一种同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源联供技术领域，具体涉及一种同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统。


背景技术：

2.我国传统的能源结构中，燃煤在一次能源中比重过大，由此所导致的全社会整体能源利用效率低下、环境污染严重等恶劣影响日益凸显，随着国家对节能减排的重视以及对新能源技术的支持，天然气分布式能源技术作为缓解上述问题的有效手段，已经在国内得到了广泛应用。
3.现有的燃气内燃发电机组与溴化锂吸收式制冷机组合技术，仅能实现制冷、制热和发电功能，无法利用余热实现同时制取蒸汽，并且燃气内燃发电机组其产生的烟气温度达到120℃左右，直接排放，烟气的热能无充分利用，能源利用率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统，以解决现有技术中存在的现有多品类能源联供系统供能不全面，能源利用率低的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果；详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统，包括燃气内燃发电机组系统、余热溴化锂机组系统、直接供热系统、变配电系统和余热蒸汽锅炉系统，其中：所述燃气内燃发电机组系统通过第一水循环支路与所述余热溴化锂机组系统相连，所述燃气内燃发电机组系统通过第二水循环支路与所述直接供热系统相连，所述燃气内燃发电机组系统通过输电线路与所述变配电系统相连，所述燃气内燃发电机组系统通过烟气输送管路与所述余热蒸汽锅炉系统相连；所述余热溴化锂机组系统、所述直接供热系统、所述变配电系统和所述余热蒸汽锅炉系统均与用户端相连。
7.优选地，所述燃气内燃发电机组系统包括燃气内燃发电机组、中冷水散热水箱和缸套水散热水箱，其中：所述燃气内燃发电机组分别通过中冷水出水管和中冷水回水管与所述中冷水散热水箱的中冷水进水端和中冷水出水端相连，所述中冷水出水管上设置有中冷水循环泵；所述燃气内燃发电机组分别通过缸套水出水管和缸套水回水管与所述缸套水散热水箱的缸套水进水端和缸套水出水端相连，所述缸套水出水管上设置有缸套水循环泵，所述第一水循环支路的供水端和回水端连接设置在所述缸套水出水管上，所述第二水循环支路的供水端和回水端连接设置在所述缸套水出水管上；所述燃气内燃发电机组与所述输电线路相连；所述燃气内燃发电机组与所述烟气输送管路相连；所述燃气内燃发电机组连接设置有天然气供应管。
8.优选地，所述余热溴化锂机组系统包括蒸汽热水型溴化锂吸收式机组、冷却塔和第一换热装置，其中：所述蒸汽热水型溴化锂吸收式机组通过循环水路与所述第一换热装
置相连，所述第一换热装置与所述第一水循环支路相连，且能与所述第一水循环支路内流动的缸套水进行热交换，所述循环水路上设置有第一循环水泵；所述蒸汽热水型溴化锂吸收式机组分别通过冷却水出水管和冷却水回水管与所述冷却塔的冷却水进水端和冷却水出水端相连，所述冷却水回水管上设置有冷却水泵；所述蒸汽热水型溴化锂吸收式机组连接设置有冷冻水供水管和冷冻水回水管，所述冷冻水供水管和所述冷冻水回水管与所述用户端相连，所述冷冻水回水管上设置有冷冻水泵。
9.优选地，所述直接供热系统包括第二换热装置，所述第二换热装置与所述第二水循环支路相连，且能与所述第二水循环支路内流动的缸套水进行换热；所述第二换热装置连接设置有热水供水管和热水回水管，所述热水供水管和所述热水回水管与所述用户端相连，所述热水回水管上设置有第二循环水泵。
10.优选地，所述燃气内燃发电机组通过所述输电线路与所述变配电系统的输入端相连，所述变配电系统的输出端与市政电网相连，所述市政电网与所述用户端相连。
11.优选地，所述余热蒸汽锅炉系统包括余热蒸汽锅炉和供水处理装置，其中：所述燃气内燃发电机组通过所述烟气输送管路与所述余热蒸汽锅炉相连；所述余热蒸汽锅炉连接设置有供水管，所述供水处理装置设置在所述供水管上，所述供水管上设置有给水泵；所述余热蒸汽锅炉连接设置有排气管。
12.优选地，所述供水处理装置包括除氧器和除氧水箱，其中：所述除氧器和所述除氧水箱设置在所述供水管上，所述除氧器设置在所述除氧水箱的上游位置；所述蒸汽热水型溴化锂吸收式机组的冷凝水出水端通过冷凝水连通管与所述除氧水箱连接；所述供水管上位于所述除氧器的上游位置设置有除氧水泵，所述给水泵设置在所述除氧水箱的下游位置。
13.优选地，所述供水处理装置包括软化水箱和软化水器，其中：所述软化水箱和所述软化水器设置在所述供水管上，所述软化水器设置在所述软化水箱的上游位置；所述除氧水泵设置在所述软化水箱的下游位置。
14.优选地，所述余热蒸汽锅炉系统包括分汽缸，其中：所述分汽缸通过第一蒸汽供应管与所述用户端相连；所述分汽缸通过第二蒸汽供应管与所述蒸汽热水型溴化锂吸收式机组的蒸汽进气端相连。
15.优选地，所述中冷水出水管上设置有第一三通阀，所述第一三通阀与所述中冷水回水管相连；所述缸套水出水管上设置有第二三通阀，所述第二三通阀与所述缸套水回水管相连；所述烟气输送管路上设置有第三三通阀，所述第三三通阀与所述排气管相连。
