一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统的制作方法
【专利摘要】一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，中压天然气管网的出口端依次与透平、电动三通阀的入口端连接，电动三通阀的出口端分别与燃气内燃机和溴化锂直燃机的天然气输入端连接；中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统供水管与分水器连接，中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统回水管与集水器连接；本实用新型的有益效果是：通过将中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统制取的冷冻水与溴化锂机组制取的冷冻水进行混合用于提供冷负荷，进一步提高能源的利用率，减少资源浪费，且对提高天然气管网运行的经济性具有重要意义。
【专利说明】
一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种燃气三联供系统、中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统，尤指一种燃气冷热电三联供系统与中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统的耦合方式。
【背景技术】
[0002]燃气三联供系统:天然气先经过燃气内燃发电机发电，然后利用燃气内燃发电机余热直接推动溴化锂直燃机组供冷、供热，是一种通过对天然气能源的梯级利用，同时提供冷、热、电的联供系统，这种冷热电三联供方式能够显著地提高能源的利用效率，且具有工艺流程简单、供能灵活、安全可靠等特点。
[0003]中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统:通过将中压A天然气通过透平拖动制冷系统的压缩机，代替以往的电机拖动压缩机，实现对中压A天然气压力能的利用，，对于实现节能减排的目标具有重大意义。
[0004]在实际情况下，城市燃气管网的中压A的天然气压力为0.2—0.4Mpa，它需借助于调压站箱将压力降低至低压后供用户和燃气设备使用。中压A天然气在调压过程中将损失大量的压力能，现有技术中，还没有将中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统和燃气冷热电三联供系统加以耦合的供能系统用于满足项目的冷、热、电负荷需求，本系统将中压A天然气通过透平拖动制冷系统的压缩机，压力能利用后的天然气再经过调压箱的调节后供应燃气冷热电三联供系统中的燃气内燃发电机及溴化锂直燃机使用，通过将中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统制取的冷冻水与溴化锂机组制取的冷冻水进行混合用于提供冷负荷，进一步提高能源的利用率，减少资源浪费，且对提高天然气管网运行的经济性具有重要意义。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，中压A天然气压力能用于拖动制冷系统的压缩机后，压力能利用后压力降低的天然气经过进一步调压，直接供燃气三联供系统中的燃气内燃发电机和溴化锂直燃机用于发电、制冷、制热，并将中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统制取的冷冻水与溴化锂机组制取的冷冻水进行混合用于提供冷负荷。通过这两种供能方式互为补充，进一步加强供能灵活性、节能性。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]—种燃气冷热电三联供系统与液化天然气制冷系统耦合供能系统，它包括有燃气三联供系统的燃气发电机组(S-1)和溴化锂直燃机(S-2);液化天然气制冷系统的液化天然气储存罐(S-3)、一级换热器(S-4)及二级换热器(S-5);还包括有:分水器(S-6)、集水器(S-7)，其特征在于:
[0008]中压天然气管网的出口端与透平(S-3)入口端连接，中压A天然气压力能用于拖动制冷系统的压缩机后，从透平(S-3)出口端排出的压力降低的天然气经过电动三通阀(S-16)分成两路，一路经过第一调压箱(S-1l)与燃气发电机组(S-1)连接，另一路经第二调压箱(S-12)与溴化锂直燃机(S-2)连接;燃气发电机组(S-1)的高温烟气管(S-22)、高温缸套出水管(S-23)和高温缸套回水管(S-24)与溴化锂直燃机(S-2)并联连接，在高温缸套出水管(S-23)上串联有高温缸套水循环栗(S-17)。
[0009]其中，所述的溴化锂直燃机(S-2)与需热区域连接，溴化锂直燃机(S-2)制取的温水(55°C)通过需热区域末端换热后返回溴化锂直燃机(S-2)，回水温度(45°C)，溴化锂直燃机(S-2)与需热区域之间的供水管上串联有第三调节阀(S-13)和温水循环栗(S-21)，在溴化锂直燃机(S-2)与需热区域之间的回水管上串联有第四调节阀(S-9)。
[0010]其中，中压A天然气通过透平(S-3)将压力能用于拖动压缩机(S-8)用于压缩制冷剂R22，接着制冷剂R22通过蒸发器(S-5)将冷量传递给冷冻水，冷凝器(S-4)与蒸发器(S-5)之间串联有膨胀阀(S-14);在蒸发器(S-5)与分水器(S-6)之间的连接管上串联有第一冷冻水一次栗(S-10)，降温后(7°C)的冷冻水通过第一冷冻水一次栗(S-10)输送到分水器(S-
6)，分水器(S-6)与需冷区域之间连接有冷冻水二次栗(S-18)，由冷冻水二次栗(S-18)将冷冻水输送到需冷区域制冷;经过需冷区域末端换热后的冷冻水回水(12°C)汇入集水器(S-
7)后通过管线(S-25)连接蒸发器(S-5)实现冷冻水的反复循环;溴化锂直燃机(S-2)与分水器(S-6)之间的第五调节阀(S-19)处关闭状态，第二冷冻水一次栗(S-12)处于停机状态;集水器(S-7)与溴化锂直燃机(S-2)之间的第六调节阀(S-20)处于关闭状态。
[0011]其中，中压A天然气通过透平(S-3)将压力能用于拖动压缩机(S-8)用于压缩制冷剂R22，接着制冷剂R22通过蒸发器(S-5)将冷量传递给冷冻水，冷凝器(S-4)与蒸发器(S-5)之间串联有膨胀阀(S-14);在蒸发器(S-5)与分水器(S-6)之间的连接管上串联有第一冷冻水一次栗(S-10)，降温后(7°C)的冷冻水通过第一冷冻水一次栗(S-10)输送到分水器(S-6)，在溴化锂直燃机(S-2)与分水器(S-6)之间串联有第五调节阀(S-19)和第二冷冻水一次栗(S-12)，溴化锂直燃机(S-2)制取的冷冻水通过第五调节阀(S-19)和第二冷冻水一次栗(S-12)进入分水器(S-6)中混合后，统一由冷冻水二次栗(S-18)输送到需冷区域制冷，在分水器(S-6)与需冷区域之间连接有冷冻水二次栗(S-18);经过需冷区域末端换热后的冷冻水回水(12°C)汇入集水器(S-7)后分别通过第六调节阀(S-20)回到溴化锂直燃机(S-2)和通过管线(S-25)回到液化天然气制冷系统的二级换热器(S-5)实现冷冻水的反复循环，在溴化锂直燃机(S-2)与集水器(S-7)之间连接有第六调节阀(S-20)。
[0012]其中，在分水器(S-6)与集水器(S-7)之间设有压差平衡阀(S-15)。
[0013]本实用新型的有益效果是:目前，城市燃气管网的中压A的天然气压力为0.2—
0.4Mpa，它需借助于调压站箱将压力降低至低压后供用户和燃气设备使用。中压A天然气在调压过程中将损失大量的压力能，本系统将中压A天然气通过透平拖动制冷系统的压缩机，压力能利用后的天然气再经过调压箱的调节后供应燃气冷热电三联供系统中的燃气内燃发电机及溴化锂直燃机使用，通过将中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统制取的冷冻水与溴化锂机组制取的冷冻水进行混合用于提供冷负荷，进一步提高能源的利用率，减少资源浪费，且对提高天然气管网运行的经济性具有重要意义。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图1和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0016]如附图1所示:一种燃气冷热电三联供系统与液化天然气制冷系统耦合供能系统，它包括有燃气三联供系统的燃气发电机组S-1和溴化锂直燃机S-2;液化天然气制冷系统的液化天然气储存罐S-3、一级换热器S-4及二级换热器S-5;还包括有:分水器S-6、集水器S-7；
