提高發(fā)電效率及氣體分離的方法和氣體分離系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，包括發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組，至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)、或需要按照電網(wǎng)調(diào)度改變運(yùn)行狀態(tài)、或兩種狀態(tài)組合；氣體分離機(jī)組系統(tǒng)有與電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系的信息通信部，氣體分離機(jī)組至少接受電廠、或電網(wǎng)、或兩者組合調(diào)度，調(diào)度包括信息和命令；使至少有一臺(tái)不按電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組將超出電網(wǎng)調(diào)度允許其發(fā)電數(shù)量的電能，用于相應(yīng)數(shù)量的非發(fā)電機(jī)組輔機(jī)型的氣體分離機(jī)組運(yùn)行，使電網(wǎng)負(fù)荷平衡，同時(shí)采用物理分離法分離氣體。采用上述方法的氣體生產(chǎn)系統(tǒng)，至少有一臺(tái)調(diào)節(jié)電網(wǎng)用電負(fù)荷的氣體分離機(jī)組有信息通信部。
【專利說(shuō)明】提高發(fā)電效率及氣體分離的方法和氣體分離系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種通過(guò)提高發(fā)電效率、降低電能成本和分離氣體的方法并且提出一種氣體分離系統(tǒng)，具體地說(shuō)就是關(guān)于利用變負(fù)荷和非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組所生產(chǎn)超出電網(wǎng)調(diào)度允許的電力驅(qū)動(dòng)氣體分離機(jī)組分離氣體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)包括一個(gè)及以上個(gè)發(fā)電分系統(tǒng)、輸變電分系統(tǒng)和用電分系統(tǒng)。發(fā)電分系統(tǒng)至少包括一臺(tái)發(fā)電機(jī)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生部和附屬配套部，比如火力發(fā)電系統(tǒng)至少包括鍋爐部、汽輪機(jī)部和發(fā)電機(jī)部，還包括水系統(tǒng)部和空氣壓縮機(jī)等各種輔機(jī)部。這時(shí)的空氣壓縮機(jī)組只是為了滿足發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)工藝需要。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電分系統(tǒng)的電力需求越來(lái)越大，用電分系統(tǒng)的負(fù)荷變化也越來(lái)越呈現(xiàn)隨機(jī)變化，同時(shí)電力負(fù)荷的峰谷差別也越來(lái)越大。發(fā)電機(jī)組主要包括火力發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電、水電、核電等；電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機(jī)組可以分為基本負(fù)荷機(jī)組、可用發(fā)電能力機(jī)組和備用發(fā)電能力機(jī)組，基本負(fù)荷機(jī)組多是滿負(fù)荷發(fā)電機(jī)組，可用發(fā)電能力機(jī)組一般多是優(yōu)先被用于適應(yīng)電力系統(tǒng)用電負(fù)荷的變化；由于電網(wǎng)用電負(fù)荷變化頻繁所以經(jīng)常需要調(diào)整發(fā)電機(jī)組功率的大小，在很多時(shí)段經(jīng)常有發(fā)電機(jī)組以低于滿負(fù)荷發(fā)電效率運(yùn)行，用電負(fù)荷變化較大時(shí)有時(shí)還需要停機(jī)。不經(jīng)濟(jì)負(fù)荷調(diào)節(jié)包括停機(jī)和非優(yōu)效率運(yùn)行，電力系統(tǒng)的用電負(fù)荷變化中包括日常、晝夜調(diào)峰和季節(jié)變化，但發(fā)電機(jī)組負(fù)荷調(diào)整最頻繁的是因?yàn)槿粘６嘁?jiàn)用電系統(tǒng)負(fù)荷的波浪型隨機(jī)變化，發(fā)電機(jī)組負(fù)荷調(diào)整幅度較大的是晝夜電力負(fù)荷調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在實(shí)行的調(diào)度方法有節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法和有序調(diào)停燃煤機(jī)組的節(jié)能調(diào)度模式。主要是根據(jù)機(jī)組煤耗、排放水平、負(fù)荷率平衡分配各個(gè)機(jī)組的發(fā)電數(shù)量。現(xiàn)較多的發(fā)電機(jī)組經(jīng)常以30-60%的功率負(fù)荷運(yùn)行，這時(shí)發(fā)電機(jī)組每度電的能源消耗遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)組以設(shè)計(jì)負(fù)荷發(fā)電效率運(yùn)行時(shí)的能源消耗，發(fā)電機(jī)組以設(shè)計(jì)負(fù)荷率運(yùn)行時(shí)的煤耗或經(jīng)濟(jì)效率運(yùn)行的成本一般是最低的?！吨袊?guó)電力》2012年1月刊發(fā)的《超超臨界機(jī)組瞬變負(fù)荷對(duì)供電煤耗率的影響》一文，即說(shuō)明了低負(fù)荷率時(shí)的較高煤耗，也說(shuō)明了負(fù)荷經(jīng)常變化也會(huì)造成較高的煤耗。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的江浙地區(qū)華能海門(mén)電廠一臺(tái)額定功率1036MW發(fā)電機(jī)組，機(jī)組設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率為283g/kW.h，實(shí)際運(yùn)行中由于經(jīng)常變負(fù)荷運(yùn)行的影響很難達(dá)到設(shè)計(jì)值。[2011年全國(guó)火電平均煤耗為330克/kW.h。]根據(jù)該機(jī)組實(shí)際某一天負(fù)荷調(diào)度曲線統(tǒng)計(jì)，700麗到1000麗之間變負(fù)荷波動(dòng)2次，從750麗到900麗之間變負(fù)荷波動(dòng)3次，從800麗到900麗之間變負(fù)荷波動(dòng)至少5次，其它稍小的負(fù)荷波動(dòng)更多，將一天負(fù)荷波動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算后得知發(fā)電機(jī)組至少多消耗煤1203.47t，如果以800元/t煤計(jì)算，每天每臺(tái)機(jī)組至少多花費(fèi)96.2776萬(wàn)元。請(qǐng)注意上述計(jì)算只是發(fā)電機(jī)組從穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)改變運(yùn)行狀態(tài)到新的運(yùn)行狀態(tài)之間所產(chǎn)生的損失，不一定是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)！從文章中可以看到發(fā)電機(jī)組在800MW到1036麗之間供電煤耗的變化曲線趨于平緩，如果以860麗到1036麗之間作為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功率，這時(shí)發(fā)電煤耗變化不會(huì)超過(guò)lg/kW.h，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功率可以定為860MW-1036MW之間，發(fā)電機(jī)組最優(yōu)功率則為920MW左右或最優(yōu)成本供電煤耗率為279.768g/kff.h。還有文獻(xiàn)報(bào)道一臺(tái)12.5萬(wàn)kw的火力發(fā)電機(jī)組啟停一次，需消耗20t標(biāo)準(zhǔn)煤；一臺(tái)20萬(wàn)kw的火力發(fā)電機(jī)組啟停一次，需消耗34.8t標(biāo)準(zhǔn)煤。湖南電網(wǎng)2008年單日負(fù)荷峰谷差僅為488萬(wàn)kW.,2012年單日負(fù)荷峰谷差已超過(guò)1000萬(wàn)kW.。詳情見(jiàn)[中國(guó)電力]2013年10月P1。2011年我國(guó)用電負(fù)荷峰谷相差達(dá)到40-50 %，至少有20-30 %的電源容量充當(dāng)調(diào)峰電源；為了調(diào)整電力負(fù)荷白天夜間的峰谷差距，現(xiàn)在最常見(jiàn)的是建設(shè)抽水蓄能電站，抽水蓄能電站一是投資巨大，一般在5000元/千瓦及以上；二是需要經(jīng)過(guò)兩次有能量損失的電能量轉(zhuǎn)換，能量損失較大，抽水蓄能電站的能量轉(zhuǎn)換效率-綜合效率系數(shù)有的只有65%左右；三是水資源要靠天吃飯，有豐枯季節(jié)之分；四是最終能量形式還是有較大損耗的電能。以2010年底統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)電設(shè)備容量9.62億KW，火電占73.44% ;抽水蓄能電量16345麗，在建12040麗，預(yù)計(jì)到2020年建設(shè)抽水蓄能電量約70000MW。目前運(yùn)行的抽水蓄能機(jī)組每年約啟動(dòng)2000-4000次。國(guó)外的電網(wǎng)中抽水蓄能電量最高約為總電量的15%左右。電力負(fù)荷調(diào)節(jié)還有其它的方式，如電池蓄能、壓縮空氣蓄能、飛輪蓄能、電容器蓄能、空調(diào)制冰蓄能、調(diào)相機(jī)蓄能等；還有為生產(chǎn)氫氣而電解水，家用電解法制氧的單耗高達(dá)13kw.h/立方米.氧氣，工業(yè)電解法制氫的單耗高達(dá)8.0-9.0kw.h/立方米.氫氣，可以參見(jiàn)機(jī)械工業(yè)出版社《制氧技術(shù)問(wèn)答》張輝、王和平編著；所以如果將此類氫氣用于氧化燃燒則沒(méi)有節(jié)能益處。由于各種經(jīng)濟(jì)、技術(shù)原因上述蓄能設(shè)施除抽水蓄能外其它方案都沒(méi)有大規(guī)模采用或容量不足。發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性包括排放水平、機(jī)組負(fù)荷率和煤耗；目前大型火力發(fā)電機(jī)組的能源轉(zhuǎn)換效率一般是44%左右，前景發(fā)展目標(biāo)也只是51%左右；熱電聯(lián)產(chǎn)的效率可以達(dá)到70-80%左右。在電力系統(tǒng)既定的現(xiàn)有條件下，各種發(fā)電機(jī)組共同的節(jié)能增效問(wèn)題一是機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷率，二是負(fù)荷變化率；當(dāng)然還有電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率等調(diào)節(jié)方式的優(yōu)化。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛的實(shí)際應(yīng)用，電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化程度越來(lái)越高。除了發(fā)電端現(xiàn)有技術(shù)之外還在用電分系統(tǒng)的用戶負(fù)荷管理也有很多方法，即常說(shuō)的需求側(cè)用電管理。需求側(cè)用電管理是在用電緊張區(qū)域內(nèi)對(duì)某些非重要的負(fù)荷，在用電高峰時(shí)停止或限量供電。有時(shí)電網(wǎng)調(diào)度也可以根據(jù)協(xié)議或合同直接控制確定的某些用戶的設(shè)備。
