一种余压余热利用及储能综合供能系统及方法与流程

本发明涉及能源领域，具体地讲，涉及一种余压余热利用及储能综合供能系统及方法。

背景技术：

能源问题是我国经济社会健康发展的基本问题之一，是衡量一个国家综合国力和文明发达程度的重要指标。它不仅关系着人民生活水平的提高，同时也是国民经济发展的动力。随着我国经济的快速增长，能源匮乏问题越发明显，由于能源需求量的急剧增加，导致能源供需之间的矛盾激发，能源的生产和消费方式也随之不断变化。我国能源利用综合效率与发达国家还有很大的差距，其中一个重要原因是有很多能量没有得到合理的余热利用而排到大气中，造成能量极大的浪费。以燃气轮机为原动机的燃气联供系统，是能够实现大幅度节能减排的能源系统，就近向用户输出电、冷、热等多种能源产品，对建设国家清洁低碳的可持续能源体系具有重要的战略意义。

综合供能系统的用户往往是波动的，需要的能量种类和能量品质等级各异，目前缺乏一种能够有效解决用能侧波动和满足不同种类用能的高效供能系统。例如专利号为2016211549515、申请号为2019104646294的专利中提出了余热利用的几种方式，但是在利用方式、调整方式等方面都存在一定不足和局限性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种余压余热利用及储能综合供能系统及方法，能够灵活调整综合供能系统的能量供应量和品质，同时在用户需求波动的情况下到达高效供能和能量的高效利用。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种余压余热利用及储能综合供能系统，包括燃气轮机和余热锅炉，所述燃气轮机和余热锅炉连接，燃气轮机向余热锅炉提供高温气体使得余热锅炉产生中压蒸汽和低压蒸汽；其特征在于：余热锅炉产生的中压蒸汽一分为四进行输送，第一路输送至中压蒸汽储存装置，第二路输送至第一中压蒸汽用户侧，第三路输送至余压发电装置并且经过余压发电装置利用后的中压蒸汽被输送至第二中压蒸汽用户侧，所述余压发电装置连接有余压发电储电装置，第四路输送至汽轮机，中压蒸汽经汽轮机利用后变成低压蒸汽被输送至第一低压蒸汽用户侧；余热锅炉产生的低压蒸汽一分为四进行输送，第一路输送至第一低压蒸汽用户侧，第二路输送至余热发电系统并且经过余热发电系统利用后的低压蒸汽被输送至第二低压蒸汽用户侧，所述余热发电系统连接有余热发电储电装置，第三路输送至余热制冷/制热装置并且经过余热制冷/制热装置利用后的低压蒸汽被输送至第三低压蒸汽用户侧，第四路输送至低压蒸汽储存装置。

优选的，余热锅炉产生的中压蒸汽在输送过程中，先由连接在余热锅炉上的一根中压蒸汽总输送管路向外输送，中压蒸汽总输送管路的末端一分为四，将中压蒸汽分四路输送；余热锅炉产生的低压蒸汽在输送过程中，先由连接在余热锅炉上的一根低压蒸汽总输送管路向外输送，低压蒸汽总输送管路的末端一分为四，将低压蒸汽分四路输送。

优选的，所述中压蒸汽总输送管路和低压蒸汽总输送管路通过一个一号旁路进行连通。

优选的，中压蒸汽在被输送至第一中压蒸汽用户侧、第二中压蒸汽用户侧之前进行喷水减温，低压蒸汽在被输送至第一低压蒸汽用户侧之前进行喷水减温。

优选的，汽轮机与第一低压蒸汽用户侧之间通过管路一连接，余压发电装置与第二中压蒸汽用户侧之间通过管路二连接，管路一与管路二之间通过一个二号旁路连接。

本发明还提供余压余热利用及储能综合供能系统的供能方法，其特征在于：

通过余热锅炉产生两种不同压力等级的蒸汽：中压蒸汽和低压蒸汽；

中压蒸汽的利用分成四路：第一路输送至中压蒸汽储存装置进行储存，第二路经减压阀和喷水减温调整到中压蒸汽用户侧合适的压力和温度之后输送至第一中压蒸汽用户侧，第三路输送至余压发电装置并且经过余压发电装置利用后的中压蒸汽经减压阀和喷水减温调整到中压蒸汽用户侧合适的压力和温度之后被输送至第二中压蒸汽用户侧，余压发电装置连接有余压发电储电装置，第四路输送至汽轮机，中压蒸汽经汽轮机利用后变成低压蒸汽被输送至第一低压蒸汽用户侧；

低压蒸汽的利用分成四路：第一路输送至第一低压蒸汽用户侧，第二路输送至余热发电系统并且经过余热发电系统利用后的低压蒸汽被输送至第二低压蒸汽用户侧，余热发电系统连接有余热发电储电装置，第三路输送至余热制冷/制热装置并且经过余热制冷/制热装置利用后的低压蒸汽被输送至第三低压蒸汽用户侧，第四路输送至低压蒸汽储存装置；

中压蒸汽储存装置和低压蒸汽储存装置在用户侧和供能系统能量不匹配时，灵活的调整中压蒸汽和低压蒸汽的供应和储存；余压发电储电装置和余热发电储电装置灵活调整用户侧需求量和供能系统供应的平衡。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、通过设置不同的低压蒸汽供应管路和中压蒸汽输送管路，达到了能量供应的安全和高效；

