一种天然气分布式能源余热利用系统的制作方法

本实用新型属于新能源技术领域，尤其为一种天然气分布式能源余热利用系统。

背景技术：

由于长期以煤作为能源结构主体，我国的可持续发展战略，正承受着来自环境污染和生态破坏问题所带来的巨大压力。作为一种相对低污染的清洁能源，天然气越来越受到人们的青睐，为此，加大天然气的开发使用力度，减少煤的使用，是实现我国经济可持续发展的一项重要举措。天然气分布式能源系统的发展，将为我国能源结构调整带来一次重大契机。以天然气为燃料的分布式能源系统，能够将发电与其它供能方式有机结合，通常以燃气内燃机、燃气轮机、微型燃气轮机和斯特林发动机作为原动机，驱动发电机进行发电，发电后的余热可通过余热利用设备进行回收利用，满足用户对冷、热、电等多种能源的使用需求。与常规能源系统相比，天然气分布式能源系统能够实现能量的梯级利用，提高一次能源的利用效率。根据我国相关标准与规范的规定，分布式能源系统的年均综合能源利用效率不应小于70％，年平均热电比不应小于55％。余热利用是天然气分布式能源系统的重要环节，对系统的综合能源利用效率有直接影响。

现有的余热利用系统在进行热水输送时，通常采用保温管进行输送，但是长距离的输送保温质量仍旧不理想，热量在输送过程中流失过多，影响能量的利用效率。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种天然气分布式能源余热利用系统，具有热量损耗小的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种天然气分布式能源余热利用系统，包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、热水用户、制冷站和热水制备站，所述燃气轮机的高温废气输入至所述余热锅炉中，所述余热锅炉的输出端连接有所述蒸汽轮机、热水用户、制冷站和热水制备站，所述余热锅炉和所述热水用户之间通过热水输水管连接，所述热水输水管包括由外至内分布的保温层、废气层和输水管，所述输水管与所述余热锅炉输出的热水连接，所述废气层与所述余热锅炉输出的低温气体连接。

优选的，所述余热锅炉的内部固定有隔断板，所述隔断板的两侧分隔形成腔体a和腔体b，所述燃气轮机输出端的废气连接在所述余热锅炉中的螺旋烟气管中，所述螺旋烟气管贯穿所述隔断板，且分别通过制热输气管、制冷输气管与所述热水制备站、制冷站连接。

优选的，所述腔体a通过蒸汽轮机输气管与所述蒸汽轮机连接，且所述蒸汽轮机的蒸汽轮机回气管上串接有凝汽管和水泵，所述蒸汽轮机回气管的末端连接在所述腔体a中。

优选的，所述制冷输气管上连接有废气支管，所述废气支管与所述废气层连接。

优选的，所述热水输水管的末端设有废气处理装置，所述废气处理装置与所述废气层连接，且所述热水用户通过用户回水管连接至所述余热锅炉中。

优选的，所述燃气轮机的输出端连接有燃机发电机，所述蒸汽轮机的输出端连接有蒸汽轮机发电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的输水管热水输水管由保温层、废气层和输水管组成，输水管内部用来输送热水，废气层中输送由余热锅炉输出的废气，因此，由于废气也具有一定的温度，可以有效的对输水管内的热水进行保温，同时，气体作为介质，热传递效率较低。

2、本实用新型余热锅炉中设有螺旋烟气管，螺旋烟气管可以与余热锅炉中的水进行高效的热交换，同时对余热锅炉中的腔体进行分层，针对于需要高温蒸汽的蒸汽轮机采用初段的螺旋烟气管加热，对热水用户采用末段的螺旋烟气管加热，并且针对于需要高温气体的热水制备站采用由螺旋烟气管中段分出的制热输气管，合理利用烟气。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中余热锅炉的结构示意图；

图3为本实用新型中热水输水管的结构示意图。

图中：1、燃气轮机；11、燃机发电机；2、余热锅炉；21、螺旋烟气管；22、隔断板；3、蒸汽轮机；31、蒸汽轮机输气管；32、蒸汽轮机回气管；33、凝汽管；34、水泵；35、蒸汽轮机发电机；4、热水用户；41、热水输水管；411、保温层；412、废气层；413、输水管；42、废气处理装置；43、用户回水管；5、制冷站；6、热水制备站；61、制热输气管；62、制冷输气管；621、废气支管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供以下技术方案：一种天然气分布式能源余热利用系统，包括燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、热水用户4、制冷站5和热水制备站6，燃气轮机1的高温废气输入至余热锅炉2中，余热锅炉2的输出端连接有蒸汽轮机3、热水用户4、制冷站5和热水制备站6，余热锅炉2和热水用户4之间通过热水输水管41连接，热水输水管41包括由外至内分布的保温层411、废气层412和输水管413，输水管413与余热锅炉2输出的热水连接，废气层412与余热锅炉2输出的低温气体连接。