[0003]可燃?xì)怏w也可以稱為助燃劑。助燃劑包括氧氣、或富氧氣體、或氫氣、或有機(jī)可燃?xì)怏w。日常燃燒主要是與空氣中的氧氣產(chǎn)生的氧化反應(yīng)，也包括其它混合氣體中的可燃有機(jī)成分?？諝庵兄饕?0.95%的氧氣和78.04%的氮?dú)猓凰钥諝庵醒鯕馀c氮?dú)獾谋壤梢院?jiǎn)化為1:4。氣體分離或制取可分為物理法、化學(xué)法和電解法等方法。一般物理法成本較低，物理法主要是采用空氣分離的方式。空氣分離方法主要包括低溫法、變壓吸附法和膜分離法，低溫法也可稱為低溫壓縮法。三種分離方法在設(shè)備投資、生產(chǎn)工藝和技術(shù)及產(chǎn)品性狀各有不同，隨著技術(shù)的發(fā)展還會(huì)有所變化。三種分離方法的產(chǎn)品在氧氣的純度上也各不相同；運(yùn)行壓力有高有低，但較低的工作壓力也在0.6Mpa左右；氮?dú)庠?7.35K時(shí)為無(wú)色液體，氧氣在90.188K時(shí)為藍(lán)色液體，所以可以在90.188K時(shí)分離氧氣和氮?dú)?。三種分離方法的電耗分別為:低溫壓縮法的單耗大約為0.37kw.h/立方米.氧氣；變壓吸附法的單耗大約為0.42kw.h/立方米.氧氣，也有VPSA吸附法的單耗為0.30kw.h/立方米.氧氣。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，制氧單耗大約可以降低到0.28kw.h/立方米.氧氣。變壓吸附法和膜分離法制氧機(jī)的啟動(dòng)或停止以及產(chǎn)品完成時(shí)間都較短，可以隨時(shí)停機(jī)，所以調(diào)峰性能講更好；自從美國(guó)UEI公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)出將低溫精餾和變壓吸附有機(jī)結(jié)合的制氧機(jī)，出氧時(shí)間大大減少，低溫法制氧機(jī)組出成品的較短時(shí)間約為7個(gè)小時(shí)，尤其是低溫法制氧機(jī)組多適用于晝夜和季節(jié)調(diào)峰。低溫法制氧機(jī)主要采用空氣的壓縮、節(jié)流和膨脹等不同形式方法制氧。氣體分離裝置包括主機(jī)和輔助部，在各種空氣分離方法中主機(jī)的組成也各有不同，主要包括壓縮機(jī)、吸附塔、膜組和控制系統(tǒng)；輔助部主要包括管路、過(guò)濾器、塔、換熱器、閥、容器等?，F(xiàn)有制氧技術(shù)和設(shè)備至少可以參見(jiàn)冶金工業(yè)出版社《制氧技術(shù)》[2009年第二版]李化治編著和機(jī)械工業(yè)出版社《制氧技術(shù)問(wèn)答》張輝、王和平編著。
[0004]民用和商業(yè)燃?xì)庠O(shè)備包括燃?xì)鈴N具、燃?xì)鉄崴?、燃?xì)獠膳癄t、燃?xì)飧梢聶C(jī)、燃?xì)饪照{(diào)等。燃?xì)鈴N具包括灶具和烘焙廚具。還包括內(nèi)燃機(jī)，比如汽車(chē)和拖拉機(jī)?？扇?xì)怏w包括天然氣、液化石油氣、煤制氣、煤層氣、沼氣、二甲醚、可燃冰等。天然氣的主要成分為甲烷，大約為80-98%。據(jù)媒體報(bào)道2012年廣州分時(shí)電價(jià):零點(diǎn)_8點(diǎn)為0.319元/度；14點(diǎn)-17點(diǎn)和19點(diǎn)-22點(diǎn)為0.9875元/度；其余時(shí)段為0.61元/度。2012年河北唐山天然氣的單價(jià)是2.15元/立方米。理論計(jì)算以空氣中含21%的氧氣計(jì)算,使1立方米天然氣完全燃燒，大約需要10立方米空氣，總的煙氣量大概在11立方米，也可以說(shuō)日常生活中每燃燒1立方米天然氣完全燃燒后就有無(wú)效的8立方米氮?dú)獗患訜?，產(chǎn)生了能源浪費(fèi)、過(guò)度消耗了室內(nèi)的氧氣和生成有害的氮氧化物；如果換算成純氧只需2立方米。也就是說(shuō)如果采用純氧代替空氣燃燒時(shí)，使1立方米天然氣完全燃燒，大約需要2立方米氧氣，總的煙氣量大概在3立方米，就可以節(jié)省大約72%的能量。被加熱的8立方米氮?dú)鉄煔忪实臒崃看蠹s為24951kJ/立方米；也就是說(shuō)這些氮?dú)鉄煔忪薀崃慷际抢速M(fèi)。如果以峰谷電價(jià)零點(diǎn)_8點(diǎn)為
0.319元/度計(jì)算，制氧單耗僅為0.0957元/立方米.氧氣，2立方米.氧氣價(jià)格大約為
0.1914元，節(jié)省天然氣的價(jià)格大約為1.50元，兩者相差大約1.30元；遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于制造2立方米氧氣0.1914元/立方米的價(jià)格；采用純氧代替空氣燃燒包括燃?xì)庥镁吆蛢?nèi)燃機(jī)都有類此效果。在房間較封閉時(shí)，燃?xì)鉄崴骱腿細(xì)庠畹氖褂媒?jīng)常會(huì)造成房間內(nèi)缺氧和燃燒不完全產(chǎn)生一氧化碳，所以富氧燃燒有利于人身安全。由于燃燒溫度高于1800度以上時(shí)煙氣中的二氧化碳、水蒸氣等容易發(fā)生分解額外消耗熱量和易于生成有害氮氧化物，所以應(yīng)該適度控制燃燒溫度，可以通過(guò)控制氧氣含量和調(diào)節(jié)氣體閥門(mén)大小控制氣體流量及選擇燃燒器結(jié)構(gòu)的方式控制燃燒溫度。以上內(nèi)容可以參見(jiàn)機(jī)械工業(yè)出版社《燃?xì)馊紵c燃燒裝置》主編劉蓉、劉文斌。因?yàn)榭梢圆捎萌細(xì)馀c商品化氧氣燃燒不需要環(huán)境空氣的助燃，所以節(jié)能燃?xì)饩叩募訜崦婧腿紵髦g的高度可以大幅降低。氣體分離機(jī)組主要包括壓縮機(jī)組和配套設(shè)備，如制氧機(jī)組，其它的氣體分離機(jī)組的原理和制氧機(jī)組類此，本發(fā)明以制氧和制氧機(jī)組為例說(shuō)明。純氧或富氧燃燒既可以減少加熱氮?dú)獾葻o(wú)效的能源浪費(fèi)又可以減少有害的氮化物污染。工業(yè)窯爐有全氧、富氧和稀氧燃燒，由于工藝條件各不相同，所以結(jié)構(gòu)和效果各異，但采取本發(fā)明的氧氣成本可以是最低的。一次能源的利用效率一般多高于二次能源，還有物理變化所耗費(fèi)的能量小于發(fā)生化學(xué)變化所耗費(fèi)的能量。
[0005]本發(fā)明的氣體分離機(jī)組不包括現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)作為發(fā)電機(jī)組配套輔機(jī)的氣體分離機(jī)組和社會(huì)上現(xiàn)有通常意義的氣體分離機(jī)組?，F(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)作為發(fā)電機(jī)組配套輔機(jī)的氣體分離機(jī)組只接受電廠調(diào)度，它的運(yùn)行只需滿足發(fā)電機(jī)組的需要即可。社會(huì)上通常意義的的氣體分離機(jī)組只有在電網(wǎng)電力不足的情況時(shí)，偶然或短時(shí)間、間接地、被動(dòng)和非自愿地接受電網(wǎng)調(diào)度。本發(fā)明中氣體分離機(jī)組以制氧機(jī)組為例說(shuō)明。本發(fā)明所說(shuō)氣體分離機(jī)組包括配合輔機(jī)部分。本發(fā)明所說(shuō)制氧和制氧機(jī)組首先是專門(mén)為配合或平衡電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)和提高發(fā)電機(jī)組效率而設(shè)立；皆非工藝配套制氧或純氣體生產(chǎn)分離機(jī)組。由于氣體分離機(jī)組改變運(yùn)行狀態(tài)比發(fā)電機(jī)組容易和能耗損失較小，所以改變氣體分離機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)比發(fā)電機(jī)組更節(jié)省。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有僅僅利用電網(wǎng)峰谷電價(jià)的技術(shù)不同，本發(fā)明主要是以使發(fā)電機(jī)組盡可能長(zhǎng)期保持在穩(wěn)定狀態(tài)或運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率及以上為基礎(chǔ)，生產(chǎn)低成本的助燃或可燃?xì)怏w；在現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)中，經(jīng)常有發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài)，若將低負(fù)荷狀態(tài)的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率提高，就會(huì)有超過(guò)電網(wǎng)調(diào)度允許的電量產(chǎn)生，所以必須同時(shí)消耗此電量，才能使電網(wǎng)負(fù)荷平衡。與現(xiàn)有電網(wǎng)需求側(cè)管理下的強(qiáng)制性用電負(fù)荷管理運(yùn)行方式也不同，包括氣體分離裝置與電網(wǎng)或發(fā)電公司的關(guān)系；還有氣體分離裝置產(chǎn)品的用途。氣體分離裝置在本發(fā)明中相當(dāng)于發(fā)電機(jī)組或蓄能裝置，但經(jīng)濟(jì)效益比其效果更優(yōu)。電力系統(tǒng)包括集中式、分布式和單發(fā)電機(jī)組式。如何在提高發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益的過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生有益的產(chǎn)品，產(chǎn)生的有益產(chǎn)品又可以象熱電聯(lián)產(chǎn)那樣達(dá)到更高的經(jīng)濟(jì)效益，就是本發(fā)明的考慮的問(wèn)題。