2、通过设置余压发电装置、余热发电系统、余热制冷/制热装置使得蒸汽的能量梯级高效利用，提供综合供能系统的能效；

3、通过设置中压蒸汽和低压蒸汽储存装置，在用户侧和供能系统能量不匹配时，灵活的调整低压蒸汽和高压蒸汽的供应和储存，使得综合供能系统和用户匹配度更高，能够有效解决用户侧波动带来的供能不稳定和高效利用难题；

4、通过设置余压发电储电装置和余热发电储电装置存储，灵活调整用户侧需求量和供能系统供应的平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图。

附图标记说明：燃气轮机1、余热锅炉2、中压蒸汽储存装置3、余压发电装置4、汽轮机5、第一中压蒸汽用户侧6、第二中压蒸汽用户侧7、余压发电储电装置8、第一低压蒸汽用户侧9、余热发电系统10、第二低压蒸汽用户侧11、余热制冷/制热装置12、第三低压蒸汽用户侧13、低压蒸汽储存装置14、余热发电储电装置15、中压蒸汽总输送管路16、低压蒸汽总输送管路17、一号旁路18、二号旁路19。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例

参见图1。

本实施例公开了一种余压余热利用及储能综合供能系统，包括燃气轮机1和余热锅炉2，燃气轮机1和余热锅炉2连接，燃气轮机1向余热锅炉2提供高温气体使得余热锅炉2产生中压蒸汽和低压蒸汽。

本实施例中，余热锅炉2产生的中压蒸汽在输送过程中，先由连接在余热锅炉2上的一根中压蒸汽总输送管路16向外输送，中压蒸汽总输送管路16的末端一分为四，将中压蒸汽分四路输送；具体地讲，第一路输送至中压蒸汽储存装置3，第二路输送至第一中压蒸汽用户侧6，第三路输送至余压发电装置4并且经过余压发电装置4利用后的中压蒸汽被输送至第二中压蒸汽用户侧7，余压发电装置4连接有余压发电储电装置8，第四路输送至汽轮机5，中压蒸汽经汽轮机5利用后变成低压蒸汽被输送至第一低压蒸汽用户侧9。

本实施例中，余热锅炉2产生的低压蒸汽在输送过程中，先由连接在余热锅炉2上的一根低压蒸汽总输送管路17向外输送，低压蒸汽总输送管路17的末端一分为四，将低压蒸汽分四路输送；具体地讲，第一路输送至第一低压蒸汽用户侧9，第二路输送至余热发电系统10并且经过余热发电系统10利用后的低压蒸汽被输送至第二低压蒸汽用户侧11，余热发电系统10连接有余热发电储电装置15，第三路输送至余热制冷/制热装置12并且经过余热制冷/制热装置12利用后的低压蒸汽被输送至第三低压蒸汽用户侧13，第四路输送至低压蒸汽储存装置14。

本实施例中，中压蒸汽总输送管路16和低压蒸汽总输送管路17通过一个一号旁路18进行连通。中压蒸汽在被输送至第一中压蒸汽用户侧6、第二中压蒸汽用户侧7之前进行喷水减温，低压蒸汽在被输送至第一低压蒸汽用户侧9之前进行喷水减温。汽轮机5与第一低压蒸汽用户侧9之间通过管路一连接，余压发电装置4与第二中压蒸汽用户侧7之间通过管路二连接，管路一与管路二之间通过一个二号旁路19连接。

本实施例中，中压蒸汽实现灵活梯级利用，具体为：通过余压发电装置梯级利用中压蒸汽能量，达到能量高效梯级利用的效果；通过中压蒸汽储存装置，在用户侧和供能系统能量不匹配时，灵活的调整中压蒸汽的供应和储存。

本实施例中，低压蒸汽实现灵活梯级利用，具体为：通过余热发电系统，将低品位的低压余热转化为高品位的电能；通过余热制冷/制热装置将低压蒸汽能量转化为冷/热，满足用户的冷/热需求，实现的能量的转化和对口供应；通过低压蒸汽储存装置，在用户侧和供能系统能量不匹配时，灵活的调整低压蒸汽的供应和储存。

本实施例中，余压余热利用及储能综合供能系统的供能方法为：

（1）、通过余热锅炉2产生两种不同压力等级的蒸汽：中压蒸汽和低压蒸汽；

（2）、中压蒸汽的利用分成四路：第一路输送至中压蒸汽储存装置3进行储存，第二路经减压阀和喷水减温调整到中压蒸汽用户侧合适的压力和温度之后输送至第一中压蒸汽用户侧6，第三路输送至余压发电装置4并且经过余压发电装置4利用后的中压蒸汽经减压阀和喷水减温调整到中压蒸汽用户侧合适的压力和温度之后被输送至第二中压蒸汽用户侧7，余压发电装置4连接有余压发电储电装置8，第四路输送至汽轮机5，中压蒸汽经汽轮机5利用后变成低压蒸汽被输送至第一低压蒸汽用户侧9；

（3）、低压蒸汽的利用分成四路：第一路输送至第一低压蒸汽用户侧9，第二路输送至余热发电系统10并且经过余热发电系统10利用后的低压蒸汽被输送至第二低压蒸汽用户侧11，余热发电系统10连接有余热发电储电装置15，第三路输送至余热制冷/制热装置12并且经过余热制冷/制热装置12利用后的低压蒸汽被输送至第三低压蒸汽用户侧13，第四路输送至低压蒸汽储存装置14；

（4）、中压蒸汽储存装置3和低压蒸汽储存装置14在用户侧和供能系统能量不匹配时，灵活的调整中压蒸汽和低压蒸汽的供应和储存；余压发电储电装置8和余热发电储电装置15灵活调整用户侧需求量和供能系统供应的平衡。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。