CN108626889A - 一种与太阳能耦合的分布式多联供*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种与太阳能耦合的分布式多联供***，包括燃气发电***、余热利用***、太阳能集热制冷***，燃气发电***与余热利用***连接，余热利用***与太阳能集热制冷***连接。本发明将太阳能集热制冷***与燃气发电***及余热利用***相结合，解决了通入机组降噪罩壳及主机房内进风的冷源问题，解决了燃气发电机组内降温冷却的问题，满足了用户对生活热水、制冷、制热及蒸汽的需求，降低了***能耗，提高了运行效率。

Description

一种与太阳能耦合的分布式多联供***
技术领域
本发明涉及一种与太阳能耦合的分布式多联供***，属于分布式能源技术领域。
背景技术
燃气内燃机分布式供能***是相对于传统的集中式能源生产与供应模式(主要代表形式是大电厂加大电网)而言的，是靠近用户端直接向用户提供各种形式的能量的中小型终端供能***。
由于燃气内燃机分布式供能***包含了燃气内燃机***、余热***、调峰子***、换热***、辅助***等，设备种类较多，现有的厂房内设备散热量较大，需要通入大量冷风来降低厂房内温度，因此设计的通风设备及管道量庞大，而为了提高厂房内的进风及排风量以降低厂房内的温度，送风机及排风机的设备选型较大，由此造成了***能耗及运行费用较高。
为了保证燃气内燃机分布式供能源***中的燃气内燃机能够正常稳定的运行，现有技术中通常会在设有燃气内燃机的罩壳两侧设置进排气***，相对而言，进排气***结构较为简单，通过向罩壳内通入大量流动空气实现降温的目的，但是降温效果较差；或采用进风冷却***，利用电制冷或燃气驱动的吸收式机组，使高品位的能源直接制取低品位的冷能，虽然采用进风冷却***能够获得较好的降温效果，但在温度较高的时期(比如中国北方的夏季)需要增大制冷量，在用电尖峰时段，运行费用也非常高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种与太阳能耦合的分布式多联供***，通过将太阳能集热制冷***与余热利用***及燃气发电***相结合，通过利用太阳能资源实现机组降噪罩壳和主机房内降温的目的，同时提供四种能源产品，满足了用户对生活热水、制冷、制热及蒸汽的需求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种与太阳能耦合的分布式多联供***，包括燃气发电***、余热利用***、太阳能集热制冷***，燃气发电***与余热利用***连接，余热利用***与太阳能集热制冷***连接，太阳能集热制冷***与燃气发电***连接，太阳能集热制冷***包括太阳能集热器、集热***换热器、蓄热水箱和吸收式制冷装置，太阳能集热器与集热***换热器连接，集热***换热器与蓄热水箱连接，蓄热水箱与吸收式制冷装置连接，吸收式制冷装置通过管道与燃气发电***的进风装置连接，吸收式制冷装置还与主机房的通风装置连接。
太阳能集热器用于收集太阳辐射热量，是一种特殊的热交换器，通过吸收的太阳辐射热量来加热液体工质，加热后的液体工质将有用的热能通过集热***换热器供给蓄热水箱，从而为吸收式制冷装置提供制冷用驱动热源。
本发明要求保护的技术方案中，太阳能集热制冷***能够为燃气发电***的进风及主机房的进风提供冷源，余热利用***能够为太阳能集热制冷***提供补充热源，使得太阳能集热制冷***能够为燃气发电***的进风提供足够的冷源，不仅能够有效降低燃气发电***产生的温度，而且有效利用了余热利用***排出的低温烟气，实现了能源互补，避免了低温烟气外排产生的能量浪费和环境污染，制冷运行成本低。
