关于压缩空气用于船闸和水轮机组控温_风闻

【本文来自《所谓超级压缩空气（液态空气）储能调峰，是什么》评论区，标题为小编添加】

关于压缩空气用于船闸和水轮机组控温。

设水库死水位以下五米为船底安全水位，其下可设置N层固定高压钢管和可膨胀管套（或完全让开航道），其上（日常蓄水位至死水位以下五米之间）设置可移动可膨胀输储气管球。船闸室内同理，水下每一米深度设一层，十米可设5层（或挖掘船闸两侧山体并沟通底部，同样设置梯级压力管路，对应水库各层气压）。地面额外设置空气压缩机和各级压缩空气（液态空气）储罐。

详细分析如下：

①小部分过闸水势能转变为气压，然后泄压（填充船闸）制冷用于水轮机组控温（水压气、气替水，无限循环）。

具体而言，电驱空气压缩机提供0.2至0.3MPa的初始低压空气，平时储存在库水下二十至三十米中（提高水位略微避免上游来水势能损失），船闸升水位第一时间依次泄压至两侧山体空腔内或船闸室内（安全水位以上可移动管球。多级船闸可梯次泄压至上一闸室安全水位以下固定管套），抢占空间以替代部分水，各层气压梯次损失约0.01MPa（一米水压）并略微降温，之后加水增压（每十米0.1MPa）并略微升温。所得压缩空气恰好可用于水轮机组控温，富余量储存在水库内，或液化储存在地面高压罐内，夜间泄压人工降雨（梯级水电站联合操作呼风唤雨，可在白天除湿除云雾，将下游无效降雨转变成上游有效降雨，从而增益光风水电）。

②梯次损失0.01MPa气压能量比较小（需智能精准操控切换），所节约水能发电效益巨大。

百万立方米0.2MPa压缩空气耗电约41至48兆瓦时

1000000×250/6150=40650.406504千瓦时=40.65兆瓦时

1000000×132/2766=47722.342733千瓦时=47.72兆瓦时

三峡水头90米百万立方米水可发电222兆瓦时

1000000/4.5=222222.222222千瓦时

长江三峡船闸半年耗水约40至42亿立方米，相当于损失水电约9亿千瓦时。

多层梯次输气需要智能控制系统按水位水压变化精准梯次切换，并梯次关闭各层管路，避免反流。若仅设置二层，则可手动控制（与停放水联动即可，例如三个电开关，甲开放水气，乙开加速加量放水断气，丙关停水断气）。

注：所谓梯次泄压梯次损失约0.01MPa（一米水压），并非第20至第13层分别泄压至上一闸室第19至第12层这样一一对应。而是根据水压，若20层累计占据5米水深，则第20至第13层大约对应上一闸室第15至第10层，并需要根据加水增压速度随时切换至更上层，同时梯次关闭气压较高的深层，避免反流。

压差越大（每层距离越大），操作越简单，抢占空间速度越快，水能损失越少。但气压损失越大。

压差小（层距小），则气压损失较小。但操作比较复杂，水能损失比较大。

因此存在一个便于操作的有利区间（层距一至三米左右）。

③提高船闸运行效率。

三峡船闸每次耗水约280×34×90=856800立方米，平均过闸时间约150分钟，放水时间取值90分钟，则平均每分钟放水升降一米即9520立方米（初始较快，可能每分钟二米以上？）

压缩气体密度设为2kg/m³求得风速99m/s

假设输气管截面积一平方米，每分钟60×99=5940立方米可抢占小半空间

压缩空气抢占一半空间，等于水位升降耗时节约一半。假设轮船进出耗时60分钟，也就是放水90分钟，节约45分钟，相当于总150分钟的30%左右。

最后再看两种方法思路优劣利弊：

山体洞穴法可用最小的气压占据最大空间（洞穴高度与水位差可折算为气压。注：普通节水船闸涵洞底板上表面的高度不高于上、下游最低通航水位高度之和的一半），节约更多水能。需要合适的沿岸山体。

分层法可利用水压制取更高压力的压缩空气，从而实现水压气、气替水无限循环。适用于水库内和多级船闸。

二者搭配，可取得较高综合效益。

④冬季降雨少，水温低，密度高，船闸消耗同等体积水质量较大，可发电量较多。

向家坝、三峡水温三月15至八月20℃左右，密度比差0.089%强，根据武汉重庆引力矫正后压力比差0.0666%强。

三峡船闸半年耗水41.81亿立方米可发电9.29亿千瓦时，假设三月节水一半

0.00089×92900/12=6.890083万千瓦时

也就是在最缺水的三月可发电量偏差约6.89万千瓦时。

蚊子腿也是肉。