[0007]如何使電力系統(tǒng)內(nèi)盡可能多的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功率及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷率之上或保持運(yùn)行功率不變的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，盡可能不受電網(wǎng)用電負(fù)荷隨機(jī)變化的影響，并同時(shí)生產(chǎn)低成本的分離氣體或助燃劑以產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。是電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行新的重大課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題主要是如何使電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)組保持運(yùn)行功率不變的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、或運(yùn)行于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功率或經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷率及之上，并同時(shí)生產(chǎn)低成本的助燃或可燃?xì)怏w以產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，包括發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組，其主要特征是至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)、或需要按照電網(wǎng)調(diào)度改變運(yùn)行狀態(tài)、或兩種狀態(tài)組合，電網(wǎng)用電負(fù)荷變化時(shí)，至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組需按電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行功率或負(fù)荷發(fā)生變化；氣體分離機(jī)組系統(tǒng)有與電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系的信息通信部，氣體分離機(jī)組至少接受電廠、或電網(wǎng)、或兩者組合調(diào)度，調(diào)度包括信息和命令；使至少有一臺(tái)不按電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組將超出電網(wǎng)調(diào)度允許其發(fā)電數(shù)量的電能，用于相應(yīng)數(shù)量的非發(fā)電機(jī)組輔機(jī)型的氣體分離機(jī)組運(yùn)行，使電網(wǎng)負(fù)荷平衡，同時(shí)采用物理分離法分離氣體?，F(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度可以分為國(guó)家電網(wǎng)、區(qū)域電網(wǎng)、省網(wǎng)、地調(diào)、縣調(diào)、發(fā)電廠等調(diào)度形式。由于發(fā)電機(jī)組分別屬于不同的單位和大小不同，所以調(diào)度方式也可以有多種方式。國(guó)家電網(wǎng)、區(qū)域電網(wǎng)、電力集團(tuán)、省網(wǎng)、地調(diào)、縣調(diào)，本發(fā)明統(tǒng)稱為電網(wǎng)調(diào)度。電廠包括燃煤電廠、或燃?xì)怆姀S、或燃油電廠、或水電廠、或核電廠、或其任意組合。
[0010]從現(xiàn)實(shí)實(shí)際出發(fā)，最有可能的實(shí)踐者是電廠或電力集團(tuán)等具體發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行管理者，其次是社會(huì)投資者，但電網(wǎng)的作用是關(guān)鍵的，尤其是實(shí)時(shí)電網(wǎng)的用電負(fù)荷和發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。氣體分離機(jī)組系統(tǒng)至少可以采取與電網(wǎng)合作、或與電廠合作，兩種方法得到發(fā)電機(jī)組電量變化的數(shù)據(jù)。發(fā)電機(jī)組處于非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)包括運(yùn)行在低負(fù)荷和開(kāi)機(jī)后運(yùn)行在低負(fù)荷，降低發(fā)電機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷，甚至是停機(jī)。發(fā)電機(jī)組由于用電系統(tǒng)負(fù)荷限制運(yùn)行效率低和發(fā)電機(jī)組經(jīng)常變化運(yùn)行功率，都是不經(jīng)濟(jì)的。從理論上說(shuō)任何一臺(tái)設(shè)備都有一個(gè)最優(yōu)運(yùn)行效率或成本最優(yōu)值，最優(yōu)運(yùn)行功率或發(fā)電成本值的確定有理論分析和實(shí)際運(yùn)行或?qū)嶒?yàn)兩種方法；具體分析可以參見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)?201210054312.1的專利申請(qǐng)的分析；在以最優(yōu)運(yùn)行效率或成本最優(yōu)值為中心的一個(gè)小范圍內(nèi)，運(yùn)行成本變化會(huì)很小，這個(gè)運(yùn)行效率、功率或成本值可以稱為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率、功率或成本值。在同一條件下，運(yùn)行效率、功率或成本值是互相對(duì)應(yīng)的，可以通用。偏差可以忽略不計(jì)；實(shí)際數(shù)值可以視具體機(jī)組實(shí)際狀況而定；因此本發(fā)明將與此范圍對(duì)應(yīng)的功率或效率稱之為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功率或效率。發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)包括發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度命令前和和執(zhí)行命令后的狀態(tài)，還包括發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行狀態(tài)和按電廠調(diào)度主動(dòng)改變發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)組提高運(yùn)行功率，包括根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度命令調(diào)節(jié)和主動(dòng)調(diào)節(jié)。用電負(fù)荷變化包括負(fù)荷降低和負(fù)荷增加，用電負(fù)荷增加時(shí)，包括增加現(xiàn)有運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行功率和啟動(dòng)新的發(fā)電機(jī)組；若新啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)組電網(wǎng)允許的負(fù)荷低于經(jīng)濟(jì)效率時(shí)，若提高運(yùn)行功率較大尤其是以經(jīng)濟(jì)功率運(yùn)行時(shí)就超過(guò)電網(wǎng)調(diào)度允許的發(fā)電量；將現(xiàn)有按電網(wǎng)調(diào)度處于非經(jīng)濟(jì)效率運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組提高運(yùn)行功率時(shí)也會(huì)造成新的發(fā)電功率的富裕。用電負(fù)荷減少一般是現(xiàn)有運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組根據(jù)新的電網(wǎng)調(diào)度命令需降低運(yùn)行功率或關(guān)停運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)組，這時(shí)就需要保持穩(wěn)定運(yùn)行功率或?qū)⑻幱诘拓?fù)荷運(yùn)行變?yōu)橐越?jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行。氣體分離機(jī)組系統(tǒng)有控制部，控制部通過(guò)人工控制、或自動(dòng)化控制、或兩者組合。氣體分離裝置通過(guò)空氣分離法生產(chǎn)至少為氧氣或富含氧氣中的一種，氧氣或富含氧氣至少為氣體或液體中的一種。富含氧氣包括氧氣濃度大于空氣的各種氧氣濃度含量的含氧氣體。同時(shí)包括被分離氣體可以包括工業(yè)生產(chǎn)的各種工藝氣體、有機(jī)氣體、尾氣和混合可燃?xì)怏w。有機(jī)氣體包括各種可燃?xì)怏w。本發(fā)明氣體分離裝置的運(yùn)行或停止是根據(jù)電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)組的電能是否有富裕和運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)，由于通過(guò)容量或功率等大小不同的多個(gè)氣體分離裝置靈活配置，可以根據(jù)電網(wǎng)用電負(fù)荷的變化適時(shí)將類此功率大小不同的氣體分離裝置關(guān)閉或啟動(dòng)，同時(shí)也可以通過(guò)氣體分離裝置變化運(yùn)行狀態(tài)得到不同的用電量。氣體分離裝置的負(fù)荷可以通過(guò)數(shù)量的積累可以很大，比如一臺(tái)11萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)的用電負(fù)荷至少為4.07萬(wàn)kw.h。一臺(tái)15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)的用電負(fù)荷至少為5.55萬(wàn)kw.h。氣體分離裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品包括氣態(tài)和液態(tài)。氣體分離裝置主要為制氧機(jī)組。氣體分離方法分別為低溫法、或膜分離法、或變壓吸附法、或三者中任意兩種及以上種組合使用，至少其中一種。氣體分離裝置分別為低溫制氧機(jī)、或膜分離制氧機(jī)、或變壓吸附制氧機(jī)、或三者中任意兩種及以上種組合使用，至少其中一種。由于膜分離制氧機(jī)或變壓吸附制氧機(jī)生產(chǎn)的為不同濃度的富含氧氣的氣體，所以可以用三者中的兩種或以上種組合使用可以取得不同的效果。氣體分離機(jī)組接受電網(wǎng)或發(fā)電廠調(diào)度，電網(wǎng)用電系統(tǒng)負(fù)荷減少時(shí)氣體分離機(jī)組運(yùn)行數(shù)量增加或運(yùn)行功率增加，避免電力系統(tǒng)中至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組因電網(wǎng)用電負(fù)荷變化使發(fā)電功率發(fā)生變化；電網(wǎng)用電系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)氣體分離裝置運(yùn)行數(shù)量或運(yùn)行功率降低。通過(guò)將發(fā)電機(jī)組超出電網(wǎng)調(diào)度允許超發(fā)的電量用于開(kāi)啟或運(yùn)行相應(yīng)數(shù)量的氣體分離機(jī)組，以消耗富裕的電能達(dá)到電網(wǎng)用電負(fù)荷的平衡。由于低溫法制氧機(jī)組啟動(dòng)后需要十幾個(gè)小時(shí)以上才有產(chǎn)品產(chǎn)出，所以從啟動(dòng)和關(guān)閉的快慢角度講吸附式制氧機(jī)或膜分離制氧機(jī)更方便。氣體分離裝置可以多種類型制氧機(jī)組同時(shí)運(yùn)行；如可以有吸附式制氧機(jī)或膜分離制氧機(jī)等，也可以是各種分離法的組合使用，更適合靈活快速平衡電網(wǎng)用電負(fù)荷的變化。
