CN209263407U - 一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，包括微型燃气轮机及燃气内燃机，二者能同时或单独给联合供能***及用户供电；燃气内燃机的烟气出口与余热锅炉的烟气进口连接，余热锅炉的烟气出口与大气相通；所述余热锅炉的蒸汽出口与分气缸的进气口连通，分气缸的出气口通过第一管路、第二管路、第三管路分别连通蒸汽型溴化锂机组的进气口、用气点、汽水换热器的进气口；蒸汽型溴化锂机组的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管；汽水换热器的冷凝水出水口连通下水道。本实用新型具有能够提高供能***的稳定性、提高能源利用效率等优点，可广泛应用于能源技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***。
背景技术
分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可上网运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的***，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行***整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源***，是相对于集中供能的分散式供能方式。天然气分布式能源***作为一种就近建筑物的冷、热、电供能方式，通常会配备电制冷机、燃气锅炉或者直燃机等调峰设备来保证整个供能***的运行经济性。按照***规模，天然气分布式能源可以分为楼宇型分布式能源和区域型分布式能源。楼宇型分布式能源指主要应用于公共建筑，例如办公楼、酒店、医院、高铁站、飞机场、商场的的供能***。各种公共建筑的用能特点不一，医院、高铁站、飞机场等建筑每天 24小时运行，而办公楼和商场等建筑主要用能时间集中在白天，用能时长一般为10～12h，随着社会的不断发展，在经济发展较好的城市，一般办公楼、商场、酒店等建筑均建设在同一个区域内，针对这类建筑，一般配置的发电机是燃气内燃机，因区域内各种建筑的用能规律不一致，可能会造成晚上用能建筑减少时，电负荷甚至达不到发电机50％的负荷，造成发电机无法正常运行，降低了能源的综合利用效率。为解决发电机无法一直运行的问题，可将燃气内燃机与微型燃气轮机结合起来，联合供能，微型燃气轮机的功率范围为 30～1000kW，实际商业化运行的微型燃气轮机的功率为30～400kW，将燃气内燃机与微型燃气轮机结合在一起，联合供能，能够提高供能***的稳定性，在白天用能高峰期，燃气内燃机与微型燃气轮机能够同时开启，晚上用能相对较低的时候，可以根据实际的电负荷，启停燃气内燃机或微型燃气轮机，保证用能建筑持续、稳定的用能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够提高供能***的稳定性、提高能源利用效率的燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，包括微型燃气轮机及燃气内燃机，二者能同时或单独给联合供能***及用户供电；
燃气内燃机的烟气出口与余热锅炉的烟气进口连接，余热锅炉的烟气出口与大气相通；
所述余热锅炉的蒸汽出口与分气缸的进气口连通，分气缸的出气口通过第一管路、第二管路、第三管路分别连通蒸汽型溴化锂机组的进气口、用气点、汽水换热器的进气口；
蒸汽型溴化锂机组的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管的进水口；蒸汽型溴化锂机组的空调冷水进水口连通用户侧空调冷水管的出水口；
汽水换热器的冷凝水出水口连通下水道；
汽水换热器的进水口连通用户侧的供暖***的空调温水出水口；
汽水换热器的出水口包括第一出水口及第二出水口，汽水换热器的第一出水口连通用户侧供暖***的空调温水进水口，汽水换热器的第二出水口连通至用户侧热水管；
其中，所述余热锅炉还设置有进水口、出水口。
优选地，所述微型燃气轮机包括回热器，
回热器的出气口与烟气补燃型溴化锂机组的进气口连通，所述烟气补燃型溴化锂机组的出气口与大气相通；
