对气体机余热能进行梯级回收的多能量形式输出的能源塔的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种内燃机余热利用的能源塔。特别是涉及一种对气体机余热能进行 梯级回收的多能量形式输出的能源塔。
【背景技术】
[0002] 随着石油资源的日益枯竭，以常规天然气和各种非常规天然气为燃料的内燃机 (气体机）由于清洁，高效，低污染以及气体资源潜力巨大的特点正在被越来越多地使用。 其中大型发电用燃气内燃机结合其余热回收系统往往作为一整套独立的供能系统为建筑 供能。这种系统受到许多发达国家的重视并被称为"第二代能源系统"，在为建筑供能的领 域得到了日益广泛的应用。气体机具有多种余热源，每种余热源的品位都不同。最主要的 余热源是发动机排气，温度最高可达600°C左右；其次是缸套水余热，但缸套水的温度一般 在大约75_85°C之间；如果是增压型气体机，增压气体还会带走一部分热量，其在增压器出 口的温度一般为120°C左右。几种主要余热源的热量大小和品质差别都很大，且排气余热回 收利用后温度大幅度降低，属于大温差余热，能量品质跨度大。然而任何一种余热回收方式 只能对某一能量品质段的热量进行高效的回收，所以单一的余热回收方式不能充分利用气 体机的余热。
[0003] 因此针对上述问题，必须立足于对能量梯级利用的原则并结合建筑用能对能量品 质的不同需求（一栋建筑对能量品质的需求也是多样性的，有的需要高品位能量比如发 电，有的需要中或低品位的能量比如制冷或供暖），采用多种余热回收方式相结合的方法， 才能尽可能的充分利用气体机余热。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用多余热回收方式相结合的冷，热，电 三联供的对气体机余热能进行梯级回收的多能量形式输出的能源塔。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种对气体机余热能进行梯级回收利用的多能量 形式输出的能源塔，包括内燃机，还设置有与所述内燃机排出的高温气体进行热交换，使汽 轮机膨胀作功的水蒸气朗肯循环系统，分别与所述内燃机排出的高温气体、缸套水，增压空 气以及水蒸气朗肯循环系统中的冷凝热进行热交换，使膨胀机膨胀作功的有机朗肯循环系 统，将所述内燃机排出的部分缸套水作为吸收式制冷系统热源进行热交换的溴冷机组，以 及与所述的内燃机排出的高温气体终端相连用于给生活用水进行加热的热水换热器。
[0006] 所述的内燃机排出的缸套水分三条支路，第一条支路通过一个缸套水加热器与经 过水蒸气朗肯循环系统热交换后的内燃机排出的高温气体进行热交换，然后进入溴冷机组 中的发生器中作为吸收式制冷系统的热源进行热交换后经汇合点流入内燃机；第二条支路 用于与所述的有机朗肯循环系统进行热交换，然后经汇合点流入内燃机；第三条支路直接 经汇合点流入内燃机。
[0007] 所述的水蒸气朗肯循环系统包括有：内部能够贯通所述内燃机排出的高温气体， 用于将流过内部的水加热成高温高压气体的余热锅炉，通过管路连接余热锅炉流出的高温 高压气体，用于膨胀做功的汽轮机，通过管路连接汽轮机作功后排出的汽体，用于给所述的 汽体降温冷凝的第一冷凝器，通过管路连接经第一冷凝器的冷凝成液体水的出口，用于对 所述液体水进行加压的栗，所述经栗加压后的液体水通过管路进入所述的余热锅炉再次与 所述的内燃机排出的高温气体进行热交换。
