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第51卷第1期化工机械151

D0I:10.20031/j.cnki.0254-6094.202401020

液-液二氧化碳储能系统的性能分析

陈力1廖传华1王常青2

（1.南京工业大学机械与动力工程学院；2.南京三方化工设备监理有限公司）

摘要随着间歇性可再生能源的普及，储能系统在电网中发挥着关键作用。与空气储能系统相比，二氧

化碳储能具有储能密度高、易液化、环境友好等优势。首先建立了一种液-液二氧化碳储能系统，然后利用

AspenPlus仿真软件对其储能过程进行建模分析，揭示了储能压力、释能压力、压缩机进口压力、节流阀压

降、压缩机效率及膨胀机效率等参数变化对系统性能的影响。最后，对这种液-液二氧化碳储能系统进行了

参数分析，得到系统最优工艺参数。同时对系统进行用分析，得到用损分布，分析讨论了系统产生用损的内

部原因。

关键词二氧化碳储能系统热力学参数优化分析

A0254-6094(2024)01-0151-10

中图分类号TM73文献标志码文章编号（

电力是能源消耗的主要形式，寻找降低能源系统克服了对大型洞穴的依赖，而且能量密度也

消耗的方法对电力工业非常重要。储能技术克服有显著改进，但由于液化技术不完善，其系统效

了传统电网供应时间受限、供应地点不连续等问率相对较低[7.8]。

题，被证明是一种有效的平峰填谷措施，引起了过去对储能介质的研究主要集中于空气。近

广泛关注门。年来，鉴于二氧化碳的优异性能，如环境友好、热

现已开发的储能技术有多种类型，如抽水蓄性能好、安全性高，同时具有A-AES和LAES的优

能（PHS)、压缩空气储能（CAES)、热能储能点，即既具有较高的能量密度，又具有较高的转

（TES）、超导磁储能（SEMS）、飞轮储能、电容器/超换效率[9,101,故在储能领域具有较好的应用前景。

级电容器储能、太阳能燃料电池和储氢[2-4]。其中，笔者建立了一种液-液二氧化碳储能系统，

CAES因具有初始成本低、低污染、高效率及长寿通过AspenPlus仿真模拟软件进行模拟，探究关

命等特点，是当前应用最为广泛的储能技术。但键参数变化对系统性能影响的规律，揭示它们之

传统CAES系统需依赖化石燃料和大型洞穴，而间的关系,并对系统进行优化[]。在此基础上进

且其能量密度不高[5.6]。为了克服这些缺点，有学

行了分析，揭示每个部件之间和整个系统的

者提出了一些新型CAES系统，其中最重要的是损分布,以期为进一步研究二氧化碳储能系统提

绝热压缩空气储能（A-AES）和液体空气储能器供参考。

(LAES)。对于A-AES,燃烧室被换热器和再生单1系统流程介绍

元所取代，因不与外部环境进行热量交换，其效根据二氧化碳赋存状态与含能的关系，构建

率可达50%~75%，远超传统CAES系统的效率（低了一种液-液二氧化碳储能系统，其工艺流程示

于50%），但仍然严重依赖于巨大的储气库。LAES意图如图1所示。

作者简介：陈力（1996-），硕士研究生，从事传热传质强化技术的研究。

通讯作者：廖传华（1972-），教授，从事高浓度难降解有机废水深度治理与资源化利用、可再生能源与低碳技术研究

等,Lch@njtech.edu.cn。

引用本文：陈力，廖传华，王常青.液-液二氧化碳储能系统的性能分析[J].化工机械，2024,51（1)：151-159;164.

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