一种工业天然气分布式供能系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种工业天然气分布式供能系统，包括空气进气管，天然气进气管，燃气轮机，燃气内燃机，溴化锂制冷机，空气调节箱，天然气压缩机，燃气内燃机电力并网装置，燃气轮机电力并网装置，余热锅炉，其特征是：所述天然气进气管（2）分别连接燃气内燃机（11）的内燃机进气口和天然气压缩机（3）的压缩机进气口，所述燃气内燃机（11）的电力输出端通过电线连接燃气内燃机电力并网装置（10），燃气内燃机（11）分别设有内燃机缸套出水口、内燃机排烟口、内燃机缸套回水口和内燃机进气口，系统运行成本低，可以为用户带来更多的效益。
【专利说明】一种工业天然气分布式供能系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天然气分布式能源系统领域，具体的说是一种工业天然气分布式供能系统。
【背景技术】
[0002]燃气轮机的发电效率和热效率受其环境温度影响较大，随着环境温度，即燃气轮机进气温度的不断升高，其发电效率会不断降低，导致满载出力也会不断降低。因此，对于基于燃气轮机的天然气分布式供能系统，在夏季，由于环境温度普遍超过30°C，导致系统实际发电效率较之额定工况下的发电效率降低20?30%，但同时系统热效率会升高，而往往用户在夏季用热量减少，因此，传统的基于燃气轮机的天然气分布式供能系统在夏季由于发电效率的大幅降低导致系统需要向电网购买更多的电力，而同时由于热效率的增加而负荷减少，导致热量无法得到有效利用，高温烟气直接排空，系统整体的一次能源利用效率降低,运行成本增加,经济性大幅降低。
【发明内容】
[0003]本实用新型为克服现有技术的不足，将燃气轮机与燃气内燃机联合配置，通过燃气内燃机的余热制冷，冷却燃气轮机进气，提高燃气轮机的发电效率。
[0004]为实现上述目的，设计一种工业天然气分布式供能系统，包括空气进气管，天然气进气管，燃气轮机，燃气内燃机，溴化锂制冷机，空气调节箱，天然气压缩机，燃气内燃机电力并网装置，燃气轮机电力并网装置，余热锅炉，其特征是:所述天然气进气管分别连接燃气内燃机的内燃机进气口和天然气压缩机的压缩机进气口，所述燃气内燃机的电力输出端通过电线连接燃气内燃机电力并网装置，燃气内燃机分别设有内燃机缸套出水口、内燃机排烟口、内燃机缸套回水口和内燃机进气口，燃气内燃机的内燃机缸套出水口和内燃机排烟口分别通过燃气内燃机出水管和燃气内燃机排烟管连接溴化锂制冷机，所述溴化锂制冷机分别设有制冷机缸套出水口、制冷机缸套进水口、制冷机进烟口、制冷机排烟口、制冷机回水口和制冷机出水口，溴化锂制冷机的制冷机缸套进水口和制冷机进烟口分别连接燃气内燃机出水管和燃气内燃机排烟管，溴化锂制冷机的制冷机缸套出水口通过燃气内燃机回水管连接燃气内燃机的内燃机缸套回水口，溴化锂制冷机的制冷机排烟口连接制冷机排烟管，溴化锂制冷机的制冷机出水口通过制冷机出水管连接空气调节箱，所述空气调节箱分别设有调节箱出水口、调节箱进水口、调节箱出气口和调节箱进气口，空气调节箱的调节箱进水口和调节箱进气口分别连接制冷机出水管和空气进气管，空气调节箱的调节箱出水口通过制冷机回水管连接溴化锂制冷机的制冷机回水口，空气调节箱的调节箱出气口通过燃气轮机进气管连接燃气轮机。
[0005]所述燃气轮机分别设有轮机空气进气口、轮机天然气进气口和轮机排烟口，燃气轮机的轮机空气进气口连接燃气轮机进气管，燃气轮机的轮机天然气进气口连接天然气压缩机的压缩机出气口，燃气轮机的轮机电力输出端通过另一电线连接燃气轮机电力并网装置，燃气轮机的轮机排烟口通过燃气轮机排气管连接余热锅炉的锅炉进烟口。
[0006]所述余热锅炉分别设有锅炉进烟口、锅炉排烟口和锅炉蒸汽出气口，余热锅炉的锅炉进烟口连接燃气轮机排气管，余热锅炉的锅炉排烟口连接余热锅炉排烟管，余热锅炉的锅炉蒸汽出气口连接余热锅炉蒸汽管。
