燃气热电联产机组的制作方法

本发明涉及内燃发电机设备领域，特别是涉及一种燃气热电联产机组。

背景技术：

目前，常用的燃气发电机是通过将燃气燃烧后产生的内能转化成机械能，最终转化成电能输送给用户使用。

但是，现有技术中燃气发电机对燃气燃烧的内能利用率相对较低，其中燃气燃烧的60％-70％的能量是以热量的形式散失，尤其是燃烧后的高温烟气和发动机冷却水带走大量的热量，导致燃气资源的利用率非常低，浪费大量能源，同时导致用户在使用燃气发电机时成本居高不下，阻碍了燃气发电机的进一步推广。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于，提供一种新型结构的燃气热电联产机组，所要解决的技术问题是使其提高燃气燃烧后的热能的利用率，进而提高能源利用率。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种燃气热电联产机组，其包括：

底盘支架；

发电机组，所述发电机组设置在所述底盘支架上；

热交换组件，所述热交换组件包括烟气换热器和水水换热器；

其中，所述烟气换热器的本体内设置有水循环部，所述烟气换热器的本体与所述发电机组燃烧室的排烟管道出口连接，所述烟气换热器的水循环部与所述水水换热器的热水循环部连接，所述水水换热器的冷水循环部用于与外部水管连接；

控制装置，所述控制装置与所述发电机组连接，用于控制所述发电机组生产的电能输出。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其中所所述烟气换热器的水循环部与所述发电机组中的发动机冷却循环管道第一位置连接，所述水水换热器的热水循环部与所述发动机冷却循环管道的第二位置连接；

其中，所述发动机冷却循环管道中的冷却水依次流经所述第一位置和所述第二位置。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其还包括：温度传感器和电动三通阀，所述温度传感器和电动三通阀均与所述控制装置连接；

其中，所述温度传感器用于检测发动机冷却循环管道中冷却水的温度，将检测数据传送给所述控制装置；

所述电动三通阀的第一接口和第二接口连接在所述发动机冷却循环管道第一位置和发动机冷却循环管道第二位置之间，所述电动三通阀的第三接口连接在所述第二位置之后。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其中所述发动机的排气管的外壁上设置有水循环管套，所述水循环管套与所述发动机冷却循环管道连接。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其还包括：静音机箱，所述底盘支架、发电机组以及热交换组件容纳在所述静音机箱中，所述控制装置设置在所述静音机箱外壁上。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其中所述静音机箱的进风口设置在所述静音机箱门板的下方，所述静音机箱的出风口设置在所述静音机箱的侧上方。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其还包括：排风静音盒体，所述排风静音盒体设置在所述静音机箱的出风口处。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其还包括：排烟消声器，所述排烟消声器与所述烟气换热器本体的出烟口连接。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其还包括：三元催化器，所述三元催化器设置在所述发电机组燃烧室的排烟管道上，位于所述烟气换热器之前。

优选的，前述的燃气热电联产机组，其还包括：机油液位维持计和补给油箱，所述机油液位维持计与所述补给油箱连接；

其中，所述机油液位维持计与所述发动机连接，所述补给油箱设置在所述静音机箱内部，位于所述静音机箱的上方。

借由上述技术方案，本发明燃气热电联产机组至少具有下列优点：

本发明技术方案中，燃气热电联产机组包括发电机组和热交换组件，发电机组能够利用燃烧燃气产生的热能驱动发电机组产生电能，能够用于普通家庭的供电，也可以用于工程作业中的供电；同时发电机组件的燃烧室排烟管道出口连接烟气管热气，该烟气换热器能够吸收烟气中所携带的热量，并使用吸收的热量对其内部的循环水进行加热，使烟气中的热量得以转换，再通过连接水水换热器就可以对外接的冷水进行加热，这样就可以直接输出热水，能够满足家庭对热水的需求，当发电机组较大时也可以满足工业上对热水的需要，进而实现了烟气热能的回收利用，有效提高燃气燃烧后的热利用率；此外，本发明还将热交换组件与发电机组中的发动机的冷却循环管道连接，进而将冷却循环管道中循环水的热量交换出来，这样不仅满足了发动机冷却的需求，还将发动机产生的热量回收，能够进一步提高燃气燃烧后的热利用率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的一个实施例提供的一种燃气热电联产机组第一视角结构示意图；