太阳能集热制冷***还包括控制***。通过建立太阳能集热制冷***，并将其与燃气发电***及余热利用***相连接，解决了通入机组降噪罩壳及主机间内进风的冷却问题。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述余热利用***包括余热锅炉装置、凝结水箱和蒸汽联箱，余热锅炉装置分别通过管路与凝结水箱和蒸汽联箱连接，蒸汽联箱通过蒸汽输送管与蒸汽用户端连接。通过燃气发电机组排出的高温烟气进入余热利用***的余热锅炉装置，经余热锅炉装置产生可外供的蒸汽，产生的蒸汽通过与余热锅炉装置联接的蒸汽联箱供给至蒸汽用户端。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述余热锅炉装置上设置有烟道补燃器。当蒸汽用户端的蒸汽需求量较大时，可以通过打开烟道补燃器进行补燃，利用余热锅炉装置所产生高温烟气中的过量烟气进行燃烧，以提高余热锅炉装置的蒸汽产量。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述燃气发电***包括燃气发电机组、机组降噪罩壳、缸套水换热器和烟气三通阀，所述燃气发电机组内置于机组降噪罩壳内，并与缸套水换热器连接，燃气发电机组还通过烟气三通阀与余热利用***的余热锅炉装置连通。
燃气发电机组产生的电量，部分用于提供给整个燃气分布式***，多余的部分则直接供给用户或送入电网。燃气发电机组会产生两部分热源，一部分热源为燃气发电机组运行过程中排出的高温烟气，排出的高温烟气通过烟气三通阀进入余热利用***，另一部分热源为燃气发电机组的高温缸套水产生的热源，而燃气发电机组的高温缸套水通过缸套水换热器产生热水，产生的热水在冬季可以为用户提供制热，在夏季也可以作为吸收式制冷装置的驱动热源进行制冷。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述余热锅炉装置的尾部设置有烟气换热器。烟气换热器是利用余热锅炉装置尾部的低温烟气与低温水进行换热，可以产生95℃～110℃左右的高温水，高温水可以驱动吸收式制冷装置进行制冷。吸收式制冷装置为一种热水型吸收式制冷机。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述太阳能集热制冷***还包括循环连接管、a阀和b阀，所述a阀和b阀均设置于循环连接管上，所述蓄热水箱通过循环连接管与吸收式制冷装置连接。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述管道包括回水管和供水管，所述回水管上设置有c阀，所述供水管上设置有d阀。所述a阀、b阀、c阀和d阀可以是一种三通阀，可以是气动三通阀，也可以是电动三通阀。吸收式制冷装置产生的冷水经供水管通过d阀输送至进风装置和通风装置中，在进风装置及通风装置内与空气进行换热形成低温空气，然后冷水经回水管返回至吸收式制冷装置，形成一种闭式循环***。低温空气通过进风装置进入机组降噪罩壳内，利用低温空气降低机组降噪罩内的温度。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述燃气发电***与太阳能集热制冷***之间设置有进风装置，所述进风装置设置在机组降噪罩壳上，进风装置通过c阀和d阀与吸收式制冷装置连接。
通过太阳能集热制冷***的吸收式制冷装置对机组降噪罩壳及主机房的进风进行冷却，降低进入机组降噪罩壳及主机房的进风温度，保证燃气发电机组及本发明***能够正常运行。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述余热锅炉装置与凝结水箱之间的管路上设置有回水泵。
前述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***中，所述通风装置通c阀和d阀与吸收式制冷装置连接。
与现有技术相比，本发明将太阳能集热制冷***与燃气发电***及余热利用***相结合，可同时产生四种能源产品，足以满足用户对生活热水、制冷、制热及蒸汽的需求。本发明不仅解决了通入主机房及机组降噪罩壳内进风所用冷源的问题，保证了主机房及机组降噪罩壳内的环境温度，还充分利用了余热利用***产生的再生能源，有效的利用了余热利用***所产生低温烟气及蒸汽，将其转化为能源产品供用户使用，降低了***能耗，提高了运行效率。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图。