[0007]本实用新型同现有技术相比，在夏季工况下，发电效率更高；系统整体热效率高，其余热得到全部利用；系统运行成本低，可以为用户带来更多的效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为现有基于燃气轮机的天然气分布式供能系统简图。
[0009]图2为本实用新型天然气分布式供能系统简图。
[0010]图3为夏季工况下现有系统能源输入输出图。
[0011]图4为夏季工况下本实用新型能源输入输出图。
[0012]参见图1?图4，进气管其中，I是空气进气管，2是天然气进气管，3是天然气压缩机，4是燃气轮机，5是燃气轮机电力并网装置，6是燃气轮机排气管，7是余热锅炉，8是余热锅炉排烟管，9是余热锅炉蒸汽管，10是燃气内燃机电力并网装置，11是燃气内燃机，12是燃气内燃机回水管，13是燃气内燃机出水管，14是燃气内燃机排烟管，15是溴化锂制冷机，16是制冷机回水管，17是制冷机出水管，18是空气调节箱，19是燃气轮机进气管，20是制冷机排烟管。
【具体实施方式】
[0013]下面根据附图对本实用新型做进一步的说明。
[0014]如图1所示为现有的基于燃气轮机的天然气分布式供能系统简图，天然气通过天然气进气管2进入天然气压缩机3，由天然气压缩机3将天然气压缩至一定压力后进入燃气轮机4，在燃气轮机4的燃烧室中与从空气进气管I中进入的高压空气燃烧反应，燃烧产生的高温高压气体推动燃气轮机4的膨胀机作功，将热能转换为机械能，同时，膨胀机通过连轴器带动发电机发电，将机械能转换为电能，并将电力送入燃气轮机电力并网装置5。发完电的烟气温度仍然较高，大约500°C，通过燃气轮机排气管6进入余热锅炉7后产生蒸汽，由余热锅炉蒸汽管9输出供企业使用，同时由余热锅炉排烟管8排出高温烟气。
[0015]如图2所示为本实用新型天然气分布式供能系统简图，所述天然气进气管2分别连接燃气内燃机11的内燃机进气口和天然气压缩机3的压缩机进气口，所述燃气内燃机11的电力输出端通过电线连接燃气内燃机电力并网装置10，燃气内燃机11分别设有内燃机缸套出水口、内燃机排烟口、内燃机缸套回水口和内燃机进气口，燃气内燃机11的内燃机缸套出水口和内燃机排烟口分别通过燃气内燃机出水管13和燃气内燃机排烟管14连接溴化锂制冷机15，所述溴化锂制冷机15分别设有制冷机缸套出水口、制冷机缸套进水口、制冷机进烟口、制冷机排烟口、制冷机回水口和制冷机出水口，溴化锂制冷机15的制冷机缸套进水口和制冷机进烟口分别连接燃气内燃机出水管13和燃气内燃机排烟管14，溴化锂制冷机15的制冷机缸套出水口通过燃气内燃机回水管12连接燃气内燃机11的内燃机缸套回水口，溴化锂制冷机15的制冷机排烟口连接制冷机排烟管20，溴化锂制冷机15的制冷机出水口通过制冷机出水管17连接空气调节箱18，所述空气调节箱分别设有调节箱出水口、调节箱进水口、调节箱出气口和调节箱进气口，空气调节箱18的调节箱进水口和调节箱进气口分别连接制冷机出水管17和空气进气管1，空气调节箱18的调节箱出水口通过制冷机回水管16连接溴化锂制冷机15的制冷机回水口，空气调节箱18的调节箱出气口通过燃气轮机进气管19连接燃气轮机4。
[0016]所述燃气轮机4分别设有轮机空气进气口、轮机天然气进气口和轮机排烟口，燃气轮机4的轮机空气进气口连接燃气轮机进气管19，燃气轮机4的轮机天然气进气口连接天然气压缩机3的压缩机出气口，燃气轮机4的轮机电力输出端通过另一电线连接燃气轮机电力并网装置5，燃气轮机4的轮机排烟口通过燃气轮机排气管6连接余热锅炉7的锅炉进烟口。所述余热锅炉7分别设有锅炉进烟口、锅炉排烟口和锅炉蒸汽出气口，余热锅炉7的锅炉进烟口连接燃气轮机排气管6，余热锅炉7的锅炉排烟口连接余热锅炉排烟管8，余热锅炉7的锅炉蒸汽出气口连接余热锅炉蒸汽管9。