16.本实用新型提供的一种同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统至少具有以下有益效果：
17.所述同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统包括燃气内燃发电机组系统、余热溴化锂机组系统、直接供热系统、变配电系统和余热蒸汽锅炉系统，所述燃气内燃发电机组通过第一水循环支路、第二水循环支路、输电线路和烟气输送管路分别与所述余热溴化锂机组系统、所述直接供热系统、所述变配电系统和所述余热蒸汽锅炉系统相连，所述余热溴化锂机组系统、所述直接供热系统、所述变配电系统和所述余热蒸汽锅炉系统均与用户端相连，使用时，燃气内燃发电机组系统运行产生电能，并输送至变配电系统，从而实现对用户端的供电，在此过程中，燃气内燃发电机组系统内的缸套水能经第一水循环支路进入至
余热溴化锂机组系统，通过热交换实现对用户端供冷，能经第二水循环支路进入至直接供热系统，通过热交换实现对用户端供热，燃气内燃发电机组系统产生的高温烟气则经烟气输送管路进入至余热蒸汽锅炉系统二次利用，从而实现为用户端供应蒸汽。
18.本实用新型通过燃气内燃发电机组系统和变配电系统相互配合，优先向用户端供应电力，在此过程中，余热溴化锂机组系统、直接供热系统和余热蒸汽锅炉系统能够充分利用发电过程中的缸套水余热以及高温烟气，实现对用户端的冷、热及蒸汽供应，不但供应全面，而且能源利用率高。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
20.图1-图4是本实用新型的结构示意图。
21.附图标记
22.1、燃气内燃发电机组系统；101、燃气内燃发电机组；102、中冷水散热水箱；103、缸套水散热水箱；104、第一水循环支路；105、第二水循环支路；106、输电线路；107、烟气输送管路；108、中冷水出水管；109、中冷水回水管；110、缸套水出水管；111、缸套水回水管；112、天然气供应管；113、中冷水循环泵；114、缸套水循环泵；115、第一三通阀；116、第二三通阀；117、第四三通阀；118、第五三通阀；2、余热溴化锂机组系统；201、蒸汽热水型溴化锂吸收式机组；202、第一换热装置；203、冷却塔；204、循环水路；205、冷却水出水管；206、冷却水回水管；207、冷冻水供水管；208、冷冻水回水管；209、冷凝水连通管；210、第一循环水泵；211、冷却水泵；212、冷冻水泵；3、直接供热系统；301、第二换热装置；302、热水供水管；303、热水回水管；304、第二循环水泵；4、变配电系统；5、余热蒸汽锅炉系统；501、余热蒸汽锅炉；502、除氧水箱；503、除氧器；504、软化水箱；505、软化水器；506、分汽缸；507、供水管；508、排气管；509、第一蒸汽供应管；510、第二蒸汽供应管；511、给水泵；512、除氧水泵；513、第三三通阀。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
24.实施例1：
25.本实用新型提供了一种同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统，参考图1-图4所示，所述同时供应冷热电和蒸汽的分布式能源系统包括燃气内燃发电机组系统1、余热溴化锂机组系统2、直接供热系统3、变配电系统4和余热蒸汽锅炉系统5。
26.燃气内燃发电机组系统1通过第一水循环支路104与余热溴化锂机组系统2相连，燃气内燃发电机组系统1通过第二水循环支路105与直接供热系统3相连，燃气内燃发电机组系统1通过输电线路106与变配电系统4相连，燃气内燃发电机组系统1通过烟气输送管路
107与余热蒸汽锅炉系统5相连。
27.余热溴化锂机组系统2、直接供热系统3、变配电系统4和余热蒸汽锅炉系统5均与用户端相连。
28.使用时，燃气内燃发电机组系统1运行产生电能，电能经输电线路106输送至变配电系统4，从而为用户端供应电力。
29.在此过程中，燃气内燃发电机组系统1内的缸套水能经第一水循环支路104与余热溴化锂机组系统2进行热交换，余热溴化锂机组系统2产生冷冻水为用电端供冷。
30.燃气内燃发电机组系统1内的缸套水能经第二水循环支路105与直接供热系统3进行热交换，直接供热系统3产生热水为用户端供热。
31.燃气内燃发电机组系统1产生的高温烟气经烟气输送管路107输送至余热蒸汽锅炉系统5，余热蒸汽锅炉系统5对高温烟气进行二次利用，产生蒸汽，供用户端使用。
32.本实用新型通过燃气内燃发电机组系统1、余热溴化锂机组系统2、直接供热系统3、变配电系统4和余热蒸汽锅炉系统5相互配合，能够为用户端供电、供冷、供热和供应蒸汽，不但供应全面，而且能源利用率高，绿色环保。
33.实施例2
34.实施例2建立在实施例1的基础上：
35.如图1-图4所示，燃气内燃发电机组系统1包括燃气内燃发电机组101、中冷水散热水箱102和缸套水散热水箱103。