[0011]本發(fā)明的氣體分離裝置與現(xiàn)有的普通氣體分離裝置在作用和目的以及結(jié)構(gòu)都是有本質(zhì)區(qū)別的。氣體分離裝置制氧機(jī)組作為與發(fā)電機(jī)組等效的用電負(fù)荷變化調(diào)節(jié)機(jī)組。用電負(fù)荷增加減少運(yùn)行的氣體分離裝置功率或數(shù)量，用電負(fù)荷減少就增加運(yùn)行的氣體分離裝置功率或數(shù)量，發(fā)電機(jī)組則可以盡可能一直保持在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)或最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。普通氣體分離裝置不是為電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組效率服務(wù)的，普通氣體分離裝置運(yùn)行開(kāi)啟在不強(qiáng)制限電的情況下是自由開(kāi)關(guān)的；普通氣體分離裝置不會(huì)與電網(wǎng)調(diào)度部之間有自動(dòng)控制關(guān)系。本發(fā)明的氣體分離裝置主要是作為電網(wǎng)用電系統(tǒng)負(fù)荷變化的平衡裝置，在條件允許的情況下，發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組都可以運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，所以既可以在提高發(fā)電機(jī)組效率的同時(shí)氣體生產(chǎn)成本可以達(dá)到最低。調(diào)度包括信息和命令，氣體分離機(jī)組至少可以從電廠、或電網(wǎng)、或兩者組合得到電量信息。將發(fā)電機(jī)組提高運(yùn)行效率所多產(chǎn)的電能，用于一個(gè)及以上個(gè)氣體分離裝置通過(guò)氣體分離法生產(chǎn)純氧氣或富含氧氣。
[0012]尤其是在發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)氣體分離機(jī)組降低運(yùn)行功率或停機(jī)，也可以起到保護(hù)電網(wǎng)和平衡電網(wǎng)用電負(fù)荷的效果。
[0013]優(yōu)先的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率變化，包括發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率主動(dòng)變化、或被動(dòng)變化、或兩者組合。發(fā)電機(jī)組處于非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)包括運(yùn)行在低負(fù)荷和開(kāi)機(jī)后運(yùn)行在低負(fù)荷，或降低發(fā)電機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷，甚至是停機(jī)。
[0014]優(yōu)先的首先根據(jù)現(xiàn)有氣體分離機(jī)組總的可用功率數(shù)量，依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度允許發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生的多余電量和氣體分離機(jī)組相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)所需用的電量數(shù)量的匹配狀態(tài)，比較發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組不同匹配運(yùn)行狀態(tài)獲得的綜合效益并選擇確定最優(yōu)運(yùn)行方案。用電負(fù)荷在一天內(nèi)可以有若干個(gè)峰值。也可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)出用電負(fù)荷峰值的出現(xiàn)規(guī)律。發(fā)電機(jī)組提高發(fā)電效率主要是發(fā)電機(jī)組提高運(yùn)行功率和發(fā)電機(jī)組保持穩(wěn)定運(yùn)行，其次是發(fā)電機(jī)組選擇損失最小的降負(fù)荷曲線運(yùn)行。由于氣體分離機(jī)組的平衡作用，在發(fā)電機(jī)組降負(fù)荷的過(guò)程中，發(fā)電機(jī)組一是可以選擇負(fù)荷降低的曲線，二是發(fā)電機(jī)組變化終了的負(fù)荷也可以高于電網(wǎng)調(diào)度要求的負(fù)荷。計(jì)算發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)改變產(chǎn)生的多余電量和氣體分離機(jī)組相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)所需用的電量數(shù)量一般是采用編制好的計(jì)算軟件進(jìn)行。也可以采用直觀的圖形方法。發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)包括發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度命令前和和執(zhí)行命令后的狀態(tài)，還包括發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行狀態(tài)和按電廠調(diào)度主動(dòng)改變發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)組改變運(yùn)行狀態(tài)，一是包括發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率提高和降低，二是包括根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度命令調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷和主動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷。氣體分離機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)包括正在運(yùn)行的氣體分離機(jī)組和備用的氣體分離機(jī)組，所以計(jì)算現(xiàn)有氣體分離機(jī)組總的可用功率數(shù)量包括正在運(yùn)行的氣體分離機(jī)組改變運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)停氣體分離機(jī)組或啟動(dòng)備用的機(jī)組數(shù)量的總和。初始狀態(tài)和簡(jiǎn)單狀態(tài)就是氣體分離機(jī)組的啟動(dòng)和關(guān)停。
[0015]發(fā)電機(jī)組提高運(yùn)行功率，一般是電廠主動(dòng)改變發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行功率或負(fù)荷，包括發(fā)電機(jī)組從低負(fù)荷運(yùn)行提高到較高運(yùn)行功率和新開(kāi)機(jī)發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)允許的低負(fù)荷運(yùn)行提高到較高運(yùn)行功率；首先根據(jù)現(xiàn)有氣體分離機(jī)組總的可用功率數(shù)量，依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度允許發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)改變產(chǎn)生的多余電量和氣體分離機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)所需用的電能數(shù)量，比較發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)和匹配的氣體分離機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)所獲得的綜合效益并選擇確定最優(yōu)運(yùn)行方案。優(yōu)先使一臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行率及以上和至少使一臺(tái)氣體分離機(jī)組處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率及以上；次優(yōu)選擇提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率和使氣體分離機(jī)組提高運(yùn)行功率；次之選擇調(diào)整氣體分離機(jī)組運(yùn)行功率，最后選擇開(kāi)啟氣體分離機(jī)組數(shù)量。當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率主動(dòng)變化時(shí)，首先判斷發(fā)電機(jī)組是否運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)效率及以上，優(yōu)先滿足發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)到經(jīng)濟(jì)效率及以上；然后判斷發(fā)電機(jī)組是否可以保持不變；再之保持發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行功率；次之使至少一臺(tái)氣體分離裝置的負(fù)荷調(diào)整優(yōu)先在經(jīng)濟(jì)效率及以上運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整變化，然后選擇啟動(dòng)或關(guān)閉機(jī)組。
