分布式发电供热与分散式制冷耦合系统的制作方法_2

文档序号:9928210阅读:来源:国知局
电线、过热水蒸汽输出管、采暖热水输出管、再热器12的过热水蒸汽侧进汽口、除盐水补充管,均设置传感器数据采集交换模块15,并分别通过有线或无线方式,与互联网终端电脑控制器16之间相互通讯连接,并交换信息,以组建成能量管理互联网络一能联网。
[0038]蒸发器13-1是干式蒸发器或满液式蒸发器或降膜式蒸发器;冷凝器13-4是管壳式冷凝器或板式冷凝器或套管式冷凝器或板翅式冷凝器或盘管式冷凝器。
[0039]有机工质13-7*R134aSR245fa。
[0040]本发明的工作原理结合附图1说明如下:
[0041]1、烟气驱动燃气透平4提供第一级循环发电并带动压气机1:经过净化处理与压缩的燃气流经传感器数据采集交换模块15送入燃烧室2中,与经过进气过滤器1-1的净化、进气消声器1-2的消声、传感器数据采集交换模块15的检测、压气机I的加压而送入燃烧室2的空气,混合后燃烧并生成高压、高温烟气,由进气口送入燃气透平4中膨胀而输出机械功,推动叶轮旋转,并通过单轴4-1带动发电机5的转子以及压气机I的叶轮共同旋转,从而一方面经过传感器数据采集交换模块15而输出第一级电能,另一方面压缩来自消声器1-2的空气。
[0042]2、余热锅炉6回收烟气余热:燃气透平4出口的低压、高温烟气流入余热锅炉6中,经由过热器6-6、蒸发器6-5、省煤器6-3、除氧蒸发器6-2,而逐级回收烟气显热;并以逆流方式梯级加热余热锅炉6中的凝结回水,而回热降温后的尾气则由烟囱6-7高空排放。
[0043]3、余热锅炉6制取过热水蒸汽:凝汽器11的底部凝结水经二通阀3、三通,与再热器12的底部凝结水经二通阀3、三通而相互混合,再与经传感器数据采集交换模块15、二通阀
3、三通而补充的除盐水再次混合,然后流入除氧汽包6-1及其循环管道连接的除氧蒸发器6-2中,以虹吸循环加热、分离、排除氧气,再经除氧汽包6-1、传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9、省煤器6-3而被加热升温至饱和状态,然后流入汽包6-4及其循环管道连接的蒸发器6-5中,以虹吸循环加热,产生饱和水蒸汽并经过汽包6-4的分离,然后流经过热器6-6而被继续加热成为过热水蒸汽;污水则由除氧蒸发器6-2、省煤器6-3、蒸发器6-5的底部集管,而分别通过管道和二通阀3汇流至排出管排入下水道。
[0044]4、过热水蒸汽供热、再热以及驱动蒸汽透平10以提供第二级循环发电:过热器6-6的出口过热水蒸汽,(I)流经三通、三通、二通阀3、传感器数据采集交换模块15,而提供过热水蒸汽;(2)流经三通、三通、二通阀3、传感器数据采集交换模块15、再热器12的过热水蒸汽侧,而再次加热热水后凝结;(3)流经三通、二通阀3、传感器数据采集交换模块15,由进汽口送入蒸汽透平10中膨胀而输出机械功,推动叶轮旋转,并通过单轴4-1带动发电机5的转子旋转,以经过传感器数据采集交换模块15而输出第二级电能,同时蒸汽透平10的出口乏汽流入凝汽器11的水蒸汽侧,以加热循环回水并凝结。
[0045]5、背压供热切换驱动供热管网提供采暖热水循环:回水流经三通、传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9、凝汽器11的热水侧、三通、再热器12的热水侧、传感器数据采集交换模块15、供水干管18、三通、采暖末端、二通阀3、三通、回水干管19,以切换完成背压供热驱动采暖热水循环。
[0046]6、背压供热切换驱动有机朗肯循环机组提供(第三级循环发电+卫生热水):回水流经三通、传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9、凝汽器11的热水侧、三通、传感器数据采集交换模块15、蒸发器13-1的热水侧、二通阀3、三通,以切换完成背压供热驱动第三级循环发电;使得蒸发器13-1工质侧的低沸点有机工质13-7吸收背压热量而气化成有压气体,再流经二通阀3驱动膨胀机13-2旋转做功而降压,并带动发电机5的转子旋转,以经过传感器数据采集交换模块15而输出第三级电能;经回热器13-3放热降温形成的气液两相流,流经冷凝器13-4工质侧时向循环卫生热水放热,以凝结成液体并流入储液罐13-5,最后由工质栗13-6驱动,流经二通阀3及回热器13-3吸热升温后,重回蒸发器13-1工质侧,从而完成有机朗肯循环。自来水流经传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9,而进入冷凝器13-4卫生热水侧,以被工质冷凝加热升温而提供卫生热水。
[0047]7、背压供热切换驱动吸收式机组(制冷+制热)联合循环提供(工艺冷水+工艺热水):回水流经三通、传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9、凝汽器11的热水侧、三通、再热器12的热水侧、传感器数据采集交换模块15、供水干管18、三通、传感器数据采集交换模块15、再生器14-1管内、二通阀3、三通、回水干管19,以切换完成背压供热驱动吸收式机组,加热管外溶液,蒸发出水蒸汽而自身被浓缩成吸收液,再由吸收液栗驱动,而滴淋在吸收器14-3管外;水蒸汽则流经冷凝器14-4管外,放热并冷凝为冷剂水,再经管路减压而降温,并依重力流入蒸发器14-2中,再由冷剂栗驱动而循环滴淋在蒸发器14-2管外,以吸收工艺回水热量而蒸发成水蒸汽,然后流经吸收器14-3管外,被滴淋的吸收液吸收而成为稀溶液并释放出溶解热,然后再由溶液栗驱动,重新送回再生器14-1管外,最后经吸热而蒸发出水蒸汽,从而完成吸收式机组(制冷+制热)联合循环。工艺回水流经传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9而进入蒸发器14-2管内,被管外所滴淋的冷剂水蒸发吸热而自身降温,以完成工艺冷水循环。工艺回水流经传感器数据采集交换模块15、过滤器7、循环栗8、止回阀9,而进入串联连接的吸收器14-3和冷凝器14-4的管内工艺热水侧,以被管外溶液吸收过程释放的溶解热和水蒸汽的冷凝放热而先后加热升温以提供工艺热水。
[0048]因此与现有燃气蒸汽联合循环发电装置相比较,本发明特点如下:
[0049]1、夏季由管网供热至用户端驱动吸收式机组制冷,再驱动空调末端;以构建夏季分布式供热与分散式制冷的耦合系统,不仅取消供冷管网及其投资,而且大幅降低夏季管网的输送流量、循环栗电耗、循环管道直径,使其能量输送成本与冬季的基本持平。
[0050]2、发电、供水、供冷、供热、供暖、供汽六种功能联产:通过系统集成燃气轮机、余热锅炉、背压式蒸汽轮机、有机朗肯循环机组、吸收式机组、供热管网等能源设备与功能设备,实现发电、供卫生热水、供工艺冷水、供工艺热水、供采暖热水、供过热水蒸汽等六种功能联产。
[0051]3、四级热能梯级利用:一级利用1000°C高温的烟气热能驱动燃气轮机,二级利用500°C中温的蒸汽热能驱动蒸汽轮机,三级利用100°C低温的背压热能驱动有机朗肯循环机组或吸收式机组,四级利用50°C常温的冷却热能加热卫生热水或工艺热水。
[0052]4、燃气蒸汽有机三级循环发电:通过系统集成燃气轮机、余热锅炉、背压式蒸汽轮机、有机朗肯循环机组等能源设备与功能设备,实现燃气蒸汽有机三级循环发电。
[0053]5、设备多功能化:通过有机朗肯循环机组实现提供(电力+卫生热水)双功能,使得机组效率从8 %提高至100 %,提高12.5倍;通过吸收式机组实现提供(工艺冷水+工艺热水)双功能,使得机组效率从0.8提高至2.6,提高3.25倍;从而实现每台功能设备输出更多功能,以期提高集成系统回报率并缩短投资回收期,达到合同能源管理所需的经济性要求。
[0054]6、背压供热量分季节切换平衡多组功能设备耗热量:
[0055](I)春秋季驱动有机朗肯循环机组,实现燃气蒸汽有机三级循环发电效率60%,达世界最高,同时回收环境排热量以25%效率加热卫生热水,以5%效率提供过热水蒸汽,系统综合能源利用率为90%,达世界最高;
[0056](2)冬季驱动供热管网以30%效率提供采暖热水循环,实现燃气蒸汽二级循环发电效率55%,以5%效率提供过热水蒸汽,系统综合能源利用率为90% ;
[0057](3)夏季驱动吸收式机组(制冷+制热)联合循环,实现燃气蒸汽二级循环发电效率55 %,以24%效率提供工艺冷水,以54%效率提供工艺热水,以5 %效率提供过热水蒸汽,系统综合能源利用率为138%,达世界最高,相比联合循环的提高一倍。
[0058]7、节能与环保并举:集成系统中的有机朗肯循环机组与吸收式机组回收全部冷却塔环境排热量,以提供卫生热水和工艺热水,降低系统驱动能耗、系统投资,同时免除水资源消耗、环境热湿污染,实现节能与环保并举,经济性优异;以为分布式能源用户提供更多功能、更高效率、更高品质的网络化清洁能源服务。
[0059]8、组建能联网:在集成系统中的燃气输送管道、空气输送管道、各种循环回路的过滤器7进口、蒸汽透平10的进汽口、各级发电机5的输电线、过热水蒸汽输出管、采暖热水输出管、再热器12的过热水蒸汽侧进汽口、除盐水补充管,均设置传感器数据采集交换模块15,并分别通过有线或无线方式,与互联网终端电脑控制器16之间相互通讯连接,并交换信息,以组建成能量管理互联网络一能联网。
[0060]9、能联网远程管理集成系统:实现燃气、蒸汽、有机
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