[0017]本实用新型在传统功能系统的基础上增加燃气内燃机11、溴化锂制冷机15和空气调节箱18，所述燃气内燃机11的装机容量要远小于燃气轮机4，约为燃气轮机4装机容量的10%，燃气轮机全年稳定运行，夏季工况下，燃气内燃机11启动，所产生的余热包括高温烟气和缸套水通过溴化锂制冷机15制取冷冻水，冷冻水通入空气调节箱18，使燃气轮机4的进气温度降低至15°C左右。在非夏季工况下，燃气内燃机停运。所述溴化锂制冷机15为烟气热水型溴化锂制冷机。所述燃气轮机电力并网装置5和燃气内燃机电力并网装置10与市政电网并网。
[0018]实施例一:
[0019]如图3?图4所示为现有某供能系统和本实用新型供能系统在夏季工况下，系统的输入与输出。在夏季工况下，现有供能系统输入天然气1736Nm3/h，输出电力4400kW，蒸汽14.2t/h，发电效率25.64%，热效率57.93%，总热效率83.57% ;本实用新型供能系统输入天然气1862Nm3/h，输出电力5700kW，冷冻水560kW，蒸汽13.lt/h，发电效率30.96%，冷效率
3.04%,热效率49.82%,总热效率83.82%。
[0020]从上可知，本实用新型发电效率30.96%，较之传统供能系统发电效率25.64%具有显著优势，提升了近21%。
【权利要求】
1.一种工业天然气分布式供能系统，包括空气进气管，天然气进气管，燃气轮机，燃气内燃机，溴化锂制冷机，空气调节箱，天然气压缩机，燃气内燃机电力并网装置，燃气轮机电力并网装置，余热锅炉，其特征是:所述天然气进气管(2)分别连接燃气内燃机(11)的内燃机进气口和天然气压缩机(3)的压缩机进气口，所述燃气内燃机(11)的电力输出端通过电线连接燃气内燃机电力并网装置(10 )，燃气内燃机(11)分别设有内燃机缸套出水口、内燃机排烟口、内燃机缸套回水口和内燃机进气口，燃气内燃机(11)的内燃机缸套出水口和内燃机排烟口分别通过燃气内燃机出水管(13)和燃气内燃机排烟管(14)连接溴化锂制冷机(15)，所述溴化锂制冷机(15)分别设有制冷机缸套出水口、制冷机缸套进水口、制冷机进烟口、制冷机排烟口、制冷机回水口和制冷机出水口，溴化锂制冷机(15)的制冷机缸套进水口和制冷机进烟口分别连接燃气内燃机出水管(13)和燃气内燃机排烟管(14)，溴化锂制冷机(15 )的制冷机缸套出水口通过燃气内燃机回水管(12 )连接燃气内燃机(11)的内燃机缸套回水口，溴化锂制冷机(15)的制冷机排烟口连接制冷机排烟管(20)，溴化锂制冷机(15)的制冷机出水口通过制冷机出水管(17)连接空气调节箱(18)，所述空气调节箱()分别设有调节箱出水口、调节箱进水口、调节箱出气口和调节箱进气口，空气调节箱(18)的调节箱进水口和调节箱进气口分别连接制冷机出水管(17)和空气进气管(I )，空气调节箱(18)的调节箱出水口通过制冷机回水管(16)连接溴化锂制冷机(15)的制冷机回水口，空气调节箱(18)的调节箱出气口通过燃气轮机进气管(19)连接燃气轮机(4)。
2.如权利要求1所述的一种工业天然气分布式供能系统，其特征是:所述燃气轮机(4)分别设有轮机空气进气口、轮机天然气进气口和轮机排烟口，燃气轮机(4)的轮机空气进气口连接燃气轮机进气管(19)，燃气轮机(4)的轮机天然气进气口连接天然气压缩机(3)的压缩机出气口，燃气轮机(4)的轮机电力输出端通过另一电线连接燃气轮机电力并网装置(5),燃气轮机(4)的轮机排烟口通过燃气轮机排气管(6)连接余热锅炉(7)的锅炉进烟口。
3.如权利要求2所述的一种工业天然气分布式供能系统，其特征是:所述余热锅炉(7)分别设有锅炉进烟口、锅炉排烟口和锅炉蒸汽出气口，余热锅炉(7)的锅炉进烟口连接燃气轮机排气管(6 )，余热锅炉(7 )的锅炉排烟口连接余热锅炉排烟管(8 )，余热锅炉(7 )的锅炉蒸汽出气口连接余热锅炉蒸汽管(9)。
【文档编号】F02C7/22GK204003106SQ201420379049
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】姚钰锋, 吴竺, 朱彤 申请人:上海博翎能源科技有限公司