[0016]根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度命令發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率需要降低時(shí)，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率降低包括發(fā)電機(jī)組降低運(yùn)行功率/負(fù)荷和停機(jī)，首先根據(jù)現(xiàn)有氣體分離機(jī)組總的可用功率數(shù)量，依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度允許發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)改變產(chǎn)生的多余電量和氣體分離機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)所需用的電能數(shù)量，比較發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)和匹配的氣體分離機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)所獲得的綜合效益并選擇確定最優(yōu)運(yùn)行方案。優(yōu)先至少使一臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于現(xiàn)有運(yùn)行功率不變和至少使一臺(tái)氣體分離機(jī)組降低運(yùn)行效率；次優(yōu)選擇關(guān)停氣體分離機(jī)組的數(shù)量，次之選擇較電網(wǎng)調(diào)度要求小幅度降低發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率或負(fù)荷。
[0017]在電網(wǎng)中已有運(yùn)行中的氣體分離機(jī)組時(shí)，電網(wǎng)用電負(fù)荷變化時(shí)，依次優(yōu)先使發(fā)電機(jī)組處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率及以上，次優(yōu)保持發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率不變，然后使氣體分離機(jī)組處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率及以上，再次選擇調(diào)整氣體分離機(jī)組運(yùn)行功率，選擇開(kāi)/停氣體分離機(jī)組。
[0018]氣體分離機(jī)組系統(tǒng)與電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系的信息通信部和電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系通過(guò)人工、或自動(dòng)化控制、或兩者組合。電網(wǎng)的自動(dòng)發(fā)電實(shí)時(shí)控制[AGC]和自動(dòng)電壓控制[AVC]等的技術(shù)基礎(chǔ)都是自動(dòng)化控制；通過(guò)調(diào)節(jié)電網(wǎng)的頻率、電壓、有功功率、無(wú)功功率、相位等電網(wǎng)質(zhì)量參數(shù)的調(diào)整滿足電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的要求。
[0019]優(yōu)先的電網(wǎng)或電廠調(diào)度按儲(chǔ)能裝置調(diào)度方法調(diào)度氣體分離機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行。由于氣體分離機(jī)組系統(tǒng)相當(dāng)于電網(wǎng)中的儲(chǔ)能裝置，所以可以按現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度儲(chǔ)能裝置方法調(diào)度氣體分離機(jī)組系統(tǒng)。
[0020]氣體分離系統(tǒng)生產(chǎn)的氣體分別為純氧、或富氧、或有機(jī)可然氣體其中的至少一種。[0021 ] 優(yōu)先的分離的氣體分別為天然氣、或液化石油氣、或煤制氣、或煤層氣、或沼氣、或二甲醚、或可燃冰、或任意兩者及以上種組合。
[0022]一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述方法的氣體分離系統(tǒng)，包括一個(gè)及以上個(gè)氣體分離機(jī)組及與其配合的一個(gè)及以上個(gè)控制部、一個(gè)及以上個(gè)連接部，連接部包括電性連接和管路連接、一個(gè)及以上個(gè)信息通信部，信息通信部與氣體分離機(jī)組控制部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，至少其中一種方式電性連接；其主要特征是至少有一臺(tái)氣體分離機(jī)組用于平衡電網(wǎng)用電負(fù)荷變化，氣體分離機(jī)組信息通信部與電網(wǎng)或電廠調(diào)度部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，至少其中一種方式電性連接。氣體分離系統(tǒng)，包括一個(gè)及以上個(gè)氣體分離機(jī)組及與其配合的一個(gè)及以上個(gè)控制部、一個(gè)及以上個(gè)連接部，連接部包括電性連接和管路連接；其主要是至少有一臺(tái)調(diào)節(jié)電網(wǎng)用電負(fù)荷的氣體分離機(jī)組有電力調(diào)度部，電力調(diào)度部與控制部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，至少其中一種方式電性連接；氣體分離機(jī)組電力調(diào)度部與電網(wǎng)調(diào)度部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，至少其中一種方式電性連接。根據(jù)以上所述氣體分離系統(tǒng)，廣義上包括一個(gè)及以上個(gè)發(fā)電機(jī)組、一個(gè)及以上個(gè)氣體分離機(jī)組、和與其配合的一個(gè)及以上個(gè)控制部、一個(gè)及以上個(gè)連接部及信息通信部或電力調(diào)度部，電力調(diào)度部負(fù)責(zé)氣體生產(chǎn)系統(tǒng)與電網(wǎng)或發(fā)電廠的通訊和命令及反饋。連接部包括電氣連接和管路連接。信息通信部或電力調(diào)度部的物理基礎(chǔ)是通信和自動(dòng)化控制技術(shù)，包括硬件和軟件；通信包括有線和無(wú)線或語(yǔ)音和數(shù)字，有線技術(shù)主要是光纖、電纜和其它電力線通訊技術(shù)，無(wú)線主要是數(shù)字載波、衛(wèi)星、移動(dòng)和電力線載波通訊技術(shù)；還有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，比如IP接入網(wǎng)技術(shù)等。信息通信部或電力調(diào)度部為氣體分離或氣體生產(chǎn)系統(tǒng)與電網(wǎng)的通訊包括各種有線和無(wú)線通訊；包括電網(wǎng)調(diào)度和發(fā)電廠調(diào)度；調(diào)度方式可以是人工或自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制。電網(wǎng)調(diào)度最主要的控制方式是實(shí)施閉環(huán)自動(dòng)發(fā)電控制；詳細(xì)內(nèi)容可以參見(jiàn)吳文傳等編著《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化》相關(guān)內(nèi)容，清華大學(xué)出版社2011年8月出版。劉振亞主編的《智能電網(wǎng)技術(shù)》相關(guān)內(nèi)容。黑龍江省電力有限公司編著《現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行與控制》相關(guān)內(nèi)容。氣體分離裝置可以作為與發(fā)電機(jī)組等效的用電負(fù)荷變化調(diào)節(jié)機(jī)組，用電負(fù)荷增加減少運(yùn)行的氣體分離裝置數(shù)量或改變運(yùn)行狀態(tài)，用電負(fù)荷減少就增加運(yùn)行的氣體分離裝置數(shù)量或改變運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)電機(jī)組則可以一直保持在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)或穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。電力調(diào)度部與電網(wǎng)調(diào)度部分別通過(guò)自動(dòng)實(shí)時(shí)控制、或人工、或其組合，至少其中一種方式接受電網(wǎng)調(diào)度控制。氣體分離機(jī)組的控制比發(fā)電機(jī)組要簡(jiǎn)單的多，自動(dòng)實(shí)時(shí)控制使電網(wǎng)調(diào)度可以通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)直接控制氣體分離機(jī)組的運(yùn)行，現(xiàn)多采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。電網(wǎng)的自動(dòng)發(fā)電實(shí)時(shí)控制[AGC]和自動(dòng)電壓控制[AVC]等的技術(shù)基礎(chǔ)都是自動(dòng)化控制；通過(guò)調(diào)節(jié)電網(wǎng)的頻率、電壓、有功功率、無(wú)功功率、相位等電網(wǎng)質(zhì)量參數(shù)的調(diào)整滿足電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的要求。氣體分離機(jī)組尤其是大容量氣體分離機(jī)組接受電網(wǎng)的自動(dòng)實(shí)時(shí)控制與發(fā)電機(jī)組接受電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電實(shí)時(shí)控制[AGC]和自動(dòng)電壓控制[AVC]的控制的發(fā)電機(jī)組類此且更簡(jiǎn)單。氣體分離機(jī)組也可以有較大的負(fù)荷變化，比如11萬(wàn)立方米Λ制氧機(jī)的用電負(fù)荷至少為4.07萬(wàn)kw.ho 15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)的用電負(fù)荷至少為5.55萬(wàn)kw.h。