图2是本发明的一个实施例提供的一种燃气热电联产机组第二视角结构示意图；

图3是本发明的一个实施例提供的一种燃气热电联产机组第三视角结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的燃气热电联产机组，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可油任何合适形式组合。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例提出的一种燃气热电联产机组，其包括：底盘支架(图中未示出)、发电机组1、热交换组件以及控制装置4；发电机组1设置在底盘支架上；热交换组件包括烟气换热器2和水水换热器3；其中，烟气换热器2的本体内设置有水循环部，烟气换热器2的本体与发电机组1燃烧室的排烟管道出口连接，烟气换热器2的水循环部与水水换热器3的热水循环部连接，水水换热器3的冷水循环部用于与外部水管连接；控制装置4与发电机组1连接，用于控制发电机组1生产的电能输出。

具体的，底盘支架的结构可以根据发电机组的结构以及其他部件结构尺寸进行设定，本发明不做具体限定，但底盘支架需要具有一定的强度的承载能力，最好采用钢材、铝型材或者镁合金型材制造；发电机组可以选用现有技术中常用的发电机组，其主要包括燃气机和发动机，其燃烧的燃气可以是天然气也可以是煤气，发电机组的功率型号可以根据具体需要进行选定，例如家庭使用时可以选用小功率的发电机组，当工程或者企业使用时可以选用大功率发电机组，发电机组最好设置在底盘支架的中心位置，以保证整体的稳定性；热交换组件的作用主要是回收发电机组排出的未利用的热能，热交换组件中的烟气换热器需要是水气换热的形式，其需要具有供烟气通过的主体以及供水流通的水循环部，这样烟气换热器的主体可以连接在发电机组燃烧室的排烟管道出口上，当燃气燃烧的烟气流经烟气换热器时可以将水循环部中的水加热，即水循环部中的水将烟气中的热量回收；热交换组件中的水水换热器可以是现有技术中常用的结构形式，其热水循环部用于流通温度较高的水，即用于流通吸收了烟气中热量的循环水，其冷水循环部包括一个进水口和一个出水口，进水管用于连接外部水管，当外部水管输入的冷水进入水水换热器后，冷水能够与水水换热器中的热水循环部进行热交换，进而冷水被加热，此时冷水循环部的出水口就可以输出热水，可供企业或者用户使用；此外，用于在烟气换热器以及水水焕然器中循环的介质还可以是其他液体，例如纯净水或者防冻液等；控制装置可以直接使用现有技术中成熟的控制装置，其主要用于将发电机组生产的电能向用户输出，以及控制输出电能的电压和电流，控制装置还可以连接蓄电装置，可以将发电机组生产的电能储存起来，或者可以根据具体需要设定控制程序，进而对发电机组进行控制。

进一步的，燃气热电联产机组还可以设置所需要型号的机箱，以及支腿、滚轮、减震支脚或者安装支架等方便其使用的结构，本发明不做限定。此外，还可以将热交换组件与发电机组的发动机的冷却循环管道连接，进而将冷却循环管道中的循环水的热量也回收利用起来。

本发明技术方案中，燃气热电联产机组包括发电机组和热交换组件，发电机组能够利用燃烧燃气产生的热能驱动发动机产生电能，能够用于普通家庭的供电，也可以用于工程作业中的供电；同时发电机组件的燃烧室排烟管道出口连接烟气管热气，该烟气换热器能够吸收烟气中所携带的热量，并使用吸收的热量对其内部的循环水进行加热，使烟气中的热量得以转换，再通过连接水水换热器就可以对外接的冷水进行加热，这样就可以直接输出热水，能够满足家庭对热水的需求，当发电机组较大时也可以满足工业上对热水的需要，进而实现了烟气热能的回收利用，有效提高燃气燃烧后的热利用率；此外，本发明还将热交换组件与发电机组中的发动机的冷却循环管道连接，进而将冷却循环管道中循环水的热量交换出来，这样不仅满足了发动机冷却的需求，还将发动机产生的热量回收，能够进一步提高燃气燃烧后的热利用率。