[0017]中压天然气管网的出口端与透平S-3入口端连接，中压A天然气压力能用于拖动制冷系统的压缩机后，从透平S-3出口端排出的压力降低的天然气经过电动三通阀S-16分成两路，一路经过第一调压箱S-1l与燃气发电机组S-1连接，另一路经第二调压箱S-12与溴化锂直燃机S-2连接;燃气发电机组S-1的高温烟气管S-22、高温缸套出水管S-23和高温缸套回水管S-24与溴化锂直燃机S-2并联连接，在高温缸套出水管S-23上串联有高温缸套水循环栗S-17。
[0018]本实用新型在冬季供热工况下的工作方式:
[0019]所述的溴化锂直燃机S-2与需热区域连接，溴化锂直燃机S-2制取的温水(55°C)通过需热区域末端换热后返回溴化锂直燃机S-2，回水温度(45°C)，溴化锂直燃机S-2与需热区域之间的供水管上串联有第三调节阀S-13和温水循环栗S-21，在溴化锂直燃机S-2与需热区域之间的回水管上串联有第四调节阀S-9。
[0020]本实用新型在冬季供冷工况下的工作方式:
[0021]中压A天然气通过透平S-3将压力能用于拖动压缩机S-8用于压缩制冷剂R22，接着制冷剂R22通过蒸发器S-5将冷量传递给冷冻水，冷凝器S-4与蒸发器S-5之间串联有膨胀阀S-14;在蒸发器S-5与分水器S-6之间的连接管上串联有第一冷冻水一次栗S-1O，降温后(7°C)的冷冻水通过第一冷冻水一次栗S-1O输送到分水器S-6，分水器S-6与需冷区域之间连接有冷冻水二次栗S-18，由冷冻水二次栗S-18将冷冻水输送到需冷区域制冷;经过需冷区域末端换热后的冷冻水回水(12°C)汇入集水器S-7后通过管线S-25连接二级换热器S-5实现冷冻水的反复循环;溴化锂直燃机S-2与分水器S-6之间的第五调节阀S-19处关闭状态，第二冷冻水一次栗S-12处于停机状态;集水器S-7与溴化锂直燃机S-2之间的第六调节阀S-20处于关闭状态。
[0022]其中，在分水器S-6与集水器S-7之间设有压差平衡阀S-15。
[0023]本实用新型在夏季供冷工况下的工作方式:
[0024]中压A天然气通过透平S-3将压力能用于拖动压缩机S-8用于压缩制冷剂R22，接着制冷剂R22通过蒸发器S-5将冷量传递给冷冻水，冷凝器S-4与蒸发器S-5之间串联有膨胀阀S-14;在蒸发器S-5与分水器S-6之间的连接管上串联有第一冷冻水一次栗S-1O，降温后(7°C )的冷冻水通过第一冷冻水一次栗S-1O输送到分水器S-6，在溴化锂直燃机S-2与分水器S-6之间串联有第五调节阀S-19和第二冷冻水一次栗S-12，溴化锂直燃机S-2制取的冷冻水(7°C)通过第五调节阀S-19和第二冷冻水一次栗S-12进入分水器S-6中混合后，统一由冷冻水二次栗S-18输送到需冷区域制冷，在分水器S-6与需冷区域之间连接有冷冻水二次栗S-18;经过需冷区域末端换热后的冷冻水回水(12°C)汇入集水器S-7后分别通过第六调节阀S-20回到溴化锂直燃机S-2和通过管线S-25回到液化天然气制冷系统的二级换热器S-5实现冷冻水的反复循环，在溴化锂直燃机S-2与集水器S-7之间连接有第六调节阀S-20。
[0025]其中，在分水器S-6与集水器S-7之间设有压差平衡阀S-15。
[0026]目前，城市燃气管网的中压A的天然气压力为0.2—0.4Mpa，它需借助于调压站箱将压力降低至低压后供用户和燃气设备使用。中压A天然气在调压过程中将损失大量的压力能，本系统将中压A天然气通过透平拖动制冷系统的压缩机，压力能利用后的天然气再经过调压箱的调节后供应燃气冷热电三联供系统中的燃气内燃发电机及溴化锂直燃机使用，通过将中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统制取的冷冻水与溴化锂机组制取的冷冻水进行混合用于提供冷负荷，进一步提高能源的利用率，减少资源浪费，且对提高天然气管网运行的经济性具有重要意义。
