燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是一項(xiàng)先進(jìn)的清潔能源高效梯階利用技術(shù)，是將供熱(供暖和供熱水)、制冷及發(fā)電于一體的分布式能源綜合利用系統(tǒng)，是低碳城市和生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此在世界范圍內(nèi)受到廣泛重視。
[0003]目前在推廣應(yīng)用中系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)通常采用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，這兩類(lèi)機(jī)組，在發(fā)電效率、余熱利用形式、工作條件、變工況特性、負(fù)荷響應(yīng)速度，運(yùn)營(yíng)成本等方面各有不同。
[0004]1、在發(fā)電效率方面:燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的一次能源發(fā)電效率高于燃?xì)廨啓C(jī)，但對(duì)負(fù)荷的響應(yīng)速度要比燃?xì)廨啓C(jī)慢。
[0005]2、在余熱利用方面:燃?xì)廨啓C(jī)比燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)余熱品位高，易于回收，便于利用，因此其余熱回收利用效率和經(jīng)濟(jì)效益要高于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。
[0006]3、在一次能源利用率方面:燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的一次能源利用率在用戶負(fù)荷的平均熱電比為1.5-2.5時(shí)，兩者一次能源利用率基本相同；當(dāng)用戶負(fù)荷的平均熱電比低于這一范圍時(shí)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的節(jié)能性占優(yōu)勢(shì)，當(dāng)用戶負(fù)荷的平均熱電比高于這一范圍時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)的節(jié)能性占優(yōu)勢(shì)。
[0007]4、大氣環(huán)境影響情況:燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)受大氣環(huán)境的影響較小，一般情況可以忽略，燃?xì)廨啓C(jī)受大氣環(huán)境影響較大，但通過(guò)進(jìn)氣的除濕冷卻可以克服，甚至提高輸出功率和效率。
[0008]5、變工況特性:燃?xì)廨啓C(jī)的余熱利用效率會(huì)隨著負(fù)荷率的降低而降低，而燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的余熱利用效率隨著負(fù)荷率的降低有上升趨勢(shì)，當(dāng)負(fù)荷上升時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)響應(yīng)速度快，而燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)響應(yīng)速度較慢。
[0009]6、啟動(dòng)特性:燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)啟動(dòng)很快，啟停對(duì)壽命無(wú)影響，燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)相對(duì)較慢，中小型機(jī)組對(duì)壽命影響甚小，但重型機(jī)組啟停對(duì)壽命有一定的影響。
[0010]在國(guó)內(nèi)外針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的研究應(yīng)用較多，兩者之間的比較研究也不少，但兩者之間的互補(bǔ)協(xié)同應(yīng)用和燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的集成技術(shù)方案在國(guó)內(nèi)外鮮見(jiàn)報(bào)道。燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)這兩種燃機(jī)通過(guò)能源梯階利用的協(xié)同搭配，能使兩者之間相互促進(jìn)能源利用效率的提高和性能的優(yōu)化。另外通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量、燃?xì)獬鯗丶皣娙肓康膮f(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的傳焰速度和傳焰長(zhǎng)度的調(diào)控在國(guó)內(nèi)外鮮見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型為解決燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的不足，提出了一種燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)。
[0012]1、燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)在特性上存在差異，各自具有其優(yōu)點(diǎn)和不足，且有互補(bǔ)性，本實(shí)用新型充分利用兩種燃機(jī)在特性上具有較好的互補(bǔ)性的特點(diǎn)，首次提出燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)，使冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的性能得到優(yōu)化。即將燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)集成在一個(gè)冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)中，并互補(bǔ)形成聯(lián)合循環(huán)。
[0013]2、首次提出燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的熱力循環(huán)及能源梯階利用流程，使能源品位對(duì)口梯階利用更充分，能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益得到提高。
[0014]3、首次提出通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣除濕冷卻與天然氣初溫控制相結(jié)合的辦法來(lái)調(diào)控燃燒室的傳焰速度與傳焰長(zhǎng)度，使燃?xì)馊紵龝r(shí)充分釋放熱值，而又不使火焰?zhèn)鞯酵钙?，損壞透平，并且使燃?xì)廨啓C(jī)的效率提高。