烟气补燃型溴化锂机组的空调温水进水口连通用户侧的供暖***的空调温水出水口，烟气补燃型溴化锂机组的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管进水口；
烟气补燃型溴化锂机组的空调温水出水口连通用户侧的供暖***的空调温水进水口，烟气补燃型溴化锂机组的空调冷水进水口连通用户侧空调冷水管出水口。
优选地，所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，还包括电制冷机组，与用户侧空调冷水管连通，并为用户侧提供空调冷水。
优选地，所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，还包括：燃气锅炉，其与用户侧的供暖***的空调温水进水口连通。
优选地，所述余热锅炉为竖向设置的圆柱状；
所述余热锅炉内设置有一从上环绕至下的蛇形的烟气换热管，其烟气进口为所述余热锅炉的烟气进口，烟气换热管的烟气出口为余热锅炉的烟气出口；
电动伸缩杆，其非伸缩端竖直固定在余热锅炉的顶部一侧；
圆形刮板，其水平设置且其中部开设有竖向贯通的方形通孔，所述圆形刮板上设置有多个竖向贯通的圆孔；所述圆形刮板通过其方形通孔水平套设在烟气换热管的外部，所述圆形刮板的外壁贴着所述余热锅炉的内壁一圈；所述圆形刮板上表面与所述电动伸缩杆的伸缩端面固定。
优选地，所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，还包括水水换热器；
燃气内燃机的缸套水出水口连通水水换热器的热介质管道的进水口，水水换热器的热介质管道的出水口连通燃气内燃机的缸套水进水口，水水换热器的冷介质管道的进水口连通用户侧供暖***的空调温水出水口，水水换热器的冷介质管道的出水口连通用户侧供暖***的空调温水进水口。
本实用新型至少包括以下有益效果：
与现有技术相比，本实用新型能够将燃气内燃机供能***与微型燃气轮机供能***有机的组合在一起，在建筑白天用能高峰期时，燃气内燃机供能***和微型燃气轮机供能***能够联合在一起为建筑供电、供冷、供热，在建筑晚上用能较小的时候，可以单独运行燃气内燃机供能***或微型燃气轮机供能***，使燃气内燃机或微型燃气轮机维持运行，保持供能***的稳定性。
微型燃气轮机供能***利用烟气补燃型溴化锂机组回收利用烟气中携带的热量，为建筑提供部分的冷量和热量，冷量不足时优先向烟气补燃型溴化锂机组输入天然气制冷，冷量仍不足时，由蒸汽型溴化锂机组或电制冷机组补充，烟气补燃型溴化锂机组及蒸汽型溴化锂机组减小了电制冷机组的装机，降低了供能***的占地面积。热量不足时优先向烟气补燃型溴化锂机组输入天然气制热，热量仍不足时优先由汽水换热器或水水换热器换出的热水补充，热量仍不足时由燃气锅炉补充，燃气锅炉既能提供采暖热水，又能够提供生活热水，相比于常规锅炉，减小了锅炉的数量，降低了锅炉投资。
燃气内燃机供能***和微型燃气轮机供能***相辅相成，大幅提高了供能***的稳定性以及能源利用率。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型所述余热锅炉的结构示意图；
图3为本实用新型所述圆形刮板的结构示意图；
图4为本实用新型所述圆形刮板与电动伸缩杆的连接关系图。
附图标记说明：1、压气机，2、透平机，3、燃烧室，4、回热器，5、电制冷机组，6、烟气补燃型溴化锂机组，7、燃气锅炉，8、蒸汽型溴化锂机组，9、余热锅炉，10、分气缸，11、汽水换热器，12、水水换热器，13、燃气内燃机，14、发电机，15、发电机，16、变配电***，17、微型燃气轮机，18、圆形刮板，19、烟气换热管，20、方形通孔，21、圆孔，22、电动伸缩杆。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。
如图1-4所示，本实用新型提供一种燃气内燃机13与微型燃气轮机17联合供能***，包括微型燃气轮机17及燃气内燃机13，二者能同时或单独给联合供能***及用户供电；
燃气内燃机13的烟气出口与余热锅炉9的烟气进口连接，余热锅炉9的烟气出口与大气相通；
所述余热锅炉9的蒸汽出口与分气缸10的进气口连通，分气缸10的出气口通过第一管路、第二管路、第三管路分别连通蒸汽型溴化锂机组8的进气口、用气点、汽水换热器11的进气口；
