一种热电联产燃气发电机供热系统及方法与流程

[0001]
本发明涉及热电联产相关技术领域，尤其涉及一种热电联产燃气发电机供热系统及方法。


背景技术：

[0002]
热电联产(又称汽电共生，英语：cogeneration,combined heat and power，缩写：chp)，是利用热机或发电站同时产生电力和有用的热量。三重热电联产(trigeneration)或冷却，热和电力联产(cchp)是指从燃料燃烧或太阳能集热器中同时产生电和有用的热量和冷却。
[0003]
热电联产是燃料的热力学有效使用。在单独的电力生产中，一些能量必须作为废热被丢弃，但是在热电联产中，这些热能中的一些被投入使用。所有热电厂在发电期间排放的热量，可以通过冷却塔，烟道气或通过其它方式释放到自然环境中。相反，热电联产捕获一些或全部用于加热的副产物，或者非常接近于工厂，或者特别是在斯堪的纳维亚和东欧，作为用于生活区域加热的热水，温度范围为约80至130℃。这也称为“热电联产区域供热”(combined heat and power district heating，缩写chpdh)。小型热电联产厂是分散式发电的一个例子。在中等温度(100-180℃，212-356
°
f)下的副产物热量也可以用于吸附式制冷机中以进行冷却。
[0004]
冷热电联产(cchp)是一种建立在能源的梯级利用概念基础上，将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产总能系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。现有技术中由于用户侧热、电负荷随季节、天气、节假日等因素变化较大，导致国内分布式能源系统长期低效运行。为此，有必要确立一种通过热、电间相互转换的冷热电联产燃气发电系统，实现供给侧热电比灵活可调，综合考虑能量利用效率，最大限度的提高联产系统总能效率，实现可再生能源综合互补利用，满足不同用户的产品需求，提高余热资源综合梯级利用。
[0005]
有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种热电联产燃气发电机供热系统及方法，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

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为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种热电联产燃气发电机供热系统及方法。
[0007]
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
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本发明目的之一：一种热电联产燃气发电机供热系统，包括燃机、发电机、回热器、余热锅炉、余热热水器、汽水换热器和溴化锂制冷系统，燃机包括用于输送空气的压气机、用于燃烧燃料的燃烧室和用于驱动发电机做功的透平机，透平机的第一端与发电机相连接并驱动发电机供电，发电机通过冷却水进水管道和冷却水出水管道分别连接发电机换热器的两端，常温水与发电机换热器的进水口相连接，发电机换热器的高温出水口产出热水，透
平机的第二端通过回热器与余热锅炉的进烟口相连接，余热锅炉的高温烟气出口与余热热水器的进烟口相连接，余热热水器通过循环管道与水箱循环连接，余热热水器的高温出水口与水箱的高温进水口相连接，水箱的第一高温出水口与居民热水管道相连接，水箱的第二高温出水口通过循环泵与余热热水器的高温进水口相连接，余热锅炉的高温蒸汽通过高温蒸汽出口分别与汽水换热器的进气口和溴化锂制冷系统的进气口相连接，冷水进水管道与汽水换热器的冷水进水口相连接，汽水换热器的热水出水口与热水出水管道相连接，汽水换热器的高温蒸汽出口与供暖管道相连接用于居民供暖，余热锅炉驱动溴化锂制冷系统制冷供居民用户制冷，汽水换热器和溴化锂制冷系统的蒸汽回流口均通过蒸汽回流管道与冷凝器相连接，冷凝器与蓄水罐相连接，蓄水罐通过高温泵与余热锅炉的冷凝水回流口相连接。
[0009]
作为本发明的进一步改进，回热器与余热锅炉之间连接设置有补燃器。
[0010]
作为本发明的进一步改进，余热锅炉的废气依次通过废气净化装置和烟囱排放。
[0011]
作为本发明的进一步改进，废气净化装置内依次设置有活性炭吸附装置和蓄能式热氧化器，通过活性炭吸附装置的吸附作用和蓄能式热氧化器的氧化剂催化作用，降低燃气内燃机排烟中的污染物，包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物。
[0012]
作为本发明的进一步改进，燃机还包括用于输送燃料的增压机，增压机与燃烧室相连接。
[0013]
作为本发明的进一步改进，管道上均设置有阀门，阀门为气体流量调节阀或者液体流量调节阀。
[0014]