36.燃气内燃发电机组101分别通过中冷水出水管108和中冷水回水管109与中冷水散热水箱102的中冷水进水端和中冷水出水端相连，中冷水出水管108上设置有中冷水循环泵113，在发电的过程中，中冷水循环泵113启动，中冷水由燃气内燃发电机组101、中冷水出水管108、中冷水散热水箱102和中冷水回水管109依次循环流动。
37.燃气内燃发电机组101分别通过缸套水出水管110和缸套水回水管111与缸套水散热水箱103的缸套水进水端和缸套水出水端相连，缸套水出水管110上设置有缸套水循环泵114，缸套水循环泵114为缸套水循环提供动力。
38.缸套水出水管110上设置有第四三通阀117，第四三通阀117的一接口与第一水循环支路104的供水端相连，第一水循环支路104的回水端连接设置在缸套水出水管110上且位于所述缸套水进水端的上游位置，第一水循环支路104内流动的缸套水流经余热溴化锂机组系统2时，能与其进行热交换，从而实现余热供冷。
39.缸套水出水管110上设置有第五三通阀118，第五三通阀118的一接口与第二水循环支路105的供水端相连，第二水循环支路105的回水端连接设置在缸套水出水管110上且位于所述缸套水进水端的上游位置，第二水循环支路105内流动的钢套水流经直接供热系统3时，能与其进行热交换，从而实现余热供热。
40.燃气内燃发电机组101与输电线路106相连，燃气内燃发电机组101与烟气输送管路107相连。
41.燃气内燃发电机组101连接设置有天然气供应管112，天然气供应管112用于向燃气内燃发电机组101输送天然气。
42.作为可选地实施方式，余热溴化锂机组系统2包括蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201、冷却塔203和第一换热装置202。
43.蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201通过循环水路204与第一换热装置202相连，第一换热装置202与第一水循环支路104相连，循环水路204上设置有第一循环水泵210，为所述用户端供冷时，第一循环水泵210启动，循环水充分与流经第一换热装置202的第一水循环支路104内的缸套水进行换热，产生的热水供于蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201使用。
44.可选地，第一换热装置202采用隔离板式换热器或者隔离管壳式换热器，第一循环水泵210为隔离水泵。
45.蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201分别通过冷却水出水管205和冷却水回水管206与冷却塔203的冷却水进水端和冷却水出水端相连，冷却水回水管206上设置有冷却水泵211。
46.可选地，冷却塔203采用横流式冷却塔或者逆流式冷却塔。
47.蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201连接设置有冷冻水供水管207和冷冻水回水管208，冷冻水供水管207和冷冻水回水管208与所述用户端相连，冷冻水回水管208上设置有冷冻水泵212。
48.蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201、第一换热装置202和冷却塔203相互配合，能够有效利用缸套水的余热，以热制冷，实现对所述用户端的供冷，效果显著。
49.作为可选地实施方式，直接供热系统3包括第二换热装置301，第二换热装置301与第二水循环支路105相连。
50.第二换热装置301连接设置有热水供水管302和热水回水管303，热水供水管302和热水回水管303与所述用户端相连，热水回水管303上设置有第二循环水泵304。
51.为所述用户端供热时，第二循环水泵304启动，用户回水充分与流经第二换热装置301的第二水循环支路105内的缸套水进行换热，从而产生热水。
52.可选地，第二换热装置301采用供热板式换热器或者供热管壳式换热器，第二循环水泵304为热水泵。
53.第二换热装置301能够直接利用缸套水的余热，实现对所述用户端的供热，效果显著。
54.在实际使用的过程中，燃气内燃发电机组101的缸套水优先经过第二换热装置301进行换热，供应所述用户端用热。
55.当利用缸套水余热换热量大于用户端所需热量时，多余的缸套水优先进入第一换热装置202换热，为蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201所利用制取冷冻水，供应所述用户端用冷。
56.若利用缸套水余热制取的冷量大于用户端所需冷量，多余的缸套水进入缸套水散热水箱103散热，达到缸套水回水温度要求后，进入燃气内燃发电机组101进行下一轮循环。
57.利用燃气内燃发电机组101的缸套水余热供应用户端用热的热水温度为80℃，回水温度为65℃。
58.利用燃气内燃发电机组101缸套水余热制取供应用户端用冷的冷冻水温度为7℃，回水温度为12℃。
59.作为可选地实施方式，燃气内燃发电机组101通过输电线路106与变配电系统4的输入端相连，变配电系统4的输出端与市政电网相连，所述市政电网与所述用户端相连。