附图标记：1-燃气发电***，2-余热利用***，3-太阳能集热制冷***，4-太阳能集热器，5-集热***换热器，6-蓄热水箱，7-吸收式制冷装置，8-管道，9-燃气发电机组，10-机组降噪罩壳，11-缸套水换热器，12-烟气三通阀，13-余热锅炉装置，14-凝结水箱，15-蒸汽联箱，16-蒸汽输送管，17-蒸汽用户端，18-烟气换热器，19-循环连接管，20-a阀，21-b阀，22-回水管，23-供水管，24-c阀，25-d阀，26-进风装置，27-回水泵，28-通风装置。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：一种与太阳能耦合的分布式多联供***，包括燃气发电***1、余热利用***2、太阳能集热制冷***3，燃气发电***1与余热利用***2连接，余热利用***2与太阳能集热制冷***3连接，太阳能集热制冷***3与燃气发电***1连接，太阳能集热制冷***3包括太阳能集热器4、集热***换热器5、蓄热水箱6和吸收式制冷装置7，太阳能集热器4与集热***换热器5连接，集热***换热器5与蓄热水箱6连接，蓄热水箱6与吸收式制冷装置7连接，吸收式制冷装置7通过管道8与燃气发电***1的进风装置26连接，吸收式制冷装置7还与主机房的通风装置28连接。
实施例2：一种与太阳能耦合的分布式多联供***，包括燃气发电***1、余热利用***2、太阳能集热制冷***3，燃气发电***1与余热利用***2连接，余热利用***2与太阳能集热制冷***3连接，太阳能集热制冷***3与燃气发电***1连接。太阳能集热制冷***3包括太阳能集热器4、集热***换热器5、蓄热水箱6和吸收式制冷装置7，太阳能集热器4与集热***换热器5连接，集热***换热器5与蓄热水箱6连接，蓄热水箱6与吸收式制冷装置7连接，吸收式制冷装置7通过管道8与燃气发电***1的进风装置26连接，吸收式制冷装置7还与主机房的通风装置28连接。余热利用***2包括余热锅炉装置13、凝结水箱14和蒸汽联箱15，余热锅炉装置13分别通过管路与凝结水箱14和蒸汽联箱15连接，蒸汽联箱15通过蒸汽输送管16与蒸汽用户端17连接。为了提高余热锅炉装置13的蒸汽产量，在余热锅炉装置13上设置有烟道补燃器27。
实施例3：一种与太阳能耦合的分布式多联供***，包括燃气发电***1、余热利用***2、太阳能集热制冷***3，燃气发电***1与余热利用***2连接，余热利用***2与太阳能集热制冷***3连接，太阳能集热制冷***3与燃气发电***1连接，太阳能集热制冷***3包括太阳能集热器4、集热***换热器5、蓄热水箱6和吸收式制冷装置7，太阳能集热器4与集热***换热器5连接，集热***换热器5与蓄热水箱6连接，蓄热水箱6与吸收式制冷装置7连接，吸收式制冷装置7通过管道8与燃气发电***1进风装置26连接，吸收式制冷装置7还与主机房的通风装置28连接。管道8包括回水管22和供水管23，回水管22上设置有c阀24，供水管23上设置有d阀25。c阀24和d阀25均为三通阀。
余热利用***2包括余热锅炉装置13、凝结水箱14和蒸汽联箱15，余热锅炉装置13分别通过管路与凝结水箱14和蒸汽联箱15连接，蒸汽联箱15通过蒸汽输送管16与蒸汽用户端17连接。余热锅炉装置13上设置有烟道补燃器27，通过设置烟道不燃器27，能够提高余热锅炉装置13的蒸汽产品，从而满足用户对蒸汽使用的需求。燃气发电***1包括燃气发电机组9、机组降噪罩壳10、缸套水换热器11和烟气三通阀12，燃气发电机组9内置于机组降噪罩壳10内，并与缸套水换热器11连接，燃气发电机组9通过烟气三通阀12与余热利用***2的余热锅炉装置13连通。余热锅炉装置13的尾部设置有烟气换热器18。燃气发电***1与太阳能集热制冷***3之间设置有进风装置26，进风装置26通过c阀24和d阀25接入吸收式制冷装置7与燃气发电机组9之间。检修燃气发电机组9时，为了不影响燃气发电机组9的正常运行，可以通过烟气三通阀12将燃气发电机组9产生的高温烟气旁通到大气中。