本发明目的之二：一种热电联产燃气发电机供热系统的方法，空气通过压气机输送至燃烧室中，燃料在燃烧室中燃烧并通过透平机驱动发电机做功供居民用户用电；发电机通过冷却水进水管道和冷却水出水管道分别连接发电机换热器的两端，常温水与发电机换热器的进水口相连接，发电机换热器的高温出水口产出热水供居民用户使用；透平机通过回热器与余热锅炉的进烟口相连接，余热锅炉的高温烟气进入到余热热水器中，余热热水器通过循环管道与水箱循环连接，余热热水器的高温出水进入到水箱中，水箱的第一高温出水与居民热水管道相连接供居民使用，水箱的第二高温出水通过循环泵回流至余热热水器中；余热锅炉的高温蒸汽通过高温蒸汽出口进入到溴化锂制冷系统中驱动溴化锂制冷系统制冷供居民用户制冷使用；余热锅炉的高温蒸汽通过高温蒸汽出口进入到汽水换热器中，汽水换热器的高温蒸汽出口与供暖管道相连接用于居民供暖使用，冷水进水管道进入到汽水换热器中换热循环后产生热水从热水出水管道流出供居民使用；汽水换热器和溴化锂制冷系统的蒸汽回流至冷凝器冷凝后收集在蓄水罐中，蓄水罐中的冷凝水通过高温泵回流至余热锅炉中。
[0015]
作为本发明的进一步改进，余热锅炉的废气依次通过废气净化装置和烟囱排放。
[0016]
作为本发明的进一步改进，废气净化装置内依次设置有活性炭吸附装置和蓄能式热氧化器，通过活性炭吸附装置的吸附作用和蓄能式热氧化器的氧化剂催化作用，降低燃气内燃机排烟中的污染物，包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物。
[0017]
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
[0018]
本发明一种热电联产燃气发电机供热系统及方法，燃机余热用于供暖、制冷以及制取生活热水，综合考虑能量利用效率，最大限度的提高联产系统总能效率，实现可再生能
源综合互补利用，满足不同用户的产品需求，提高余热资源综合梯级利用；本发明多级利用了燃气发电、蒸汽余热和余热锅炉的余热，实现冷热电多能联供，优化了能源利用，有效的提高了系统效率。
[0019]
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
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0021]
图1是本发明一种热电联产燃气发电机供热系统的结构示意图。
[0022]
其中，图中各附图标记的含义如下。
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1 压气机
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2 燃烧室
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3 透平机
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4 发电机
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5 发电机换热器
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6 回热器
[0026]
7 补燃器
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8 余热锅炉
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9 废气净化装置
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10 烟囱
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11 余热热水器
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12 水箱
[0029]
13 循环泵
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14 汽水换热器
[0030]
15 溴化锂制冷系统
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16 冷凝器
[0031]
17 蓄水罐
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18 高温泵
具体实施方式
[0032]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0033]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
实施例
[0035]
如图1所示，