蒸汽型溴化锂机组8的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管的进水口；蒸汽型溴化锂机组的空调冷水进水口连通用户侧空调冷水管的出水口；
汽水换热器11的冷凝水出水口连通下水道；
汽水换热器11的进水口连通用户侧的供暖***的空调温水出水口；
汽水换热器11的出水口包括第一出水口及第二出水口，汽水换热器11的第一出水口连通用户侧供暖***的空调温水进水口，汽水换热器11的第二出水口连通至用户侧热水管；
其中，所述余热锅炉9还设置有进水口、出水口。
在该种技术方案中，燃气内燃机13与微型燃气轮机17联合供能***，包括微型燃气轮机17及燃气内燃机13，二者能同时或单独给联合供能***及用户供电，以满足不同用电量的需求的用电。并且，通过余热利用***，将燃气内燃机13发电产生的余热充分利用，提高了能源的利用率。
高温烟气从燃气内燃机13进入余热锅炉9，与余热锅炉9内的水进行热交换后，将余热锅炉9内的水加热成高温蒸汽，进入余热锅炉9的高温烟气变为冷烟气后从余热锅炉 9的烟气出口排出。
高温蒸汽进入蒸汽型溴化锂机组8后以冷凝水的形式排入下水道。
汽水换热器11采用板式换热器，板式换热器上有供蒸汽进出的角孔，高温蒸汽以气态形式进入，以冷凝水的形式出来。
所述燃气内燃机13是指活塞式燃气内燃机13，活塞式燃气内燃机13将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气，燃气膨胀推动活塞做功，活塞带动曲轴运动，曲轴与燃气内燃机13的发电机14连接，并带动燃气内燃机 13的发电机14发电，通过输电线路、变配电***16为供能***及用户提供电能。
所述微型燃气轮机，是指发电功率在几百千瓦的燃气轮机，采用径流式叶轮机械，一定压力的燃气与经压气机1压缩的空气在燃烧室3燃烧产生高温高压的燃气，燃气膨胀推动透平做功，带动与透平同轴的转子转动，转子与微型燃气轮机的发电机连接，带动发电机15发电，通过输电线路、变配电***16为供能***及用户提供电能。
蒸汽型溴化锂机组运行过程中，当溴化锂水溶液受到高温蒸汽的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的，冷媒水被通入用户侧空调冷水管；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。
在另一种技术方案中，所述微型燃气轮机17包括回热器4，
回热器4的出气口与烟气补燃型溴化锂机组6的进气口连通，所述烟气补燃型溴化锂机组6的出气口与大气相通；
烟气补燃型溴化锂机组6的空调温水进水口连通用户侧的供暖***的空调温水出水口，烟气补燃型溴化锂机组6的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管进水口；
烟气补燃型溴化锂机组的空调温水出水口连通用户侧的供暖***的空调温水进水口，烟气补燃型溴化锂机组的空调冷水进水口连通用户侧空调冷水管出水口。
在该种技术方案中，通过回热器4、烟气补燃型溴化锂机将微型燃气轮机17发电产生的余热进一步利用，提高了能源的利用率。
其中，高温烟气被降温后，变为低温烟气排出。
用户侧空调冷水管出水口通入12℃的冷水进入烟气补燃型溴化锂机组，12℃冷水被降温至7℃并通过用户侧空调冷水管进水口进入用户侧空调冷水管；
从供暖***的空调温水出水口流出的低温水，依次通过用户侧的供暖***的空调温水出水口、烟气补燃型溴化锂机组的空调温水进水口并通入烟气补燃型溴化锂机组中被加热后，依次通过烟气补燃型溴化锂机组的空调温水出水口、供暖***的空调温水进水口进入供暖***，在供暖***中热交换后重新变为低温水，再次进入烟气补燃型溴化锂机组加热，如此循环。
在另一种技术方案中，所述的一种燃气内燃机13与微型燃气轮机17联合供能***，还包括电制冷机组5，与用户侧空调冷水管连通，并为用户侧提供空调冷水。
在该种技术方案中，通过电制冷机组5为用户提供空调冷水，保证了用户的正常用空调冷水，不会因为单独开启微型燃气轮机18或燃气内燃机13，或者夏季用户对空调冷水的需求增大，而导致供空调冷水中断。
在另一种技术方案中，所述的一种燃气内燃机13与微型燃气轮机17联合供能***，还包括：燃气锅炉7，其与用户侧的供暖***的空调温水进水口连通。在该种技术方案中，保证了即使冬季用户供暖的需求增大时，也能得到足够的热量的供应。