如图1和图2所示，在具体实施当中，其中烟气换热器2的水循环部与发电机组1中的发动机冷却循环管道第一位置连接，水水换热器3的热水循环部与发动机冷却循环管道的第二位置连接；其中，发动机冷却循环管道中的冷却水依次流经第一位置和所述第二位置。

具体的，由于发电机组中的发动机在工作时需要使用循环水进行冷却，在循环水冷却发动机的过程中，循环水需要将其吸收的来自发动机的热量散出去，虽然进行了冷却工作，但同时也浪费了大量的热量，而这些热量的起源都是燃气燃烧的热量，所以将发动机的冷却循环管道与烟气换热器的水循环部连接后，在将此整体的循环水流经水水换热器，这可以在回收烟气的热量同时，回收发动机的热量，能够进一步的减少热量的散失，有效提发电机组的热效率。

如图1和图2所示，进一步的，烟气换热器2的水循环部、发动机的冷却循环管道以及水水换热器3的热水循环部之间的连接，可参考现有技术中水循环管道的布置方式进行连接，其中发动机冷却循环管道的第一位置和第二位置，就是冷却循环管道上便于连接的两个点，且第一位置需要位于第二位置之前，即循环水先流经第一位置然后流经第二位置。经过上述连接后，循环水就可以流经烟气换热器2吸收烟气的热量，可以流经发动机吸收发动机的热量，然后将热量与流经水水换热器3的冷水循环部中的冷水热交换，达到回收热量输出热水的目的。

如图1和图2所示，在具体实施当中，本发明提供的燃气热电联产机组，还包括：温度传感器(图中未示出)和电动三通阀5，温度传感器和电动三通阀5均与控制装置4连接；其中，温度传感器用于检测发动机冷却循环管道中冷却水的温度，将检测数据传送给控制装置4；电动三通阀5的第一接口和第二接口连接在发动机冷却循环管道第一位置和发动机冷却循环管道第二位置之间，电动三通阀5的第三接口连接在第二位置之后。

具体的，由于在发电机组启动的开始阶段，发动机的温度较低，达不到正常发电工作的要求，需要继续工作一段时间，提高发动机的温度，即相当于预热，此时如果将发动机的热量通过水水换热器转换出去，则要达到发动机正常的发电工作，需要更长的时间，所以设置电动三通阀，通过控制电动三通阀的通断，可以控制循环水是否流经水水换热器；其中，当温度传感器检测的发动机冷却循环管道中的循环水温度低于预定值时，该预定值可以根据发动机的工作参数进行设定，则控制装置控制电动三通阀关闭第二接口开启第一接口和第三接口，使循环水不流经水水换热器，而循环水流经烟气换热器，能够利用从烟气换热器吸收的热量给发动机预热，使发动机温度达到发电工作的要求，之后控制装置便可以控制电动三通阀打开第二接口，关闭第三接口使循环水流经水水换热器，使吸收了烟气热量以及发动机热量的循环水流经水水换热器，进行热量的回收工作。

在具体实施当中，其中发动机的排气管的外壁上设置有水循环管套，水循环管套与所述发动机冷却循环管道连接。

具体的，由于发电机组的发动机在工作时也会排放带有大量热量的烟气，所以在发动机的排气管上设置水循环管套，并将该水循环管套与发动机的冷却循环管道连通，这样就可以使循环水吸收发动机排放的烟气的热量，进一步增加热量的回收，进一步提高燃气燃烧后的热量的利用率。

