二氧化碳壓縮機(jī)在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用

二氧化碳儲(chǔ)能（cces），是一種氣液互轉(zhuǎn)、兩態(tài)協(xié)同儲(chǔ)能技術(shù)，其基本原理是在用電低谷期，利用余電將常溫常壓的二氧化碳?xì)怏w壓縮為液體，并將壓縮過程中產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存起來；在用電高峰期，利用存儲(chǔ)的熱能加熱液態(tài)二氧化碳至氣態(tài)，驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。
由于co2在釋放儲(chǔ)存能量時(shí)膨脹速度較快，因此與caes（空氣儲(chǔ)能） 系統(tǒng)相比cces系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，通常其可用分鐘級來衡量。同時(shí)，cces系統(tǒng)規(guī)模可以為幾十千瓦到幾百兆瓦，靈活性較高。基于cces系統(tǒng)響應(yīng)速度快、靈活性高的特點(diǎn)通常適用于以下應(yīng)用場景。
cces系統(tǒng)主要由二氧化碳儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)、透平、蓄熱蓄冷子系統(tǒng)組成。二氧化碳壓縮機(jī)作為系統(tǒng)儲(chǔ)能階段中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能的優(yōu)劣直接影響著系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。其中活塞式壓縮機(jī)是應(yīng)用廣泛的往復(fù)式壓縮機(jī)； 對比各類壓縮機(jī)的特點(diǎn)與適用范圍可得：活塞式壓縮機(jī)適用于高壓力、中小流量以及較小排氣量的壓縮需求。二氧化碳活塞式壓縮機(jī)因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，加適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)和工業(yè)制冷。
cces系統(tǒng)中活塞式壓縮機(jī)存在的問題及措施
針對儲(chǔ)能系統(tǒng)來說，對壓縮機(jī)效率的評價(jià)指標(biāo)主要采用壓縮機(jī)的絕熱效率。壓縮機(jī)作為co2儲(chǔ)能系統(tǒng)中的重要部件之一，其絕熱效率的大小直接影響著整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)效率。
壓力損失對絕熱效率有影響。氣體在進(jìn)入或排缸前后，需經(jīng)過濾清器、氣閥、冷卻器、管道等一系列阻力元件，從而產(chǎn)生流動(dòng)阻力造成壓力損失，其中產(chǎn)生的壓力損失以經(jīng)過氣閥阻力元件為主。在氣體進(jìn)入和排缸時(shí)，氣體需要克服氣閥彈簧力及閥片慣性力，這會(huì)導(dǎo)致其實(shí)際進(jìn)壓力分別和名義進(jìn)壓力。這種情況會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)實(shí)際指示功率變大，從而影響其絕熱效率。
氣體泄漏對絕熱效率有影響。進(jìn)、排氣閥密封不好，活塞環(huán)、填函的密封性能不佳等都會(huì)引起氣缸內(nèi)氣體向外泄漏或由相鄰高壓級向低壓級氣缸泄露。由于氣體泄漏的影響，壓縮機(jī)實(shí)際排出的氣體量減小，氣缸利用率降低，功率損耗增加，絕熱效率減小。
措施：優(yōu)化進(jìn)、排氣管道與氣閥設(shè)計(jì)。在進(jìn)、排氣管道設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量使得管道內(nèi)壁光滑，同時(shí)保證壓縮機(jī)在工作時(shí)管道不曲折，減少阻力損失。在氣閥設(shè)計(jì)方面，應(yīng)選擇合適的氣閥參數(shù)（氣閥升程、彈簧剛度、氣閥質(zhì)量以及閥口面積等）與氣體力相匹配。針對氣體泄漏問題，可提高氣缸、活塞環(huán)等元件的加工精度，合理優(yōu)化活塞和缸體的幾何結(jié)構(gòu)，避免缸體和活塞間存在泄漏縫隙。除此之外，還應(yīng)采用多道活塞環(huán)以起到多次節(jié)流的作用，增強(qiáng)壓縮機(jī)的密封性，減少泄漏。
面對能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型壓力和大規(guī)模清潔物理儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的緊迫需求，二氧化碳儲(chǔ)能(cces)技術(shù)是一種具備長時(shí)間、穩(wěn)定、儲(chǔ)能特性且吸引性高的新型清潔物理儲(chǔ)能技術(shù)。隨著不斷研究與，二氧化碳儲(chǔ)能必將朝著、、規(guī)?；⒍鄳?yīng)用場景的方向發(fā)展，從而為未來以可再生能源為主的能源體系和多能源協(xié)同互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)提供重要解決方案。
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