[0023]優(yōu)先的氣體分離機(jī)組信息通信部負(fù)責(zé)氣體分離機(jī)組系統(tǒng)與電網(wǎng)或電廠的通訊、控制及反饋；信息通信部與電網(wǎng)或電廠調(diào)度部分別通過(guò)語(yǔ)音、或數(shù)據(jù)、或其組合，至少其中一種通訊方式接受電網(wǎng)調(diào)度控制。語(yǔ)音可以是固話、移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音通話等，數(shù)據(jù)可以是短信、電子郵件、QQ、自動(dòng)化控制、視頻等。
[0024]優(yōu)先的氣體分離機(jī)組信息通信部可以通過(guò)人工、或自動(dòng)、或兩者組合輸入控制信
肩、Ο
[0025]優(yōu)先的電網(wǎng)或電廠調(diào)度分別通過(guò)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、或人工、或其組合，至少其中一種方式控制氣體分離機(jī)組。電網(wǎng)的自動(dòng)發(fā)電實(shí)時(shí)控制[AGC]和自動(dòng)電壓控制[AVC]等的技術(shù)基礎(chǔ)都是自動(dòng)化控制；通過(guò)調(diào)節(jié)電網(wǎng)的頻率、電壓、有功功率、無(wú)功功率、相位等電網(wǎng)質(zhì)量參數(shù)的調(diào)整滿足電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的要求。氣體分離機(jī)組尤其是大容量氣體分離機(jī)組接受電網(wǎng)的自動(dòng)實(shí)時(shí)控制與發(fā)電機(jī)組接受電網(wǎng)自動(dòng)發(fā)電實(shí)時(shí)控制[AGC]和自動(dòng)電壓控制[AVC]的控制的發(fā)電機(jī)組類此且更簡(jiǎn)單。氣體分離機(jī)組系統(tǒng)與電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系的信息通信部和電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系通過(guò)人工、或自動(dòng)化控制、或兩者組合。
[0026]優(yōu)先的氣體分離機(jī)組為制氧機(jī)組，制氧機(jī)組分別為單制氧機(jī)、或制氧和氮?dú)鈾C(jī)、或制氧、氮和氬機(jī)、或全提取制氧機(jī)、或四者中任意兩種及以上種組合，至少其中一種。可以先通過(guò)變壓吸附制氧機(jī)或膜分離制氧機(jī)處理空氣得到濃度提高的富氧氣體，然后再用低溫制氧機(jī)進(jìn)一步提高氧氣濃度。制氧機(jī)組分別為單制氧機(jī)、或制氧和氮機(jī)、或制氧、氮和氬機(jī)、或全提取制氧機(jī)，至少其中一種。氣體分離裝置生產(chǎn)過(guò)程中，合理利用每一工藝環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的空氣中的有用氣體組分，至少生產(chǎn)氧氣、或氮?dú)?、或氬氣、或氦氣、或二氧化碳?xì)狻⒒蛳∮袣怏w其中的一種。氣體分離裝置生產(chǎn)過(guò)程中，合理利用每一步產(chǎn)生的空氣中的有用氣體組分，同時(shí)生產(chǎn)氮?dú)?、或二氧化碳?xì)狻⒒蛳∮袣怏w。在氣體分離裝置中，可以同時(shí)有不同類型的制氧機(jī)也可以有多臺(tái)制氧機(jī)。隨著氣體分離裝置生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行，由于濃度或溫度的變化都更有利于低成本制取氮?dú)?、或二氧化碳?xì)?、或稀有氣體，所以可以根據(jù)分離氣體的不同或工藝需要，可以靈活使用不同階段的氣體產(chǎn)物。分離的可燃?xì)怏w還可以分別為天然氣、或液化石油氣、或煤制氣、或煤層氣、或沼氣、或二甲醚、或可燃冰、或任意兩者及以上種組合，至少其中一種。分離氣體主要是通過(guò)壓縮分離混合氣體中的可燃或助燃?xì)怏w。
[0027]氣體分離系統(tǒng)或可燃?xì)怏w生產(chǎn)系統(tǒng)至少有一個(gè)產(chǎn)品儲(chǔ)存部。氧氣生產(chǎn)系統(tǒng)至少有一個(gè)儲(chǔ)存部。氧氣生產(chǎn)系統(tǒng)有一個(gè)及以上個(gè)氣體儲(chǔ)存部。氣體分離或節(jié)能助燃?xì)馍a(chǎn)系統(tǒng)有一個(gè)及以上個(gè)氣體儲(chǔ)存部。包括管路和儲(chǔ)罐。助燃劑為純氧或富氧中的至少一種，分別通過(guò)管道、或罐裝狀、或兩者組合，至少其中一種方式運(yùn)輸?shù)郊幼⑻幓蚺c燃燒器處。管道燃?xì)夥謩e在高壓段、或中壓段、或低壓段，至少有其中一個(gè)階段。純氧或富氧中的至少一種分別通過(guò)管道或罐狀運(yùn)輸?shù)脚c燃?xì)饣旌咸?。燃?xì)饣旌咸幇ㄈ紵骱图幼⑻帯?br> [0028]氣體分離機(jī)組至少有一個(gè)及以上個(gè)熱回收部。現(xiàn)有技術(shù)已有各種熱回收技術(shù)方案，比如壓縮機(jī)已有熱回收型壓縮機(jī)。至少回收利用加工氣體分離裝置生產(chǎn)過(guò)程中任意步驟所產(chǎn)生的熱量，分別用于加熱液體、或氣體、或固體、或熱泵、或其四者中任意兩種及以上種組合，至少其中一種。至少回收利用加工氣體分離裝置生產(chǎn)過(guò)程中任意步驟所產(chǎn)生的熱量，分別用于加熱液體、或氣體、或固體、或熱泵、或其四者中任意兩種及以上種組合。加熱的液體、或氣體、或固體可以分別用于工業(yè)、商業(yè)或民用。熱泵可以用于空調(diào)或冷凍系統(tǒng)。
[0029]氣體分離系統(tǒng)有一個(gè)及以上個(gè)加注站，加注站分別為單獨(dú)、或與加油站兩者組合，至少其中之一設(shè)計(jì)。與燃?xì)饧託庹?、或加油站、或兩者組合，至少其中之一集成設(shè)計(jì)，至少共用業(yè)務(wù)用房。氧氣系統(tǒng)有一個(gè)及以上個(gè)加注站，氧氣加注站分別與燃?xì)饧託庹尽⒒蚣佑驼?、或兩者組合，至少其中之一集成設(shè)計(jì)，至少共用業(yè)務(wù)用房。還有人員、消防設(shè)備、輔助設(shè)備等都可以共用?？梢韵蠹佑驼净蛱烊粴饧託庹灸菢咏⒀鯕饣蚋缓鯕饧幼⒄?。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)采用與天然氣汽車(chē)類此的罐。尤其是與天然氣加注站在設(shè)備和建筑等基本相同。加注設(shè)備主要是壓縮機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)罐、泵、閥門(mén)、換熱器、管路及控制部的各種組合連接。加注方式包括罐裝或現(xiàn)場(chǎng)壓力充填。氧氣或富氧氣體與可燃?xì)怏w混合用于內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)庥镁?；氧氣或富氧氣體與可燃?xì)怏w混合用于民用和商業(yè)使用。燃?xì)獍ㄌ烊粴?、甲烷、石油液化氣、煤層氣、沼氣、二甲醚、可燃冰等。純氧或富氧中至少一種分別通過(guò)管道或罐狀運(yùn)輸至與燃?xì)饣旌咸?。氧氣生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的氧氣為純氧或富氧其中的至少一種，分別通過(guò)管道、或罐裝狀、或兩者組合，至少其中一種方式運(yùn)輸?shù)接脩籼帯Ｓ脩舭▋?chǔ)存部、燃燒器和加注站等。氧氣或富氧的輸送至少可選擇管道或罐中的一種；罐裝氧氣在灌裝前或在灌裝時(shí)，至少在其中一個(gè)階段。內(nèi)燃機(jī)有電子燃料噴射系統(tǒng)，包括開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制。包括汽油、柴油和天然氣。油電混合。氧氣或富含氧氣至少其中一種用于內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)包括汽車(chē)和火車(chē)用、船用和工業(yè)用。氧氣或富含氧氣至少其中一種可以代替空氣，由于氧氣或富含氧氣至少其中一種只是氧氣濃度過(guò)高，所以內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)需改變，只是相關(guān)控制數(shù)據(jù)值據(jù)此調(diào)整設(shè)定。
[0030]氣體分離生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的氧氣為純氧、或富氧、或有機(jī)可然氣體其中的至少一種，純氧、或富氧、或有機(jī)可然氣體中的至少一種分別通過(guò)管道、或罐狀、或兩者組合，至少其中一種方式運(yùn)輸?shù)接脩籼??？扇細(xì)怏w生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的氧氣為純氧或富氧其中的至少一種，分別通過(guò)管道、或罐裝狀、或兩者組合，至少其中一種方式運(yùn)輸?shù)接脩籼帯Ｑ鯕饣蚋谎醯妮斔椭辽倏蛇x擇管道或罐中的一種；罐裝氧氣在灌裝前或在灌裝時(shí)，至少在其中一個(gè)階段。內(nèi)燃機(jī)有電子燃料噴射系統(tǒng)，包括開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制。包括汽油、柴油和天然氣。油電混合。氧氣或富含氧氣至少其中一種用于內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)包括汽車(chē)和火車(chē)用、船用和工業(yè)用。氧氣或富含氧氣至少其中一種可以代替空氣，由于氧氣或富含氧氣至少其中一種只是氧氣濃度過(guò)高，所以內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)需改變，只是相關(guān)控制數(shù)據(jù)值據(jù)此調(diào)整設(shè)定。
[0031]氣體分離機(jī)組至少有一個(gè)傳感器部，傳感器部分別與電力調(diào)度部或控制部電性連接，分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，其中至少一種方式電性連接。制氧機(jī)組至少有一個(gè)傳感器部，傳感器部分別與電力調(diào)度部或控制部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，其中至少一種方式電性連接；電力調(diào)度部將制氧機(jī)組運(yùn)行參數(shù)傳遞給電網(wǎng)調(diào)度部。氣體分離機(jī)組分別有電壓、電流、功率、溫度、振動(dòng)、壓力、質(zhì)量、流量、圖像等各種機(jī)組參數(shù)檢測(cè)傳感器，各種傳感器將檢測(cè)到的各種參數(shù)分別傳遞給氣體分離機(jī)組的控制部和電力調(diào)度部，電力調(diào)度部將氣體分離機(jī)組運(yùn)行各種參數(shù)傳遞給電網(wǎng)調(diào)度部。