如图1和图2所示，综上，循环水能够流经烟气换热器2、发电机组1的发动机、发动机排气管以及水水换热器3，所以可以设置一个循环水泵12用于驱动循环水的流动，该循环水泵12可以是发动机原有的也可以是增设的，以保证循环水在上述装置中顺利流转，进而通过循环水将热量回收，并通过水水换热器加热外部冷水。

如图1-图3所示，在具体实施当中，本发明提供的燃气热电联产机组，还包括：静音机箱6，底盘支架、发电机组1以及热交换组件容纳在静音机箱6中，控制装置4设置在静音机箱6外壁上。

具体的，由于发电机组在工作时会产生一定的噪音，所以本发明使用静音机箱来承装燃气热电联产机组的主要工作部件，减少噪音外泄，避免噪音污染环境，使本发明适用于家庭室内使用，给用户带来更好的使用体验。同时静音机箱的侧壁上还可以设置燃气进气口和外部冷水的进口和出口，燃气进气口用于燃气管路连接发电机组，外部冷水的进口和出口分别用于与水水换热器的冷水循环部连接

如图1-图3所示，进一步的，静音机箱6的进风口61设置在静音机箱6门板的下方，静音机箱6的出风口62设置在静音机箱6的侧上方。这样空气从静音机箱6的底部进入，一部分用于参加燃气的燃烧，另一部分从静音机箱6的底部流入从静音机箱6的侧上方流出，能够流经发电机组1、烟气换热器2、水水换热器3以及各循环管路的表面，进而将静音机箱6内部的热量带走，维持静音机箱6内部的温度恒定，保证各个工作部件在正常的温度环境下工作。

如图1和图2所示，进一步的，为了更好的消除本发明燃气热电联产机组工作时产生的噪音，还可以在静音机箱6的出风口62处设置排风静音盒体7，以及在烟气换热器2本体的出烟口处连接排烟消声器8，该排风静音盒体7以及排烟消声器8均可直接使用现有技术中成熟的静音技术产品。

如图1和图2所示，在具体实施当中，本发明提供的燃气热电联产机组，还包括：三元催化器9，三元催化器9设置在发电机组1燃烧室的排烟管道上，位于烟气换热器2之前。

具体的，由于燃气燃烧后会产生一些有毒有害的气体，为了减少对空气的污染，可以在发电机组的排烟管道上连接三元催化器，使其将有毒有害气体进行转化，然后排出避免污染环境。

如图1和图2所示，在具体实施当中，本发明提供的燃气热电联产机组，还包括：机油液位维持计10和补给油箱11，机油液位维持计10与补给油箱11连接；其中，机油液位维持计10与发动机连接，补给油箱11设置在静音机箱6内部，位于静音机箱的6上方。

具体的，为了使发电机组中的发动机能够长效稳定的工作，减少发动机机油补给次数，增设补给油箱，补给油箱内部承装机油，能够通过重力的作用直接注入机油液位维持计中，机油液位维持计与发动机的齿轮箱连通，当发动机缺少机油时，机油液位维持计可以打开开关，机油在重力的作用下最终进入发动机中，对发动机的机油进行补充。

如图1和图2所示，在具体实施当中，为了使本发明提供的燃气热电联产机组结构更合理，更紧凑，减少整体的体积，可以将发电机组1放置于底盘支架上，使其位于静音机箱6中间，靠近静音机箱6的后壁位置，三元催化器9、烟气换热器2以及排烟消声器8设置于发电机组1的前端靠近静音机箱6门体的位置，且位于静音机箱6的上部两侧的空间，这样布局设计使排烟管道距离最短，从而减少发电机,1的排烟背压损失，同时可以充分利用发动机前端上部空间使整体布局更加合理与紧凑。循环水泵12、水水换热器3以及电动三通阀5布置于发电机组1前端下部，如此布局不仅发电机组1、电动三通阀5、水水换热器3、烟气换热器2以及循环水泵12各功能部件连接方便，而且管路总长度以及弯头量最少，有效减少系统阻力损失提高综合效率。综上能够减小设备整体的占用空间，使燃气热电联产机组的体积更小，能够适用家庭使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。