[0027]所有于上述部分或全部类似、相似或近似的系统设置均属于本实用新型保护范围，在本实用新型的设计思想和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，也均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，它包括燃气三联供系统:燃气发电机组(S-1)、溴化锂直燃机(S-2);—种中压天然气管网余压拖动压缩机的制冷系统:透平(S-3)、冷凝器(S-4)、蒸发器(S-5)、压缩机(S-8)、膨胀阀(S-14);还包括:分水器(S-6)、集水器(S-7)，其特征在于: 中压天然气管网的出口端与透平(S-3)入口端连接，中压A天然气压力能用于拖动制冷系统的压缩机后，从透平(S-3)出口端排出的压力降低的天然气经过电动三通阀(S-16)分成两路，一路经过第一调压箱(S-1l)与燃气发电机组(S-1)连接，另一路经第二调压箱(S-12)与溴化锂直燃机(S-2)连接;燃气发电机组(S-1)的高温烟气管(S-22)、高温缸套出水管(5-23)和高温缸套回水管(5-24)与溴化锂直燃机(5-2)并联连接，在高温缸套出水管(5-23)上串联有高温缸套水循环栗(S-17)。2.如权利要求1所述的一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，其特征在于:所述的溴化锂直燃机(S-2)与需热区域连接，溴化锂直燃机(S-2)制取的温水通过需热区域末端换热后返回溴化锂直燃机(S-2)，溴化锂直燃机(S-2)与需热区域之间的供水管上串联有第三调节阀(S-13)和温水循环栗(S-21)，在溴化锂直燃机(S-2)与需热区域之间的回水管上串联有第四调节阀(S-9)。3.如权利要求1所述的一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，其特征在于:中压A天然气通过透平(S-3)将压力能用于拖动压缩机(S-8)用于压缩制冷剂R22，接着制冷剂R22通过蒸发器(S-5)将冷量传递给冷冻水，冷凝器(S-4)与蒸发器(S-5)之间串联有膨胀阀(S-14);在蒸发器(S-5)与分水器(S-6)之间的连接管上串联有第一冷冻水一次栗(S-1O)，降温后的冷冻水通过第一冷冻水一次栗(S-1O)输送到分水器(S-6)，分水器(S-6)与需冷区域之间连接有冷冻水二次栗(S-18)，由冷冻水二次栗(S-18)将冷冻水输送到需冷区域制冷;经过需冷区域末端换热后的冷冻水回水汇入集水器(S-7)后通过管线(S-25)连接蒸发器(S-5)实现冷冻水的反复循环;溴化锂直燃机(S-2)与分水器(S-6)之间的第五调节阀(S-19)处关闭状态，第二冷冻水一次栗(S-12)处于停机状态;集水器(S-7)与溴化锂直燃机(S-2)之间的第六调节阀(S-20)处于关闭状态。4.如权利要求1所述的一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，其特征在于:中压A天然气通过透平(S-3)将压力能用于拖动压缩机(S-8)用于压缩制冷剂R22，接着制冷剂R22通过蒸发器(S-5)将冷量传递给冷冻水，冷凝器(S-4)与蒸发器(S-5)之间串联有膨胀阀(S-14);在蒸发器(S-5)与分水器(S-6)之间的连接管上串联有第一冷冻水一次栗(S-10)，降温后的冷冻水通过第一冷冻水一次栗(S-10)输送到分水器(S-6)，在溴化锂直燃机(S-2)与分水器(S-6)之间串联有第五调节阀(S-19)和第二冷冻水一次栗(S-12)，溴化锂直燃机(S-2)制取的冷冻水通过第五调节阀(S-19)和第二冷冻水一次栗(S-12)进入分水器(S-6)中混合后，统一由冷冻水二次栗(S-18)输送到需冷区域制冷，在分水器(S-6)与需冷区域之间连接有冷冻水二次栗(S-18);经过需冷区域末端换热后的冷冻水回水汇入集水器(S-7)后分别通过第六调节阀(S-20)回到溴化锂直燃机(S-2)和通过管线CS-SS) 回到液化天然气制冷系统的二级换热器 (S-5) 实现冷冻水的反复循环，在溴化锂直燃机(S-2)与集水器(S-7)之间连接有第六调节阀(S-20)。5.如权利要求3或4所述的一种天然气管网余压拖动制冷与冷热电三联供系统耦合供能系统，其特征在于:在分水器(S-6)与集水器(S-7)之间设有压差平衡阀(S-15)。
【文档编号】F25B27/02GK205481924SQ201620261443
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】宋宏升, 赵建伟, 陈斌, 白, 白一, 刘蕾, 李智博, 滕小果, 武建, 姜红星, 马策龙, 赵仕龙, 许伟明
【申请人】北京燃气能源发展有限公司