在另一种技术方案中，所述余热锅炉9为竖向设置的圆柱状；
所述余热锅炉9内设置有一从上环绕至下的蛇形的烟气换热管19，其烟气进口为所述余热锅炉9的烟气进口，烟气换热管19的烟气出口为余热锅炉9的烟气出口；
电动伸缩杆22，其非伸缩端竖直固定在余热锅炉9的顶部一侧；
圆形刮板18，其水平设置且其中部开设有竖向贯通的方形通孔20，所述圆形刮板上设置有多个竖向贯通的圆孔21；所述圆形刮板18通过其方形通孔20水平套设在烟气换热管19的外部，所述圆形刮板18的外壁贴着所述余热锅炉9的内壁一圈；所述圆形刮板 18上表面与所述电动伸缩杆22的伸缩端面固定。
在该种技术方案中，电动伸缩杆22的上下伸缩，可以带动圆形刮板18在余热锅炉9内上下运动，使得余热锅炉9内的水被上下搅动，从而保证换热均匀，并且圆形刮板18 的外壁贴着余热锅炉9的外壁，上下刮动，防止余热锅炉9的内壁上结水垢或附着杂质，便于后期对余热锅炉9的清洗。
在另一种技术方案中，所述的一种燃气内燃机13与微型燃气轮机17联合供能***，还包括水水换热器12；燃气内燃机13的缸套水出水口连通水水换热器12的热介质管道的进水口，水水换热器12的热介质管道的出水口连通燃气内燃机13的缸套水进水口，水水换热器12的冷介质管道的进水口连通用户侧供暖***的空调温水出水口，水水换热器 12的冷介质管道的出水口连通用户侧供暖***的空调温水进水口。
实施例一：
本实用新型公开了一种燃气内燃机13与微型燃气轮机17联合供能***，燃气内燃机 13和微型燃气轮机17均以天然气为燃料，燃气内燃机13或微型燃气轮机17发的电在夏季满足联合供能***部分的用电，剩余的电量供给用户，在冬季满足联合供能***全部的用电，剩余的电量供给用户。
燃气内燃机13排放的高温烟气输入余热锅炉9，余热锅炉9产生的高温蒸汽，在夏季工况时，经过分气缸10的高温蒸汽分成三路，一路蒸汽输入蒸汽型溴化锂机组8制冷，为用户提供空调冷水供冷，不足冷量通过电制冷机进行补充，一路蒸汽通过汽水换热器11 及其第二出水口、用户侧热水管为用户提供生活热水，另一路蒸汽输入用汽点，为用户提供消毒或生产用的蒸汽。冬季工况时，一路蒸汽输入用汽点，为用户提供消毒或生产用的蒸汽，另一路蒸汽通过汽水换热器11，通过第一出水口为用户的供暖***提供热水，以为用户供暖，供暖***不足的热量由烟气补燃型溴化锂机组6和燃气锅炉7补充。
微型燃气轮机17，一定压力的燃气与经压气机1压缩的空气在燃烧室3燃烧后，驱动透平机2发电和排出高温烟气，高温烟气通过回热器4，预热压缩空气，降温后的烟气进入烟气补燃型溴化锂机组6，在夏季工况时，通过烟气补燃型溴化锂机组6制备出空调冷水供给用户，不足的冷量采用电制冷机组5补充；
在冬季工况时，通过烟气补燃型溴化锂机组制备出采暖热水，供暖***不足的热量采用燃气锅炉补充。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，其特征在于，包括微型燃气轮机及燃气内燃机，二者能同时或单独给联合供能***及用户供电；
燃气内燃机的烟气出口与余热锅炉的烟气进口连接，余热锅炉的烟气出口与大气相通；
所述余热锅炉的蒸汽出口与分气缸的进气口连通，分气缸的出气口通过第一管路、第二管路、第三管路分别连通蒸汽型溴化锂机组的进气口、用气点、汽水换热器的进气口；
蒸汽型溴化锂机组的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管的进水口；蒸汽型溴化锂机组的空调冷水进水口连通用户侧空调冷水管的出水口；
汽水换热器的冷凝水出水口连通下水道；
汽水换热器的进水口连通用户侧的供暖***的空调温水出水口；
汽水换热器的出水口包括第一出水口及第二出水口，汽水换热器的第一出水口连通用户侧供暖***的空调温水进水口，汽水换热器的第二出水口连通至用户侧热水管；
其中，所述余热锅炉还设置有进水口、出水口。
2.如权利要求1所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，其特征在于，所述微型燃气轮机包括回热器，
回热器的出气口与烟气补燃型溴化锂机组的进气口连通，所述烟气补燃型溴化锂机组的出气口与大气相通；
烟气补燃型溴化锂机组的空调温水进水口连通用户侧的供暖***的空调温水出水口，烟气补燃型溴化锂机组的空调冷水出水口连通用户侧空调冷水管进水口；