60.变配电系统4为现有结构，其包括变压器、配电柜、开关柜、计量柜等。
61.作为可选地实施方式，余热蒸汽锅炉系统5包括余热蒸汽锅炉501和供水处理装置。
62.燃气内燃发电机组101通过烟气输送管路107与余热蒸汽锅炉501相连，余热蒸汽锅炉501连接设置有供水管507，所述供水处理装置设置在供水管507上，所述供水处理装置用于自来水进入余热蒸汽锅炉501前的预处理，供水管507上设置有给水泵511。
63.余热蒸汽锅炉501连接设置有排气管508，排气管508用于锅炉烟气的排放。
64.作为可选地实施方式，所述供水处理装置包括除氧器503和除氧水箱502。
65.除氧器503和除氧水箱502设置在供水管507上，除氧器503设置在除氧水箱502的上游位置。
66.除氧器503对软化水进行除氧，除氧水箱502用于除氧水的容纳，余热蒸汽锅炉501采用除氧水能够有效减少氧腐蚀。
67.蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201的冷凝水出水端通过冷凝水连通管209与除氧水箱502连接，能够回收供冷过程中产生的冷凝水，供余热蒸汽锅炉501使用。
68.供水管507上位于除氧器503的上游位置设置有除氧水泵512，给水泵511设置在除氧水箱502的下游位置，除氧水泵512和给水泵511相配合，为余热蒸汽锅炉501进水提供动力。
69.作为可选地实施方式，所述供水处理装置包括软化水箱504和软化水器505，软化水器505采用全自动软水器。
70.软化水箱504和软化水器505设置在供水管507上，软化水器505设置在软化水箱504的上游位置，除氧水泵512设置在软化水箱504的下游位置。
71.软化水器505用于自来水的软化，软化水箱504用于软化水的容纳，余热蒸汽锅炉501采用软化水能够有效减少结垢。
72.作为可选地实施方式，余热蒸汽锅炉系统5包括分汽缸506，分汽缸506通过第一蒸汽供应管509与所述用户端相连，蒸汽供应效果显著。
73.分汽缸506通过第二蒸汽供应管510与蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201的蒸汽进气端相连，余热蒸汽锅炉501产生的蒸汽可供蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201使用。
74.在实际使用的过程中，燃气内燃发电机组101产生的高温烟气进入余热蒸汽锅炉501，余热蒸汽锅炉501对高温烟气进行二次利用，产生蒸汽，供于所述用户端使用。
75.当利用高温烟气制取的蒸汽量大于所述用户端所需的蒸汽量时，多余蒸汽进入蒸汽热水型溴化锂吸收式机组201制取冷冻水，供应所述用户端供冷。
76.利用燃气内燃发电机组101的高温烟气余热所制取的蒸汽参数为0.8mpa，175℃。
77.作为可选地实施方式，中冷水出水管108上设置有第一三通阀115，第一三通阀115与中冷水回水管109相连，第一三通阀115通过开度大小的调整，能够控制中冷水进入中冷水散热水箱102和中冷水回水管109的流量。
78.缸套水出水管110上设置有第二三通阀116，第二三通阀116与缸套水回水管111相连，第二三通阀116通过开度大小的调整，能够控制缸套水进入缸套水散热水箱103和缸套水回水管111的流量。
79.烟气输送管路107上设置有第三三通阀513，第三三通阀513与排气管508相连，第三三通阀513通过开度大小的调整，能够控制高温烟气进入至余热蒸汽锅炉501和排气管
508排放的烟气流量。
80.本实用新型在夏季用户用电紧张时，燃气内燃发电机组101全天24h运行，在其他季节，燃气内燃发电机组101在当天的22:00～次日的6:00时段不运行。
81.本实用新型针对用户同时有冷、热、电、蒸汽负荷，且其中热负荷、蒸汽负荷相对冷负荷有优先级且有波动情况下，同时为用户优先提供电、热、蒸汽，且在上述热或蒸汽、或两者均有剩余时为用户提供冷的分布式能源系统。在满足用户多品类用能需求的同时，提高天然气分布式能源系统的运行效率。
82.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”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技术和简化描述，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技术的限制。
83.此外，术语“第一”、“第二”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明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
84.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
85.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。