[0015]為了解決現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的不足和實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是利用天然氣經(jīng)熱交換器加熱后分別進(jìn)入燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)燃燒，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，經(jīng)余熱鍋爐利用后排出的中溫?zé)煔庥糜谵D(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕，除濕后排出的低溫?zé)煔夥謩e經(jīng)閥門(mén)X進(jìn)入熱交換器加熱天然氣和經(jīng)閥門(mén)IX進(jìn)入低溫加熱器加熱軟水處理裝置流入的軟水，經(jīng)低溫加熱器加熱后的軟水流入保溫集水箱供燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)缸套冷卻用水，冷卻缸套的出水分別經(jīng)閥門(mén)I作為吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)熱源，回水流入保溫集水箱，經(jīng)閥門(mén)II作為余熱鍋爐的給水，產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽經(jīng)閥門(mén)IV使汽輪機(jī)作功發(fā)電或經(jīng)過(guò)閥門(mén)V進(jìn)入熱網(wǎng)系統(tǒng)，經(jīng)閥門(mén)III進(jìn)入蓄熱式電鍋爐，并通過(guò)閥門(mén)VI進(jìn)入熱網(wǎng)系統(tǒng)供熱，熱網(wǎng)系統(tǒng)的回水進(jìn)入保溫集水箱，與從低溫加熱器和經(jīng)吸收式制冷機(jī)的熱回水在保溫集水箱混合調(diào)節(jié)成適合缸套冷卻的水溫；大氣空氣經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕后除去大氣空氣中的潛熱，但顯熱會(huì)有所增加，通過(guò)氣水換熱器I與自來(lái)水進(jìn)行熱交換，除去增加的顯熱，使大氣空氣的溫度降到常溫后，經(jīng)氣水換熱器II與吸收式制冷機(jī)生產(chǎn)的冷水進(jìn)氣熱交換，產(chǎn)生的冷干空氣作為壓氣機(jī)的進(jìn)氣，使燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)之間在余熱利用、變工況特性和對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)荷的響應(yīng)等方面協(xié)同互補(bǔ)，克服單一燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的性能缺陷，進(jìn)一步挖掘和提高冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的性能和能源利用效率。
[0016]所述的燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組、余熱鍋爐、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組、吸收式制冷機(jī)、低溫加熱器、熱交換器、轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，氣水換熱器1、氣水換熱器I1、保溫集水器、軟水處理裝置、熱網(wǎng)系統(tǒng)、微網(wǎng)系統(tǒng)及閥門(mén)，燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的高溫?zé)煔夥謩e通過(guò)排煙煙道連接余熱鍋爐，余熱鍋爐尾部煙道連接轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)排煙管道分別通過(guò)閥門(mén)IX連接低溫加熱器和通過(guò)閥門(mén)X連接熱交換器，低溫加熱器和熱交換器排煙管道連接煙囪；余熱鍋爐高溫蒸汽出口分別通過(guò)閥門(mén)IV連接汽輪機(jī)和通過(guò)閥門(mén)V連接熱網(wǎng)系統(tǒng)；轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)連接氣水換熱器I，氣水換熱器I連接氣水換熱器II，氣水換熱器II的冷干空氣出口連接壓氣機(jī)進(jìn)口，壓氣機(jī)連接燃?xì)廨啓C(jī)；氣水換熱器I自來(lái)水出口連接軟水處理裝置進(jìn)口，軟水處理裝置出口連接低溫加熱器進(jìn)水口，低溫加熱器出水口連接保溫集水箱進(jìn)水口，保溫集水箱出水口連接燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)缸套冷卻水進(jìn)水口，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷卻水出水口分別通過(guò)閥門(mén)1、閥門(mén)I1、閥門(mén)III連接吸收式制冷機(jī)、余熱鍋爐和蓄熱式電鍋爐，吸收式制冷機(jī)連接保溫集水箱，蓄熱式電鍋爐通過(guò)閥門(mén)VI連接熱網(wǎng)系統(tǒng)；天然氣供應(yīng)管道連接熱交換器，天然氣出口分別連接燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)天然氣進(jìn)口，該系統(tǒng)將兩類(lèi)燃機(jī)集成為了一個(gè)在性能上互補(bǔ)優(yōu)化、在能源利用上互補(bǔ)梯階利用的新的熱力循環(huán)，使冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)的性能和能源利用效率及經(jīng)濟(jì)效益明顯提尚。
[0017]所述的燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的冷熱電聯(lián)供能源站系統(tǒng)，其所述在保溫集水箱混合調(diào)節(jié)成適合缸套冷卻的水溫，缸套冷卻水進(jìn)出水溫差控制在15°C左右，缸套冷卻水進(jìn)水溫度控制在80°C左右，缸套冷卻出水溫度一般為95°C左右，吸收式制冷機(jī)出水溫度在85°C左右，熱網(wǎng)系統(tǒng)回水再70 °C左右，軟水補(bǔ)水經(jīng)低溫加熱器加熱后可達(dá)80 °C，吸收式制冷機(jī)出水流量大，熱網(wǎng)系統(tǒng)回水流量較小，軟水補(bǔ)水量也小，這三者之間進(jìn)行混合調(diào)節(jié)就能將缸套冷卻的水溫控制在80 °C左右