[0032]本發(fā)明的節(jié)能效果包括發(fā)電機(jī)組因?yàn)殡娋W(wǎng)用電負(fù)荷變化時(shí)避免電力系統(tǒng)內(nèi)已運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率變化、降低運(yùn)行效率或停機(jī)所形成的節(jié)能效益；包括發(fā)電機(jī)組可以始終保持在以最優(yōu)功率或經(jīng)濟(jì)效率運(yùn)行節(jié)約的成本；包括發(fā)電機(jī)組以穩(wěn)定的功率運(yùn)行所產(chǎn)生的效益；還包括氣體分離機(jī)組以經(jīng)濟(jì)效率運(yùn)行節(jié)約的成本；還包括氣體分離機(jī)組生產(chǎn)的氧氣提高燃?xì)馊紵使?jié)約的成本，還包括氣體分離機(jī)組生產(chǎn)的低成本的氮?dú)夂推渌∮袣怏w所產(chǎn)生的效益。需要特別強(qiáng)調(diào)指出發(fā)電機(jī)組保持在以經(jīng)濟(jì)效率運(yùn)行包括避免以前用電負(fù)荷增大時(shí)發(fā)電機(jī)組以超過(guò)最優(yōu)功率大功率運(yùn)行狀態(tài)和在用電負(fù)荷變化時(shí)為避免停機(jī)而使機(jī)組運(yùn)行在較低效率狀態(tài)。節(jié)能的效果還包括發(fā)電機(jī)組和制氧機(jī)組工作在最優(yōu)功率或經(jīng)濟(jì)效率運(yùn)行節(jié)約的成本；節(jié)能的效果還包括制氧機(jī)組工作時(shí)回收的熱量。由于全世界發(fā)電機(jī)組數(shù)量巨大，所以節(jié)能效益巨大。本發(fā)明比太陽(yáng)能等新能源更節(jié)能和有實(shí)用性。本發(fā)明的效果主要為:一是發(fā)電機(jī)組保持穩(wěn)定運(yùn)行的效益；二是發(fā)電機(jī)組運(yùn)行盡可能在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率及以上所產(chǎn)生的效益，而且即使發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率發(fā)生變化，也多在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率與最優(yōu)運(yùn)行效率之間變化，發(fā)電機(jī)組煤耗率變化不大；三是避免了其它能量損失較大的蓄能形式所浪費(fèi)的能源或提高了能源的轉(zhuǎn)換效率；四是氣體分離機(jī)組生產(chǎn)的低成本氧氣和附屬產(chǎn)品所產(chǎn)生的效益；所以本發(fā)明經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0033]本發(fā)明的有益效果主要是提出了使發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率更高、生產(chǎn)低成本電能和電能成本更低的方法并且低成本的分離氣體及其它各種產(chǎn)品的系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能和更大的綜合效益?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0034]S1:電網(wǎng)或電廠調(diào)度S2:氣體分離機(jī)組信息通信部S3:氣體分離機(jī)組控制部S4:氣體分離機(jī)組
[0035]圖1是電網(wǎng)和氣體分離機(jī)組信息通信部、控制部、氣體分離機(jī)組的關(guān)系示意圖
[0036]具體實(shí)施例1、包括發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組，氣體分離裝置為制氧機(jī)組，制氧機(jī)為氧氣和氮?dú)庵蒲鯔C(jī)，分別是用電負(fù)荷至少為4.07萬(wàn)kw的11萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組、用電負(fù)荷至少為5.55萬(wàn)kw的15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組、用電負(fù)荷大約為2.2萬(wàn)kw的5萬(wàn)立方米Λ制氧機(jī)組、用電負(fù)荷大約為0.43萬(wàn)kw的1萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組；制氧機(jī)組包括主機(jī)和輔機(jī)；制氧機(jī)組各自有控制部、電力調(diào)度部和傳感器部，傳感器部與控制部和電力調(diào)度部分別通過(guò)有線和無(wú)線電性連接，氣體分離裝置有公共的氧氣和氮?dú)鈨?chǔ)罐，5萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組和1萬(wàn)立方米Λ制氧機(jī)組制氧流程為常溫分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)形式，11萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組和15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組制氧流程為填料上塔、全精餾、無(wú)氫制氧形式；每臺(tái)制氧機(jī)組都有單獨(dú)的和/或共同的信息通信/電力調(diào)度部與電網(wǎng)調(diào)度部連接，信息通信/電力調(diào)度部與制氧機(jī)組控制部通過(guò)有線電性連接，信息通信部與電網(wǎng)調(diào)度部通過(guò)有線和無(wú)線電性連接，采用有線和無(wú)線寬帶通信技術(shù)，制氧機(jī)組控制部通過(guò)信息通信/電力調(diào)度部接受電網(wǎng)控制，電網(wǎng)調(diào)度部可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)時(shí)控制各個(gè)制氧機(jī)組，至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于低負(fù)荷狀態(tài)，發(fā)電機(jī)組可以提高運(yùn)行功率甚至經(jīng)濟(jì)效率及以上，超出電網(wǎng)調(diào)度允許的發(fā)電容量用于啟動(dòng)制氧機(jī)組或提高制氧機(jī)組運(yùn)行功率；制氧機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)有處于低負(fù)荷發(fā)電機(jī)組超出電網(wǎng)允許的電量確定。當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷變小時(shí)，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度用電負(fù)荷變化的數(shù)量，優(yōu)先保持發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)不變同時(shí)調(diào)整制氧機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，其次選擇至少關(guān)停一臺(tái)制氧機(jī)組；再之繼續(xù)根據(jù)發(fā)電機(jī)組超出電網(wǎng)調(diào)度允許的電量適度降低發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行功率。其余可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)選擇使用。
[0037]具體實(shí)施例2、包括發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組，氣體分離裝置為制氧機(jī)組，制氧機(jī)為氧氣、氮?dú)夂蜌鍤庵蒲鯔C(jī)，氣體分離裝置制氧機(jī)組分別為4500立方米/h膜法制氧機(jī)組、11萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷至少為4.07萬(wàn)kw、15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷至少為5.55萬(wàn)kw、5萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷大約為2.2萬(wàn)kw、1萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷大約為0.43萬(wàn)kw ;制氧機(jī)組包括主機(jī)和輔機(jī)；制氧機(jī)組各自有傳感器部，傳感器部與控制部和信息通信/電力調(diào)度部分別通過(guò)有線和無(wú)線電性連接，氣體分離裝置分別有公共的氧氣、或氬氣、或氮?dú)鈨?chǔ)罐，5萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組和1萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組制氧流程為常溫分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)形式，11萬(wàn)立方米Λ制氧機(jī)組和15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組制氧流程為填料上塔、全精餾、無(wú)氫制氧形式；制氧機(jī)有熱量回收裝置，熱量用于加熱、熱水、驅(qū)動(dòng)熱泵；每臺(tái)制氧機(jī)組都有信息通信/電力調(diào)度部與電網(wǎng)調(diào)度部連接，信息通信/電力調(diào)度部與制氧機(jī)組控制部通過(guò)有線電性連接，控制部通過(guò)信息通信部接受電網(wǎng)調(diào)度控制，信息通信部與電網(wǎng)調(diào)度部同時(shí)通過(guò)有線和無(wú)線電性連接，采用有線和無(wú)線寬帶通信技術(shù)，電網(wǎng)調(diào)度可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制技術(shù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)控制[AGC]實(shí)時(shí)控制各個(gè)制氧機(jī)組；當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷減少時(shí)，按現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度方法至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組需要降低運(yùn)行負(fù)荷，根據(jù)發(fā)電機(jī)組按電網(wǎng)調(diào)度需改變運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)先選擇保持發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率不變，同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的制氧機(jī)組，制氧機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度同時(shí)段用電負(fù)荷容量減少的數(shù)量確定，相應(yīng)的發(fā)電機(jī)組保持在現(xiàn)有運(yùn)行功率不變，超出電網(wǎng)調(diào)度允許的發(fā)電容量用于制氧機(jī)組運(yùn)行；對(duì)于電網(wǎng)用電負(fù)荷的波動(dòng)，膜法型制氧機(jī)組優(yōu)先于低溫型制氧機(jī)中用于調(diào)節(jié)負(fù)荷。對(duì)于若已有制氧機(jī)組運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷變化時(shí)，優(yōu)先調(diào)整制氧機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷，其次選擇關(guān)停或開(kāi)啟制氧機(jī)組運(yùn)行，最后選擇降低發(fā)電機(jī)組負(fù)荷。其余可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)選擇使用。