实施例4：一种与太阳能耦合的分布式多联供***，包括燃气发电***1、余热利用***2、太阳能集热制冷***3，燃气发电***1与余热利用***2连接，余热利用***2与太阳能集热制冷***3连接，太阳能集热制冷***3与燃气发电***1连接，太阳能集热制冷***3包括太阳能集热器4、集热***换热器5、蓄热水箱6和吸收式制冷装置7，太阳能集热器4与集热***换热器5连接，集热***换热器5与蓄热水箱6连接，蓄热水箱6与吸收式制冷装置7连接，吸收式制冷装置7通过管道8与燃气发电***1的进风装置26连接，吸收式制冷装置7还与主机房的通风装置28连接。管道8包括回水管22和供水管23，回水管22上设置有c阀24，供水管23上设置有d阀25。c阀24和d阀25均为电动三通阀。通风装置8通过c阀24和d阀25与吸收式制冷装置7连接。余热利用***2包括余热锅炉装置13、凝结水箱14和蒸汽联箱15，余热锅炉装置13分别通过管路与凝结水箱14和蒸汽联箱15连接，蒸汽联箱15通过蒸汽输送管16与蒸汽用户端17连接。余热锅炉装置13上设置有烟道补燃器27。燃气发电***1包括燃气发电机组9、机组降噪罩壳10、缸套水换热器11和烟气三通阀12，燃气发电机组9内置于机组降噪罩壳10内，并与缸套水换热器11连接，燃气发电机组9通过烟气三通阀12与余热利用***2的余热锅炉装置13连通。余热锅炉装置13的尾部设置有烟气换热器18。进风装置26设置在机组降噪罩壳10上，进风装置26通过c阀24和d阀25与吸收式制冷装置7连接。太阳能集热制冷***3还包括循环连接管19、a阀20和b阀21，a阀20和b阀21均设置于循环连接管19上，蓄热水箱6通过循环连接管19与吸收式制冷装置7连接。a阀20和b阀21均为电动三通阀。利用a阀20和b阀21的切换，将通过太阳能集热器4产生的热水输送至生活热水母管。余热锅炉装置13与凝结水箱14之间的管路上设置有回水泵27。
本发明的一种实施例的工作原理：
通过太阳能集热制冷***3的太阳能集热器4吸收太阳辐射热量，通过吸收的太阳辐射热量来加热太阳能集热器4中的液体工质，加热后的液体工质将有用的热能通过集热***换热器5将蓄热水箱6中的热水加热至90℃～95℃，经过加热后的热水作为吸收式制冷装置7作为吸收式制冷装置7驱动制冷用的驱动热源，当驱动热源充足时，蓄热水箱6中的热水也可以供给用户使用，通过切换设置在循环连接管19上的a阀20和b阀21将蓄热水箱6中的热水输送至吸收式制冷装置7和/或用户。
经吸收式制冷装置7制取的冷水通过供水管23经d阀25输送至进风装置26，在进风装置26中通过换热盘管将空气进行冷却，冷却后的空气送至机组降噪罩壳10内，从而降低机组降噪罩壳10内的温度。当太阳能资源充足时，冷水还可通过供水管23上的d阀25输送至主机房的通风装置28中，降低主机房内的温度，然后通过回水管22经c阀24返回吸收式制冷装置7。
在夏季温度较高或阴雨天冷量需求较大的时候，可通过a阀20和b阀21的切换，将余热锅炉13尾部排出的低温烟气通过烟气换热器18产生的热水作为吸收式制冷装置7的补充热源驱动制冷。在冬季及春秋季时，太阳能集热制冷***3产生的热水通过a阀20和b阀21的切换，然后与烟气换热器18产生的热水一起汇入生活热水供水母管为用户供能。太阳能集热制冷***3与余热利用***2互为补充、互为备用。
燃料经燃气发电***1燃烧做功产生电力和余热，部分电力满足本发明***内部使用，多余电力则直接供给用户或送入电网。产生的可用余热有高温烟气和高温缸套水两部分。排出的高温烟气通过烟气三通阀12进入余热锅炉13，与通过回水泵27提供的锅炉给水换热产生蒸汽汇入蒸汽联箱15，通过蒸汽输送管16供给用户端17。高温缸套水通过缸套水换热器11产生热水，产生的热水在冬季可以为用户提供制热，在夏季也可以作为吸收式制冷装置7的驱动热源进行制冷。
换热器将空气冷却为低温空气，将低温空气通过c阀24输送至燃气发电***1的进风装置26中，利用进风装置26使冷却空气进入机组降噪罩壳10中，从而降低机组降噪罩壳10内的温度。同时，通过通风装置28向主机房内通入的冷却空气能降低厂房内的温度。
