专利摘要

本发明属于电力储能技术领域，尤其涉及一种给恒压储气源供气的专用空压机系统，包括依次同轴相连的：电动机M、水轮机G和螺杆式空压机C，并且水轮机G一端通过高压液体管道D2与压力容器A底部相连，高压液体管道D2上装有流量阀F，压力容器A顶部通过高压气体管道D1与螺杆式空压机C的排气口P3相连，水轮机G的另一端和螺杆式空压机C的进水口P2分别与低压蓄水池B相连，螺杆式空压机C的进气口P1与大气相连。运行时电动机M带动螺杆式空压机C旋转，外界空气与低压水流入空压机混合压缩后送至压力容器A，同时控制流量阀F将压力容器A中等体积的高压水排向水轮机G，高压水使得水轮机G带动螺杆式空压机C持续运转。

权利要求

1.一种给恒压储气源供气的专用空压机系统，其特征在于，包括依次同轴相连的：电动机M、水轮机G和螺杆式空压机C，并且水轮机G一端通过高压液体管道D2与压力容器A底部相连，高压液体管道D2上装有流量阀F，压力容器A顶部通过高压气体管道D1与螺杆式空压机C的排气口P3相连，水轮机G的另一端和螺杆式空压机C的进水口P2分别通过低压液体管道D3、D4与低压蓄水池B相连，螺杆式空压机C的进气口P1通过低压气体管道D5与大气相连；

所述压力容器A对外封闭；

所述系统运行时，电动机M带动螺杆式空压机C旋转，外界空气与低压水通过低压液体管道D4与低压气体管道D5流入螺杆式空压机C进行混合压缩，压缩完成后通过高压气体管道D1将压缩空气送至压力容器A，同时控制流量阀F，将压力容器A中等体积的高压水通过高压液体管道D2排向水轮机G，高压水使得水轮机G旋转并同轴带动螺杆式空压机C持续运转，高压水最终变为低压水流入低压蓄水池B；

所述螺杆式空压机C与低压液体管道D4之间安装一个补水泵，通过补水泵将低压水抽入螺杆式空压机C内；

所述压力容器A初始状态为满水，随着压力恒定的压缩空气不断移入最终将罐内水全部排出变为等体积固定压强的压缩空气；

所述高压气体管道D1中流过的为气液混合物，转移至压力容器A中再完成气液分离；

所述螺杆式空压机C将常压的空气与水混合进行压缩，由水对压缩空气进行降温与润滑，提高压缩效率；

所述系统起始阶段由电动机带动水轮机运转，当达到同步转速后水轮机转速将保持恒定不变，通过流量阀F调节压力容器A的出水量；

所述压力容器A采用压缩空气恒压存储，即流入一定体积压缩空气的同时，必须排出等体积的高压水，使得压缩空气不会在压力容器A中膨胀或进一步被压缩。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，将所述水轮机G更换为双向可逆式水轮机，将所述电动机M更换为发电机，实现系统逆向运行发电。

说明书

技术领域

本发明属于电力储能技术领域，尤其涉及一种给恒压储气源供气的专用空压机系统。

背景技术

现有技术中的压缩空气储能技术包括能量的储能过程和释能过程，其原理是：在储能过程中，空气压缩机在电能的驱动下压缩空气，电能转化为压缩空气的内能储存在储气容器中；在释能过程中，储气容器中的压缩空气排出，在空气膨胀机中膨胀做功，带动大轴旋转，进而带动发电机发电，从而向外界输出电能。

抽水蓄能是现有技术中较常采用的储能方式，技术相对成熟，但抽水蓄能有受地势影响较大的局限性，其建设必须有合适的地理条件，在很多地区难以实现。现有技术中另一种较常采用的储能方式是压缩空气储能，受地理条件的限制小，并且其技术日渐成熟，具备可大规模商业化应用的条件。但是，空气在较低压力等级工况下运行时升高相同压强需要压缩更大的体积，所以现在压缩空气储能系统再低压情况下运行，压缩效率较低，运行成本较高。螺杆式空压机在中低压条件下压缩空气效率较高，但面临压缩时储气容器内部气压的波动问题，使得系统不能稳定输出恒定压力，且在系统安全运行方面也存在隐患。因此现有技术中，实现中低压运行工况下的高效恒压供气成为本技术领域亟待解决的一个技术问题。