[0038]具體實(shí)施例3、發(fā)電廠有一個(gè)及以上個(gè)發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組全部運(yùn)行于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行功率；超出電網(wǎng)調(diào)度允許的發(fā)電容量用于運(yùn)行相應(yīng)數(shù)量的氣體分離裝置，氣體分離裝置為制氧機(jī)組，制氧機(jī)為氧氣和氮?dú)庵蒲鯔C(jī)，制氧機(jī)組分別為11萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷至少為4.07萬(wàn)kw、15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷至少為5.55萬(wàn)kw、5萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷大約為2.2萬(wàn)kw、4500立方米/h膜法制氧機(jī)組、1萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組的用電負(fù)荷大約為0.43萬(wàn)kw，1萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組為吸附型制氧機(jī)組；制氧機(jī)組包括主機(jī)和輔機(jī)；制氧機(jī)組各自有控制部、信息通信/電力調(diào)度部和傳感器部，控制部通過(guò)信息通信/電力調(diào)度部接受電網(wǎng)控制，傳感器部與控制部和信息通信/電力調(diào)度部分別通過(guò)有線和無(wú)線電性連接，制氧機(jī)有公共的氧氣和氮?dú)鈨?chǔ)罐，5萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組和1萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組制氧流程為常溫分子篩吸附、增壓透平膨脹機(jī)形式，11萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組和15萬(wàn)立方米/h制氧機(jī)組制氧流程為填料上塔、全精餾、無(wú)氫制氧形式；每臺(tái)制氧機(jī)組都有信息通信部分別與電廠或電網(wǎng)調(diào)度部電性連接，信息通信/電力調(diào)度部與制氧機(jī)組控制部通過(guò)有線電性連接，信息通信/電力調(diào)度部與電廠或電網(wǎng)調(diào)度部同時(shí)通過(guò)有線和無(wú)線電性連接，采用有線和無(wú)線寬帶通信技術(shù)，電廠調(diào)度可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)時(shí)控制各個(gè)制氧機(jī)組；當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷減小時(shí)，首先選擇至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)組保持發(fā)電機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷不變，同時(shí)電網(wǎng)調(diào)度按照電網(wǎng)儲(chǔ)能裝置調(diào)度方法調(diào)節(jié)制氧機(jī)組運(yùn)行功率，其次選擇關(guān)停至少一臺(tái)制氧機(jī)組；當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷一定時(shí)，若至少有一臺(tái)處于低負(fù)荷率發(fā)電機(jī)組主動(dòng)提高發(fā)電負(fù)荷時(shí)，首先可根據(jù)發(fā)電機(jī)組主動(dòng)提高發(fā)電負(fù)荷后超出電網(wǎng)允許發(fā)電電量數(shù)量用于調(diào)節(jié)相應(yīng)數(shù)量制氧機(jī)組的運(yùn)行功率，次之開(kāi)啟相應(yīng)數(shù)量的氣體分離機(jī)組。其余可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)選擇使用。
【權(quán)利要求】
1.一種提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，包括發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組，其主要特征是至少有一臺(tái)發(fā)電機(jī)組處于非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)、或需要按照電網(wǎng)調(diào)度改變運(yùn)行狀態(tài)、或兩種狀態(tài)組合；氣體分離機(jī)組系統(tǒng)有與電網(wǎng)或電廠調(diào)度聯(lián)系的信息通信部，氣體分離機(jī)組至少接受電廠、或電網(wǎng)、或兩者組合調(diào)度，調(diào)度包括信息和命令；使至少有一臺(tái)不按電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組將超出電網(wǎng)調(diào)度允許其發(fā)電數(shù)量的電能，用于相應(yīng)數(shù)量的非發(fā)電機(jī)組輔機(jī)型的氣體分離機(jī)組運(yùn)行，使電網(wǎng)負(fù)荷平衡，同時(shí)采用物理分離法分離氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，其特征是發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率變化，包括發(fā)電機(jī)組運(yùn)行功率主動(dòng)變化、或被動(dòng)變化、或兩者組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，其特征是首先根據(jù)現(xiàn)有氣體分離機(jī)組總的可用功率數(shù)量，依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度允許發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生的多余電量和氣體分離機(jī)組相應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)所需用的電量數(shù)量的匹配狀態(tài)，t匕較發(fā)電機(jī)組和氣體分離機(jī)組不同匹配運(yùn)行狀態(tài)獲得的綜合效益并選擇確定最優(yōu)運(yùn)行方案。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，其特征是電網(wǎng)或電廠調(diào)度按儲(chǔ)能裝置調(diào)度方法調(diào)度氣體分離機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高發(fā)電效率及氣體分離的方法，其特征是分離的氣體分別為天然氣、或液化石油氣、或煤制氣、或煤層氣、或沼氣、或二甲醚、或可燃冰、或任意兩者及以上種組合。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述方法的氣體分離系統(tǒng)，包括一個(gè)及以上個(gè)氣體分離機(jī)組及與其配合的一個(gè)及以上個(gè)控制部、一個(gè)及以上個(gè)連接部，連接部包括電性連接和管路連接、一個(gè)及以上個(gè)信息通信部，信息通信部與氣體分離機(jī)組控制部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，至少其中一種方式電性連接；其主要特征是至少有一臺(tái)氣體分離機(jī)組用于平衡電網(wǎng)用電負(fù)荷變化，氣體分離機(jī)組信息通信部與電網(wǎng)或電廠調(diào)度部分別通過(guò)有線、或無(wú)線、或其組合，至少其中一種方式電性連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法的氣體分離系統(tǒng)，其特征是氣體分離機(jī)組信息通信部負(fù)責(zé)氣體分離機(jī)組系統(tǒng)與電網(wǎng)或電廠的通訊、控制及反饋；信息通信部與電網(wǎng)或電廠調(diào)度部分別通過(guò)語(yǔ)音、或數(shù)據(jù)、或其組合，至少其中一種通訊方式接受電網(wǎng)調(diào)度控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法的氣體分離系統(tǒng)，其特征是氣體分離機(jī)組信息通信部可以通過(guò)人工、或自動(dòng)、或兩者組合輸入控制信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法的氣體分離系統(tǒng)，其特征是電網(wǎng)或電廠調(diào)度分別通過(guò)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、或人工、或其組合，至少其中一種方式控制氣體分離機(jī)組。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法的氣體分離系統(tǒng)，其特征是氣體分離機(jī)組為制氧機(jī)組，制氧機(jī)組分別為單制氧機(jī)、或制氧和氮?dú)鈾C(jī)、或制氧、氮和氬機(jī)、或全提取制氧機(jī)、或四者中任意兩種及以上種組合，至少其中一種。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK103683336SQ201310587041
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月22日
【發(fā)明者】楊俊新 申請(qǐng)人:楊俊新