烟气补燃型溴化锂机组的空调温水出水口连通用户侧的供暖***的空调温水进水口，烟气补燃型溴化锂机组的空调冷水进水口连通用户侧空调冷水管出水口。
3.如权利要求1所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，其特征在于，还包括电制冷机组，与用户侧空调冷水管连通，并为用户侧提供空调冷水。
4.如权利要求1所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，其特征在于，还包括：燃气锅炉，其与用户侧的供暖***的空调温水进水口连通。
5.如权利要求1所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，其特征在于，所述余热锅炉为竖向设置的圆柱状；
所述余热锅炉内设置有一从上环绕至下的蛇形的烟气换热管，其烟气进口为所述余热锅炉的烟气进口，烟气换热管的烟气出口为余热锅炉的烟气出口；
电动伸缩杆，其非伸缩端竖直固定在余热锅炉的顶部一侧；
圆形刮板，其水平设置且其中部开设有竖向贯通的方形通孔，所述圆形刮板上设置有多个竖向贯通的圆孔；所述圆形刮板通过其方形通孔水平套设在烟气换热管的外部，所述圆形刮板的外壁贴着所述余热锅炉的内壁一圈；所述圆形刮板上表面与所述电动伸缩杆的伸缩端面固定。
6.如权利要求1所述的一种燃气内燃机与微型燃气轮机联合供能***，其特征在于，还包括水水换热器；
燃气内燃机的缸套水出水口连通水水换热器的热介质管道的进水口，水水换热器的热介质管道的出水口连通燃气内燃机的缸套水进水口，水水换热器的冷介质管道的进水口连通用户侧供暖***的空调温水出水口，水水换热器的冷介质管道的出水口连通用户侧供暖***的空调温水进水口。
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| CN209263407U true CN209263407U (zh) | 2019-08-16 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111306596A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-19 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种燃气联供***烟气余热高效利用***及其运行方法 |
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2018
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111306596A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-06-19 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种燃气联供***烟气余热高效利用***及其运行方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 2508, 25th Floor, China Gas Building, No. 188 Meiyuan Road, Tianxin Community, Sungang Street, Luohu District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518000 Patentee after: Shenzhen China Gas Thermal Development Group Co.,Ltd. Address before: Room 1505, Block B, Union Square, 5022 Binhe Avenue, Futian District, Shenzhen, Guangdong 518000 Patentee before: CHINAGAS ENERGY DEVELOPMENT (SHENZHEN) Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |