儲氣裝置
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
儲氣裝置的實例教程
圖9 一種I-CAES系統(tǒng)原理圖
水下壓縮空氣儲能系統(tǒng)（UW-CAES）
當(dāng)空氣以氣態(tài)形式儲存在地下洞穴或人造容腔內(nèi)時，隨著儲能（充氣）或釋能（放氣）過程的進(jìn)行，儲氣室內(nèi)的壓力不斷變化，且空氣不能被完全釋放(需要大量墊底氣)，否則洞穴坍塌或壓縮機(jī)出口/膨脹機(jī)入口壓力過低無法運(yùn)行，以上因素造成壓縮機(jī)和膨脹機(jī)處于變工況運(yùn)行，效率不能持續(xù)處于高位，同時系統(tǒng)能量密度不高。針對以上問題，UW-CAES通過將儲氣裝置放置在深水（海洋或湖泊）中，利用水壓的恒定實現(xiàn)儲能和釋能過程中壓縮機(jī)組出口和膨脹機(jī)組入口壓力恒定，使壓縮機(jī)和膨脹機(jī)一直工作在最佳運(yùn)行點(diǎn)，且釋能時儲氣裝置中的空氣可以近乎完全釋放。因此UW-CAES具有高效率（~71%）和高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，其適用于海岸線/深海區(qū)域的儲能。但該系統(tǒng)的儲氣裝置存在制造困難的問題，如需特殊的耐腐蝕材料、需將其固定在海底等。
圖10 一種UW-CAES系統(tǒng)原理圖
液態(tài)壓縮空氣儲能系統(tǒng)（LAES）
借助于空氣降溫液化技術(shù)，LAES系統(tǒng)通過添加流程使空氣以液態(tài)形式儲存，如圖為一種LAES系統(tǒng)的流程圖，儲能時，經(jīng)過壓縮機(jī)的高壓空氣進(jìn)入回?zé)崞鹘禍睾徒祲涸O(shè)備進(jìn)行液化，被液化的常壓低溫液態(tài)空氣儲存在儲液罐中；釋能時，液態(tài)空氣經(jīng)過低溫泵升壓、回?zé)崞魃郎兀缓筮M(jìn)入燃燒室，與燃料混合燃燒后進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹做功。LAES系統(tǒng)中空氣以液態(tài)形式儲存，相對于傳統(tǒng)壓縮空氣儲能，其具有不受地理環(huán)境限制、能量密度大的優(yōu)點(diǎn)。但是其依賴化石燃料輸入，系統(tǒng)性能受回?zé)崞鞯挠绊戄^大。
展開 ④為保證零件的實際生產(chǎn)效率，應(yīng)對影響實際生產(chǎn)的要素進(jìn)行限制，需要改進(jìn)斜楔的回程時間和氣缸的氣壓穩(wěn)定，在原有的基礎(chǔ)上加一個儲氣罐，保證氣壓穩(wěn)定和回程速度(圖1)。
圖1 斜楔動力部分示意圖
⑤設(shè)計時要考慮維修方便，結(jié)構(gòu)簡單，優(yōu)化設(shè)計成本。
(2)對于斜楔的回程機(jī)構(gòu)設(shè)計，要遵循的設(shè)計原則。
①首先滿足工藝要求,要能在模具中進(jìn)靈活操作。
②充分利用現(xiàn)有的新技術(shù)，采用新原理、新結(jié)構(gòu)、新工藝，設(shè)計合理、使用可靠、便于后期的維護(hù)和更換。
③盡量采用通用化標(biāo)準(zhǔn)化的器具設(shè)備。
④設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作簡單、容易維護(hù)、質(zhì)量輕，穩(wěn)定性強(qiáng)。
總體方案確定
綜合考慮成本、難易、可靠等多個維度(圖2)，最終采納由“解決氣壓方案”所組成的綜合方案，在支路中增加儲氣罐，在氣缸上增設(shè)快速排氣閥，儲氣罐在此處起到儲氣保壓的作用，保證氣缸的動力，確保斜楔的行程速度。
圖2 方案選擇
(1)工作原理。
本次設(shè)計的斜楔回程機(jī)構(gòu)，是在空氣壓機(jī)氣源和氣缸之間的氣路上，設(shè)置一個儲氣裝置，在上述裝置間依序設(shè)置單向進(jìn)氣閥、儲氣罐、延遲閥和閥。通過該方案，解決了氣缸氣壓不穩(wěn)定、驅(qū)動緩慢、不同步等問題，具體方案如圖3 所示。
圖3 動力驅(qū)動部分
(2)設(shè)計方案。
如圖4 所示，斜楔回程機(jī)構(gòu)主要由以下五部分組成：管路、五通閥、儲氣罐、進(jìn)出氣口、氣缸。
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【展品范圍】
●燃?xì)庠O(shè)備展區(qū):
①燃?xì)饧夹g(shù)設(shè)備：SCADA、GIS、光纖預(yù)警檢測等信息化新技術(shù)；燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)新技術(shù)及維護(hù)管理技術(shù)設(shè)備、燃?xì)鈶?yīng)用技術(shù)；燃?xì)饪刂茩z測技術(shù)與設(shè)備、燃?xì)庾詣踊刂啤缶到y(tǒng)；石油天然氣存儲技術(shù)、煤氣凈化與回收技術(shù)、供氣集中監(jiān)控技術(shù)；燃?xì)庑滦蛯Ｓ霉懿呐c設(shè)備、管道的防腐技術(shù)、燃?xì)忾y門；工業(yè)燃?xì)庠O(shè)備燃?xì)獍踩?em>裝置及燃?xì)庀嚓P(guān)設(shè)備；普通燃?xì)獗怼⒚簹獗怼㈩A(yù)付費(fèi)氣表、IC卡氣表、網(wǎng)絡(luò)集抄系統(tǒng)其它相關(guān)產(chǎn)品等；
②燃?xì)夤芫W(wǎng)工程建設(shè)與地下管線管理技術(shù)設(shè)備：直縫埋弧焊管、螺旋縫埋弧焊管、ERW焊管及其生產(chǎn)、檢測設(shè)備技術(shù)；燃?xì)夤艿赖男虏牧霞捌渑涮撞考澒艿闹圃煸O(shè)備及技術(shù)、管內(nèi)外壁防腐材料技術(shù)和堵漏技術(shù)；地下管線探測、檢測、臨測技術(shù)設(shè)備、綜合信息管理系統(tǒng)等；
●加氣站設(shè)備/天然氣汽車及相關(guān)配套產(chǎn)品展區(qū):
①加氣站建設(shè)及專用技術(shù)設(shè)備：LPG、LNG、CNG加氣站成套設(shè)備以及相關(guān)配件、LNG儲配站；壓縮機(jī)、干燥器、站用儲氣裝置、回收罐、加氣機(jī)及其配件等；
②天然氣汽車、零部件及專用裝備：天然氣商用車、天然氣乘用車、特種天然氣汽車、天然氣專用車、柴油雙燃料汽車、深冷液化天然氣汽車、壓縮天然氣汽車、液化石油氣汽車、天然氣運(yùn)輸車；CNG 及 LPG 燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、雙燃料或兩用燃料發(fā)動機(jī)；儲氣系統(tǒng)、充氣裝置、儲氣瓶；天然氣過濾器、減壓調(diào)節(jié)器、混合器、低壓氣軟管及循環(huán)水軟管等；
③凈化設(shè)備：天然氣、煤層氣、氫氣、工業(yè)氣體、壓縮空氣干燥、分子篩脫水裝置等。
展開 二、 設(shè)備主要部件組成
霍普金森多功能拉、壓桿設(shè)備主要由儲氣裝置、發(fā)射與控制操縱系統(tǒng)、桿系與子彈、量測與分析系統(tǒng)、中心支撐部件、組合基礎(chǔ)導(dǎo)軌、主動圍壓部分、單次加載裝置、緩沖裝置和輔助設(shè)備等組成。霍普金森多功能拉、壓桿設(shè)備是建立在統(tǒng)一高精度基準(zhǔn)之下的一套專用試驗設(shè)備。其中主要不同于其它設(shè)備的特殊部分分述如下：
1. 發(fā)射系統(tǒng)
由儲氣室、發(fā)射體、操控模塊、活塞、聯(lián)接法蘭、可快換變徑炮管、支承座、反后座支架等組成。
2. 桿件桿徑
壓桿：φ10mm，20mm,30mm,40mm,50mm,80mm,100mm
拉桿：φ20mm，φ14.28mm,φ10mm
3. 操作臺
操控模塊為獨(dú)有結(jié)構(gòu)，在發(fā)射體上安裝，具有進(jìn)氣閥、儲氣室微調(diào)閥、減壓閥、壓力表、炮管底部排氣閥、自動快速放（氣）炮開關(guān)。可以自動操作子彈就位，子彈發(fā)射，采集沖擊信號，導(dǎo)出沖擊方波，得出應(yīng)變率和應(yīng)力等測試結(jié)果
4. 桿系與子彈
材料18Ni；金屬材料均進(jìn)行過熱處理，所有桿件端面垂直度均可達(dá)到0.02mm 以內(nèi)，桿徑和端面粗糙度達(dá)到 Ra0.8 以上。
5. 中心支撐部件
由基座、開合上座、三向移動調(diào)整定位機(jī)構(gòu)、高精度軸承、壓蓋、手動調(diào)整機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。主要特點(diǎn)在統(tǒng)一基準(zhǔn)導(dǎo)軌下可使不同直徑桿系沿軸向運(yùn)動為滾動摩擦，滑動輕快，自調(diào)整極其方便，最大優(yōu)點(diǎn)受力合理使桿系工作壽命大大延長。
6. 組合基準(zhǔn)導(dǎo)軌
由型材導(dǎo)軌、地腳調(diào)節(jié)裝置等拼合組成的一整體導(dǎo)軌。使用專用技術(shù)，使導(dǎo)軌在安裝好后，形成兩個基準(zhǔn)：一個是側(cè)基準(zhǔn)，一個是水平基準(zhǔn)，可使發(fā)射裝置、桿系、支撐部件等在同一基準(zhǔn)下工作，大大提高調(diào)試工作效率。
7.
展開 作為傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其儲氣裝置為地下 洞穴或廢棄礦洞，發(fā)電過程中均需使用燃料，能量轉(zhuǎn)化率相對較低，在 45-55% 左右。
以中儲國能為代表的中國企業(yè)持續(xù)推進(jìn)先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的研究。相較于傳 統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)，先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)不依賴化石燃料、不使用儲氣洞穴， 具有壽命長、清潔無污染、儲能周期不受限制等優(yōu)勢。中儲國能于 2021 年底實 現(xiàn)并網(wǎng)的張家口 100MW/400MWh 先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)，設(shè)計效率達(dá)到了 70.4%，單位裝機(jī)成本降低至 450-750 美元/KW。該項目將有效促進(jìn)我國壓縮空 氣儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2.3、鋰離子電池：優(yōu)秀的中短時儲能技術(shù)同樣適用于部分長時場景
2.3.1、優(yōu)劣勢：儲能技術(shù)較為成熟，但鋰資源約束明顯
優(yōu)勢 1：鋰電池儲能是當(dāng)前技術(shù)最為成熟、裝機(jī)規(guī)模最大的電化學(xué)儲能技術(shù)。根 據(jù)中關(guān)村儲能數(shù)據(jù)，2021 年鋰離子電池占中國新型儲能裝機(jī)量的 89.7%，是最 具代表性的新型儲能技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于 1-2 小時的中短時儲能場景中，在 4-8 小時的儲能項目中也有應(yīng)用。
劣勢 1：鋰離子電池提供功率與貯存能量的裝置綁定在一起，在不提升功率，僅 提升容量的情況下，電池成本等比例增加。即 4 小時儲能系統(tǒng)的電池成本是 1 小時儲能系統(tǒng)的 4 倍。而抽水蓄能、壓縮空氣、液流電池、熔融鹽等儲能方式， 均可以實現(xiàn)功率裝置和能量裝置的解耦，若單純增加儲能時間，僅需等比例配置 貯存能量的裝置即可。劣勢 2：隨著全球電池需求量的迅速增長，鋰資源開始面臨著資源約束問題。一 方面是鋰資源的總量分布有限，地殼豐度僅為 0.006%;另一方面是鋰資源的空間 分布不均勻，鋰礦主要分布在澳洲、南美地區(qū)，根據(jù)美國地質(zhì)勘探局 2021 年報 告，我國鋰資源儲量僅占全球 6%，且開采成本較高，現(xiàn)在的電池生產(chǎn)用鋰對外 依存度過高。
展開 
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二、 設(shè)備主要部件組成
霍普金森多功能拉、壓桿設(shè)備主要由儲氣裝置、發(fā)射與控制操縱系統(tǒng)、桿系與子彈、量測與分析系統(tǒng)、中心支撐部件、組合基礎(chǔ)導(dǎo)軌、主動圍壓部分、單次加載裝置、緩沖裝置和輔助設(shè)備等組成。霍普金森多功能拉、壓桿設(shè)備是建立在統(tǒng)一高精度基準(zhǔn)之下的一套專用試驗設(shè)備。其中主要不同于其它設(shè)備的特殊部分分述如下：
1.
作為傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)，其儲氣裝置為地下 洞穴或廢棄礦洞，發(fā)電過程中均需使用燃料，能量轉(zhuǎn)化率相對較低，在 45-55% 左右。
以中儲國能為代表的中國企業(yè)持續(xù)推進(jìn)先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的研究。相較于傳 統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)，先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)不依賴化石燃料、不使用儲氣洞穴， 具有壽命長、清潔無污染、儲能周期不受限制等優(yōu)勢。
但該系統(tǒng)的儲氣裝置存在制造困難的問題，如需特殊的耐腐蝕材料、需將其固定在海底等。
圖4 儲氣裝置示意圖
斜楔分析與應(yīng)用
課題研究方法
本次課題采用因果分析方法，從問題的本質(zhì)出發(fā)，找到問題的根本因素，通過改變影響因素從而解決故障，保證正常的生產(chǎn)。
、回收罐、加氣機(jī)及其配件等；
②天然氣汽車、零部件及專用裝備：天然氣商用車、天然氣乘用車、特種天然氣汽車、天然氣專用車、柴油雙燃料汽車、深冷液化天然氣汽車、壓縮天然氣汽車、液化石油氣汽車、天然氣運(yùn)輸車；CNG 及 LPG 燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、雙燃料或兩用燃料發(fā)動機(jī)；儲氣系統(tǒng)、充氣裝置、儲氣瓶；天然氣過濾器、減壓調(diào)節(jié)器、混合器、低壓氣軟管及循環(huán)水軟管等；
③凈化設(shè)備：天然氣、煤層氣、氫氣、工業(yè)氣體、壓縮空氣干燥