本实施方案中：燃气轮机1的高温废气输入至余热锅炉2中，天然气进入到燃气轮机1中进行燃烧，产生的废气进入到余热锅炉2中，余热锅炉2的输出端连接有蒸汽轮机3、热水用户4、制冷站5和热水制备站6，余热锅炉2将蒸汽轮机3、热水用户4、制冷站5和热水制备站6需要的高温高压气体、高温气体，低温气体进行有效的分级利用，蒸汽轮机3和热水用户4之间通过热水输水管41连接，热水输水管41包括由外至内分布的保温层411、废气层412和输水管413，输水管413与余热锅炉2输出的热水连接，废气层412与余热锅炉2输出的低温气体连接，输水管413内部用来输送热水，废气层412中输送由余热锅炉2输出的废气，因此，由于废气也具有一定的温度，可以有效的对输水管413内的热水进行保温，同时，气体作为介质，热传递效率较低。

具体的，余热锅炉2的内部固定有隔断板22，隔断板22的两侧分隔形成腔体a和腔体b，燃气轮机1输出端的废气连接在余热锅炉2中的螺旋烟气管21中，螺旋烟气管21贯穿隔断板22，且分别通过制热输气管61、制冷输气管62与热水制备站6、制冷站5连接；腔体a中添加蒸汽轮机3需要加热的水源，由于螺旋烟气管21初段在腔体a中，因此气体的温度高，可以对腔体a中的水源进行加热，产生高温蒸汽，使蒸汽轮机3工作发电，经过热交换后的中段螺旋烟气管21进入到腔体b中，继续与腔体b中的水源进行热交换，腔体b中的水源用户供给热水用户4，温度较高的120°～130°的气体通过制热输气管61输入至热水制备站6中，温度较低的70°～80°的气体通过制冷输气管62输入至制冷站5中进行制冷。

具体的，腔体a通过蒸汽轮机输气管31与蒸汽轮机3连接，且蒸汽轮机3的蒸汽轮机回气管32上串接有凝汽管33和水泵34，蒸汽轮机回气管32的末端连接在腔体a中；使腔体a中的水源形成一个循环，在蒸汽轮机3中不断流动。

具体的，制冷输气管62上连接有废气支管621，废气支管621与废气层412连接；这样就可以将带有温度的废气进入到废气层412中，有效的对热水进行保温。

具体的，热水输水管41的末端设有废气处理装置42，废气处理装置42与废气层412连接，且热水用户4通过用户回水管43连接至余热锅炉2中；热水用户4将使用后的水通过用户回水管43在输入至余热锅炉2中，形成循环。

具体的，燃气轮机1的输出端连接有燃机发电机11，蒸汽轮机3的输出端连接有蒸汽轮机发电机35；通过燃机发电机11和蒸汽轮机发电机35进行发电供给。

本实用新型的工作原理及使用流程：天然气进入到燃气轮机1中进行燃烧，产生的废气进入到余热锅炉2中，余热锅炉2将蒸汽轮机3、热水用户4、制冷站5和热水制备站6需要的高温高压气体、高温气体，低温气体进行有效的分级利用，热水输水管41包括由外至内分布的保温层411、废气层412和输水管413，输水管413与余热锅炉2输出的热水连接，废气层412与余热锅炉2输出的低温气体连接，输水管413内部用来输送热水，废气层412中输送由余热锅炉2输出的废气，因此，由于废气也具有一定的温度，可以有效的对输水管413内的热水进行保温，同时，气体作为介质，热传递效率较低，腔体a中添加蒸汽轮机3需要加热的水源，由于螺旋烟气管21初段在腔体a中，因此气体的温度高，可以对腔体a中的水源进行加热，产生高温蒸汽，使蒸汽轮机3工作发电，经过热交换后的中段螺旋烟气管21进入到腔体b中，继续与腔体b中的水源进行热交换，腔体b中的水源用户供给热水用户4，温度较高的120°～130°的气体通过制热输气管61输入至热水制备站6中，温度较低的70°～80°的气体通过制冷输气管62输入至制冷站5中进行制冷。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。