[0008] 所述的有机朗肯循环系统包括有通过流入的高温气态工质进行膨胀作功的膨胀 机，通过管路连接膨胀机做功后流出的低温气态工质，并与流经内部的冷却水进行热交换 的第二冷凝器，流出第二冷凝器的低温液态工质通过管路和设置在所述管路上的工质栗分 为三路，其中的一路低温液态工质通过管路连接到缸套水换热器排气端的用于加热低温液 态工质的排气预热器，排气预热器流出的高温液态工质通过管路连接至工质汇合点；第二 路低温液态工质通过管路连接到用所述内燃机的增压空气给低温液态工质加热的增压空 气预热器，从所述增压空气预热器流出的液态工质通过管路连接至工质汇合点；第三路低 温液态工质通过管路连接到用所述内燃机缸套水的第二条支路流出的缸套水给低温液态 工质加热的缸套水预热器，从所述缸套水预热器流出的液态工质通过管路连接至工质汇合 点，所述的流至工质汇合点的三路低温液态工质共同通过管路连接水蒸气朗肯循环系统中 的用于通过吸收水蒸气朗肯循环系统的冷凝热而形成高温气态工质的第一冷凝器，从第一 冷凝器流出的高温气态工质再通过管路连接到所述膨胀机作功，作功后流出的工质再经由 第二冷凝器和工质栗开始下次循环。
[0009] 流经所述排气预热器与所述的低温液态工质进行热交换后的内燃机排出的高温 气体终端通过管路连接用于给生活用水进行加热的热水换热器。
[0010] 所述的溴冷机组包括有通过经第二支路b流入的缸套水对流经内部的稀溶液进 行加热的发生器，从所述发生器流出的缸套水通过管路连接到汇合点并流入内燃机；经所 述发生器加热后的稀溶液一部分变为气态制冷剂通过管路连接到用于冷凝所述气态制冷 剂的第三冷凝器，另一部分变为高温浓溶液依次通过溶液热交换器和第一膨胀阀连接到用 于吸收制冷剂的吸收器；经第三冷凝器被冷却水冷凝成液态的制冷剂依次通过过冷器、第 二膨胀阀连接到用于对载冷剂进行热交换的蒸发器，经过蒸发器热交换后的制冷剂通过管 路连接过冷器并与从所述第三冷凝器流入过冷器的液态制冷剂进行热交换后，通过管路连 接到用于吸收制冷剂并与冷却水进行热交换的吸收器，经吸收器后形成稀溶液通过管路和 设置在管路上的溶液栗连接至溶液热交换器，并与从所述发生器流入溶液热交换器中出的 浓溶液进行热交换后进入发生器，与流经发生器内的缸套水再次进行热交换。
[0011] 本发明的对气体机余热能进行梯级回收的多能量形式输出的能源塔，是按照能量 梯级利用的原则并结合建筑用能对能量品质的不同需求，提出一种多余热回收方式相结合 的冷，热，电三联供余热回收系统。利用蒸汽朗肯循环，有机朗肯循环，溴冷机，以及几个换 热器对气体机的余热按照其特点进行梯级利用，以最大程度的回收利用气体机余热能，向 建筑提供不同品质和功能的能量，使得气体机余热得到了非常充分的利用，同时大大提高 了整个系统的综合能源利用率，达到了节能减排的效果。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的整体结构示意图。
[0013] 图中：
[0014] 1;内燃机 2:水蒸气朗肯循环系统
[0015] 3:有机朗肯循环系统 4:溴冷机组
[0016] 5:热水换热器 6:缸套水加热器
[0017] 21 :余热锅炉 22 :汽轮机（自带发电机）
[0018] 23 :第一冷凝器 24 :栗
[0019] 31 :膨胀机（自带发电机） 32 :第二冷凝器
[0020] 33 :工质栗 34 :排气预热器
[0021] 35:增压空气预热器 36:缸套水预热器
[0022] 41 :发生器 42 :溶液热交换器
[0023] 43 :第一膨胀阀 44 :吸收器
[0024] 45 :溶液栗 46 :第三冷凝器
[0025] 47 :过冷器 48 :第二膨胀阀
[0026] 49 :蒸发器 S:冷却水
[0027] B:生活用热水 Z:载冷剂
【具体实施方式】
[0028] 下面结合实施例和附图对本发明的对气体机余热能进行梯级回收的多能量形式 输出的能源塔做出详细说明。
[0029] 如图1所示，本发明的对气体机余热能进行梯级回收的多能量形式输出的能源 塔，包括气体燃料内燃机1，还设置有与所述内燃机1排出的高温气体进行热交换，从而使 汽轮机膨胀作功的水蒸气朗肯循环系统2,分别与所述内燃机1排出的高温气体、缸套水， 增压空气以及水蒸气朗肯循环系统2中的冷凝热进行热交换，从而使膨胀机膨胀作功的有 机朗肯循环系统3,将所述内燃机1排出的缸套水作为吸收式制冷系统热源进行热交换的 溴冷机组4,以及与所述的内燃机1排出的高温气体终端相连用于给生活用水进行加热的 热水换热器5。
[0030] 所述的内燃机1排出的缸套水分三