化潤滑油公司供貨，電力系統(tǒng)接入調(diào)試由國家電網(wǎng)江蘇方天電力技術(shù)有限公司完成……多方企業(yè)攜手并進，項目得以順利推進。
其中，華能集團負(fù)責(zé)地面電站的建設(shè)、調(diào)試和運維。團隊在電力技術(shù)、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備上實現(xiàn)了創(chuàng)新應(yīng)用，與合作方一起研制了世界上換電效率最高的非補燃式壓縮儲能發(fā)電系統(tǒng)，并且實現(xiàn)了工程化落地應(yīng)用。
實施專利提升戰(zhàn)略
在談及項目建設(shè)過程中的挑戰(zhàn)時，華能南京金陵發(fā)電有限公司儲能項目部科技主管陳輝表示，地下鹽穴至透平機主氣門前約有1200米的壓縮空氣主管道，氣流流程復(fù)雜，如何在沖轉(zhuǎn)前去除管道和設(shè)備施工遺留下的鐵銹和焊渣等雜質(zhì)？如何確保透平機進氣清潔度合格？這些問題都是困擾項目調(diào)試的難題。
經(jīng)過勘探，團隊發(fā)現(xiàn)地埋管道最深在地下14米，設(shè)計溫度最高70℃，不能采用傳統(tǒng)火電的蒸汽吹掃方式，采用酸洗方式清洗管道酸液又難以排出。面對困難，團隊的技術(shù)人員進行了反復(fù)論證，多次調(diào)研，結(jié)合現(xiàn)場實際，創(chuàng)造性地制定了一套“Pig夾液清洗+高壓空氣分段吹掃方案”，成功解決了這一難題。
目前，三方項目團隊在項目實施過程中，共提交了40余件專利申請，其中19件已獲得授權(quán)。針對壓縮機電機容量和工頻電流較大影響其他設(shè)備的問題，華能集團以及建設(shè)團隊發(fā)明了一種使用變頻器的啟動方法，提交了“一種壓縮空氣儲能多驅(qū)動電機共用變頻器結(jié)構(gòu)及方法”等專利申請，解決了大電機啟動的工程技術(shù)難題。該技術(shù)采用公用變頻器啟動的方法，不僅增加了電機的使用壽命，還降低了維護成本。
“在項目建設(shè)過程中，我們實施專利提升戰(zhàn)略，將專利申請工作納入電站建設(shè)過程統(tǒng)一管理，有針對性地分析壓縮空氣儲能領(lǐng)域的專利布局情況。”陳輝介紹，華能集團以及建設(shè)團隊不斷挖掘工程推進過程中的創(chuàng)新點，形成了發(fā)掘、申請、應(yīng)用、保護的全流程專利管理模式。
此外，華能集團項目團隊還創(chuàng)建了一系列壓縮空氣儲能電站標(biāo)準(zhǔn)，希望通過標(biāo)準(zhǔn)化的方式推動壓縮空氣儲能技術(shù)規(guī)范化發(fā)展，并將該技術(shù)應(yīng)用于航空、航海等更多領(lǐng)域，發(fā)揮更大的作用。
針對壓縮空氣儲能技術(shù)未來發(fā)展，陳輝表示，該技術(shù)從實驗室走向工程應(yīng)用，需要在系統(tǒng)儲能效率、能量密度、核心設(shè)備研制等方面繼續(xù)提升。為此，華能集團將和合作方一起，在金壇一期項目建設(shè)與調(diào)試經(jīng)驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索，快速推進二期項目前期工作，希望打造壓縮空氣儲能研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和商業(yè)應(yīng)用的“國家隊”。（劉弘一）