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本发明目的之一：一种热电联产燃气发电机供热系统，包括燃机、发电机4、回热器6、余热锅炉8、余热热水器11、汽水换热器14和溴化锂制冷系统15，燃机包括用于输送空气的压气机1、用于燃烧燃料的燃烧室2和用于驱动发电机4做功的透平机3，透平机3的第一端与发电机4相连接并驱动发电机4供电，发电机4通过冷却水进水管道和冷却水出水管道分
别连接发电机换热器5的两端，常温水与发电机换热器5的进水口相连接，发电机换热器5的高温出水口产出热水，透平机3的第二端通过回热器6与余热锅炉8的进烟口相连接，余热锅炉8的高温烟气出口与余热热水器11的进烟口相连接，余热热水器11通过循环管道与水箱12循环连接，余热热水器11的高温出水口与水箱12的高温进水口相连接，水箱12的第一高温出水口与居民热水管道相连接，水箱12的第二高温出水口通过循环泵13与余热热水器11的高温进水口相连接，余热锅炉8的高温蒸汽通过高温蒸汽出口分别与汽水换热器14的进气口和溴化锂制冷系统15的进气口相连接，冷水进水管道与汽水换热器14的冷水进水口相连接，汽水换热器14的热水出水口与热水出水管道相连接，汽水换热器14的高温蒸汽出口与供暖管道相连接用于居民供暖，余热锅炉8驱动溴化锂制冷系统15制冷供居民用户制冷，汽水换热器14和溴化锂制冷系统15的蒸汽回流口均通过蒸汽回流管道与冷凝器16相连接，冷凝器16与蓄水罐17相连接，蓄水罐17通过高温泵18与余热锅炉8的冷凝水回流口相连接。
[0037]
优选的，回热器6与余热锅炉8之间连接设置有补燃器7。
[0038]
优选的，余热锅炉8的废气依次通过废气净化装置9和烟囱10排放。
[0039]
优选的，废气净化装置9内依次设置有活性炭吸附装置和蓄能式热氧化器，通过活性炭吸附装置的吸附作用和蓄能式热氧化器的氧化剂催化作用，降低燃气内燃机排烟中的污染物，包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物。
[0040]
优选的，燃机还包括用于输送燃料的增压机，增压机与燃烧室2相连接。
[0041]
优选的，管道上均设置有阀门，阀门为气体流量调节阀或者液体流量调节阀。
[0042]
本发明目的之二：一种热电联产燃气发电机供热系统的方法，空气通过压气机1输送至燃烧室2中，燃料在燃烧室2中燃烧并通过透平机3驱动发电机4做功供居民用户用电；发电机4通过冷却水进水管道和冷却水出水管道分别连接发电机换热器5的两端，常温水与发电机换热器5的进水口相连接，发电机换热器5的高温出水口产出热水供居民用户使用；透平机3通过回热器6与余热锅炉8的进烟口相连接，余热锅炉8的高温烟气进入到余热热水器11中，余热热水器11通过循环管道与水箱12循环连接，余热热水器11的高温出水进入到水箱12中，水箱12的第一高温出水与居民热水管道相连接供居民使用，水箱12的第二高温出水通过循环泵13回流至余热热水器11中；余热锅炉8的高温蒸汽通过高温蒸汽出口进入到溴化锂制冷系统15中驱动溴化锂制冷系统15制冷供居民用户制冷使用；余热锅炉8的高温蒸汽通过高温蒸汽出口进入到汽水换热器14中，汽水换热器14的高温蒸汽出口与供暖管道相连接用于居民供暖使用，冷水进水管道进入到汽水换热器14中换热循环后产生热水从热水出水管道流出供居民使用；汽水换热器14和溴化锂制冷系统15的蒸汽回流至冷凝器16冷凝后收集在蓄水罐17中，蓄水罐17中的冷凝水通过高温泵18回流至余热锅炉8中。
[0043]
优选的，余热锅炉8的废气依次通过废气净化装置9和烟囱10排放。
[0044]
优选的，废气净化装置9内依次设置有活性炭吸附装置和蓄能式热氧化器，通过活性炭吸附装置的吸附作用和蓄能式热氧化器的氧化剂催化作用，降低燃气内燃机排烟中的污染物，包括氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物。
[0045]
本发明一种热电联产燃气发电机供热系统及方法，燃机余热用于供暖、制冷以及制取生活热水，综合考虑能量利用效率，最大限度的提高联产系统总能效率，实现可再生能源综合互补利用，满足不同用户的产品需求，提高余热资源综合梯级利用；本发明多级利用了燃气发电、蒸汽余热和余热锅炉的余热，实现冷热电多能联供，优化了能源利用，有效的
提高了系统效率。
[0046]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指咧所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0047]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通.对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0048]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。