目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 能源概述 1
1.1.1 能源的分類 1
1.1.2 能源的發(fā)展歷程 1
1.1.3 能源的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2 儲(chǔ)能概述 2
1.2.1 儲(chǔ)能的必要性 2
1.2.2 儲(chǔ)能的分類 6
1.2.3 儲(chǔ)能的作用 16
1.2.4 儲(chǔ)能的發(fā)展現(xiàn)狀 18
1.3 壓縮空氣儲(chǔ)能概述 19
1.3.1 技術(shù)原理 19
1.3.2 發(fā)展現(xiàn)狀 20
第2章 壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)分類 25
2.1 傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能 25
2.1.1 工作原理 25
2.1.2 技術(shù)特點(diǎn) 27
2.1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 28
2.1.4 發(fā)展趨勢(shì) 31
2.2 蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能 32
2.2.1 工作原理 32
2.2.2 技術(shù)特點(diǎn) 33
2.2.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 34
2.2.4 發(fā)展趨勢(shì) 38
2.3 等溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng) 39
2.3.1 工作原理 39
2.3.2 技術(shù)特點(diǎn) 42
2.3.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 44
2.3.4 發(fā)展趨勢(shì) 46
2.4 液化空氣儲(chǔ)能 47
2.4.1 工作原理 47
2.4.2 技術(shù)特點(diǎn) 48
2.4.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 51
2.4.4 發(fā)展趨勢(shì) 54
2.5 超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能 55
2.5.1 工作原理 55
2.5.2 技術(shù)特點(diǎn) 57
2.5.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 58
2.5.4 發(fā)展趨勢(shì) 60
2.6 水下壓縮空氣儲(chǔ)能 60
2.6.1 工作原理 60
2.6.2 技術(shù)特點(diǎn) 63
2.6.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 66
2.6.4 發(fā)展趨勢(shì) 71
2.7 壓縮空氣儲(chǔ)能耦合系統(tǒng) 71
2.7.1 工作原理 71
2.7.2 技術(shù)特點(diǎn) 72
2.7.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 73
2.7.4 發(fā)展趨勢(shì) 80
第3章 壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)基礎(chǔ) 81
3.1 熱力學(xué)基礎(chǔ) 81
3.1.1 熱力學(xué)基本概念 81
3.1.2 熱力學(xué)基本過程 98
3.1.3 熱力學(xué)能量及損失分析方法 106
3.2 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 114
3.2.1 氣體動(dòng)力學(xué)基本概念 114
3.2.2 葉輪機(jī)械工作過程分析 126
3.2.3 葉輪機(jī)械能量與損失分析方法 133
3.3 傳熱學(xué)基礎(chǔ) 145
3.3.1 傳熱學(xué)基本概念 145
3.3.2 蓄熱/換熱器工作過程分析 153
3.3.3 蓄熱/換熱器能量與損失分析方法 155
3.4 燃燒學(xué)基礎(chǔ) 157
3.4.1 燃燒學(xué)基本概念 158
3.4.2 燃燒室工作過程分析 165
3.4.3 燃燒室能量與損失分析方法 165
3.5 電工學(xué)基礎(chǔ) 168
3.5.1 電工學(xué)基本概念 168
3.5.2 電力系統(tǒng)工作過程分析 175
3.5.3 電力系統(tǒng)能量與損失分析方法 182
第4章 壓縮空氣儲(chǔ)能的設(shè)計(jì) 188
4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù) 188
4.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 188
4.1.2 設(shè)計(jì)工況的熱力學(xué)分析 190
4.1.3 變工況分析 200
4.1.4 非穩(wěn)態(tài)分析 214
4.1.5 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 225
4.2 壓縮機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù) 231
4.2.1 總體設(shè)計(jì) 231
4.2.2 氣動(dòng)設(shè)計(jì) 241
4.2.3 結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì) 244
4.2.4 變工況設(shè)計(jì) 250
4.2.5 試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù) 253
4.3 燃燒室設(shè)計(jì)技術(shù) 258
4.3.1 總體設(shè)計(jì) 259
4.3.2 燃燒技術(shù) 267
4.3.3 結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì) 271
4.3.4 變工況設(shè)計(jì) 276
4.3.5 試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù) 278
4.4 膨脹機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù) 282
4.4.1 總體設(shè)計(jì) 282
4.4.2 氣動(dòng)設(shè)計(jì) 284
4.4.3 結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì) 292
4.4.4 變工況設(shè)計(jì) 297
4.4.5 試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù) 299
4.5 蓄熱(冷)器設(shè)計(jì)技術(shù) 302
4.5.1 總體設(shè)計(jì) 303
4.5.2 流動(dòng)與傳熱設(shè)計(jì) 306
4.5.3 結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì) 313
4.5.4 試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù) 318
4.6 換熱器設(shè)計(jì)技術(shù) 319
4.6.1 總體設(shè)計(jì) 320
4.6.2 傳熱設(shè)計(jì) 323
4.6.3 結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì) 328
4.6.4 變工況設(shè)計(jì) 332
4.6.5 試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù) 333
4.7 儲(chǔ)氣裝置設(shè)計(jì)技術(shù) 337
4.7.1 總體設(shè)計(jì) 338
4.7.2 壓力容器設(shè)計(jì) 341
4.7.3 儲(chǔ)氣洞穴設(shè)計(jì) 351
4.7.4 變工況設(shè)計(jì) 353
4.7.5 試驗(yàn)與測(cè)量技術(shù) 355
4.8 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 356
4.8.1 總體設(shè)計(jì) 357
4.8.2 硬件設(shè)計(jì) 370
4.8.3 軟件設(shè)計(jì) 372
4.8.4 試驗(yàn)與測(cè)試 373
第5章 壓縮空氣儲(chǔ)能的應(yīng)用 376
5.1 常規(guī)電力系統(tǒng) 376
5.1.1 削峰填谷 376
5.1.2 提高電能質(zhì)量 377
5.1.3 提供備用容量 379
5.1.4 輔助傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行 380
5.2 可再生能源 381
5.2.1 平滑輸出 382
5.2.2 并網(wǎng)調(diào)峰 383
5.2.3 平衡出力 384
5.3 分布式能源 385
5.3.1 不間斷電源 385
5.3.2 無功及電壓支持 387
5.3.3 容量及分時(shí)電價(jià)管理 388
5.4 壓縮空氣儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)性分析 390
5.4.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 390
5.4.2 熱經(jīng)濟(jì)性分析 399
第6章 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)展望 405
6.1 技術(shù)展望 405
6.1.1 新型系統(tǒng) 405
6.1.2 關(guān)鍵技術(shù) 409
6.2 應(yīng)用展望 415
6.2.1 經(jīng)濟(jì)性 415
6.2.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展 417
主要參考文獻(xiàn) 423