本发明利用太阳能这种取之不尽的清洁能源，作为冷却进风的冷源的供应源，有效的降低了燃气发电机组9运行过程中产生的高温，实现了厂房内通风降温的目的。利用夏季太阳能能量充足的优势，不仅克服了现有技术降温效果差、能耗高的缺点，同时节省了运行成本，提高了能源利用率及运行经济性；而在冬季，可利用太阳能产生的热水作为提供生活热水或空调制热的热源，将太阳能资源充分与燃气发电***1及余热利用***2相结合，实现了多能源互补，其经济性及环保性能均得到了提升。

Claims (10)

1.一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，包括燃气发电***(1)、余热利用***(2)、太阳能集热制冷***(3)，所述燃气发电***(1)与余热利用***(2)连接，余热利用***(2)与太阳能集热制冷***(3)连接，所述太阳能集热制冷***(3)与燃气发电***(1)连接，所述太阳能集热制冷***(3)包括太阳能集热器(4)、集热***换热器(5)、蓄热水箱(6)和吸收式制冷装置(7)，所述太阳能集热器(4)与集热***换热器(5)连接，集热***换热器(5)与蓄热水箱(6)连接，蓄热水箱(6)与吸收式制冷装置(7)连接，吸收式制冷装置(7)通过管道(8)与燃气发电***(1)的进风装置(26)连接，所述吸收式制冷装置(7)还与主机房的通风装置(28)连接。
2.根据权利要求1所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述余热利用***(2)包括余热锅炉装置(13)、凝结水箱(14)和蒸汽联箱(15)，所述余热锅炉装置(13)分别通过管路与凝结水箱(14)和蒸汽联箱(15)连接，所述蒸汽联箱(15)通过蒸汽输送管(16)与蒸汽用户端(17)连接。
3.根据权利要求2所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述余热锅炉装置(13)上设置有烟道补燃器(27)。
4.根据权利要求3所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述燃气发电***(1)包括燃气发电机组(9)、机组降噪罩壳(10)、缸套水换热器(11)和烟气三通阀(12)，所述燃气发电机组(9)内置于机组降噪罩壳(10)内，并与缸套水换热器(11)连接，所述燃气发电机组(9)通过烟气三通阀(12)与余热利用***(2)的余热锅炉装置(13)连通。
5.根据权利要求4所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述余热锅炉装置(13)的尾部设置有烟气换热器(18)。
6.根据权利要求1所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述太阳能集热制冷***(3)还包括循环连接管(19)、a阀(20)和b阀(21)，所述a阀(20)和b阀(21)均设置于循环连接管(19)上，所述蓄热水箱(6)通过循环连接管(19)与吸收式制冷装置(7)连接。
7.根据权利要求4所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述管道(8)包括回水管(22)和供水管(23)，所述回水管(22)上设置有c阀(24)，所述供水管(23)上设置有d阀(25)。
8.根据权利要求7所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述进风装置(26)设置在机组降噪罩壳(10)上，所述进风装置(26)通过c阀(24)和d阀(25)与吸收式制冷装置(7)连接。
9.根据权利要求2所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述余热锅炉装置(13)与凝结水箱(14)之间的管路上设置有回水泵(27)。
10.根据权利要求8所述的一种与太阳能耦合的分布式多联供***，其特征在于，所述通风装置(28)通过c阀(24)和d阀(25)与吸收式制冷装置(7)连接。
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