发明内容

针对现有储能系统低压运行压缩效率较低和螺杆式空压机技术供气压力不断波动的问题，本发明提出了一种给恒压储气源供气的专用空压机系统，包括依次同轴相连的：电动机M、水轮机G和螺杆式空压机C，并且水轮机G一端通过高压液体管道D2与压力容器A底部相连，高压液体管道D2上装有流量阀F，压力容器A顶部通过高压气体管道D1与螺杆式空压机C的排气口P3相连，水轮机G的另一端和螺杆式空压机C的进水口P2分别通过低压液体管道D3、D4与低压蓄水池B相连，螺杆式空压机C的进气口P1通过低压气体管道D5与大气相连。

所述压力容器A对外封闭。

所述系统运行时，电动机M带动螺杆式空压机C旋转，外界空气与低压水通过低压液体管道D4与低压气体管道D5流入空压机进行混合压缩，压缩完成后通过气体管道D1将压缩空气送至压力容器A，同时控制流量阀F，将压力容器A中等体积的高压水通过高压液体管道D2排向水轮机G，高压水使得水轮机G旋转并同轴带动螺杆式空压机C持续运转，高压水最终变为低压水流入低压蓄水池B。

所述螺杆式空压机C与低压管道D4之间安装一个补水泵，通过补水泵将低压水抽入空压机内。

所述压力容器A初始状态为满水，随着压力恒定的压缩空气不断移入最终将罐内水全部排出变为等体积固定压强的压缩空气。

所述气体管道D1中流过的为气液混合物，转移至压力容器A中再完成气液分离。

所述螺杆式空压机C将常压的空气与水混合进行压缩，由水对压缩空气进行降温与润滑，提高压缩效率。

所述系统起始阶段由电动机带动水轮机运转，当达到同步转速后水轮机转速将保持恒定不变，通过流量阀F调节压力容器A的出水量。

所述压力容器A采用压缩空气恒压存储，即流入一定体积压缩空气的同时，必须排出等体积的高压水，使得压缩空气不会在压力容器A中膨胀或进一步被压缩。

将所述水轮机G更换为双向可逆式水轮机，将所述电动机M更换为发电机，实现系统逆向运行发电。

本发明的有益效益包括以下几个方面：

(1)本发明对传统的螺杆式空压机进行设计改良，与电动机、水轮机同轴连接获取动力，避免了罐内高压水直接排入低压蓄水池中造成的能量浪费，提高了系统的压缩效率。

(2)本发明用水代替常规的压缩油与空气混合压缩，省去了常规螺杆空压机油路的设计，压缩混合物直接通入压力容器中在自行分离，不需加装单独的气水分离设备，降低了系统的复杂度，节省了制造成本。

(3)本发明采用液体占位技术，与流量阀的配合，保证压缩空气与水的流量始终相等，储气容器中不会发生空气的压缩与膨胀过程，始终保持恒压存储状态，可持续提供恒压气源。

(4)本系统可逆向运行转换为发电模式，提供了一种压缩空气储能发电的实现方案。

附图说明

图1为给恒压储气源供气的专用空压机系统示意图。

图中标号：

A—压力容器，B—低压蓄水池，C—螺杆式空压机，G—水轮机，M—电动机，F—流量阀，D1—高压气体管道，D2—高压液体管道，D3-D4—低压液体管道，D5—低压气体管道，P1—螺杆式空压机进气口，P2—螺杆式空压机进水口，P3—螺杆式空压机排气口

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

图1为给恒压储气源供气的专用空压机系统示意图，电动机M、水轮机G、螺杆式空压机C同轴连接，三者转速相同，压力容器A对外封闭，两端分别于水轮机G与螺杆式空压机C相连。初始状态压力容器A中充满水，无压缩空气，随着压缩空气的注入，等体积的水被排向水轮机，带动水轮机G和螺杆式空压机C同轴旋转，空压机将低压水与空气进行混合压缩，然后转移至压力容器A，压缩空气与水的混合物再A中实现气液分离。系统使用流量阀F控制压力容器A的出水量，保证出水量与进气量相等，容器内压力维持恒定，A中需始终保持有水状态，防止水轮机G发生空转现象。

将所述水轮机G更换为双向可逆式水轮机，将所述电动机M更换为发电机，实现系统逆向运行发电。

具体包括：

运行时，水泵运行将水从低压蓄水池B中抽至压力容器A，同时等体积的压缩空气通过高压气体管道D1进入螺杆式空压机C中膨胀做功使螺杆旋转，并同轴带动双向可逆式水轮机及发电机运转，发出电能。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

一种给恒压储气源供气的专用空压机系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。