CN101858231B - 一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统 - Google Patents

一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101858231B
CN101858231B CN 201010141597 CN201010141597A CN101858231B CN 101858231 B CN101858231 B CN 101858231B CN 201010141597 CN201010141597 CN 201010141597 CN 201010141597 A CN201010141597 A CN 201010141597A CN 101858231 B CN101858231 B CN 101858231B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
water
steam
heat exchanger
gas
Prior art date
Application number
CN 201010141597
Other languages
English (en)
Other versions
CN101858231A (zh
Inventor
付林
李永红
赵玺灵
张世钢
罗勇
Original Assignee
清华大学
北京华清泰盟科技发展有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 清华大学, 北京华清泰盟科技发展有限公司 filed Critical 清华大学
Priority to CN 201010141597 priority Critical patent/CN101858231B/zh
Publication of CN101858231A publication Critical patent/CN101858231A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101858231B publication Critical patent/CN101858231B/zh

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Abstract

一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统属于能源技术领域。该系统在热源侧采用烟气冷凝换热器、凝汽器、蒸汽型吸收式热泵、高温烟气换热器、汽-水换热器组合加热的方式;热网回水直接回收低温烟气冷凝余热、高温烟气余热或凝汽余热,同时利用抽汽驱动的蒸汽型吸收式热泵回收凝汽排热或烟气部分余热。冬季供热时用户端利用补燃热水型吸收式热泵和水-水换热器加热二次热网水供热,同时从浅层土壤源、地下水源或地热水资源中提取低品位的热量用于供热;夏季热网热水在用户端利用热水型吸收式热泵制冷、溶液除湿空调除湿及生活热水预热。与常规系统相比,本系统的能源利用效率有很大提高,具有良好的经济性和应用前景。

Description

一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统
技术领域
[0001] 本发明提出一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的新型能源供应系统,属于能源技术领域。
背景技术
[0002] 燃气热电联产是一种热能.电能同时生产的能源利用形式。它将高品位的热能用于发电,低品位的热能用于供热,既提高能源的利用效率,又减少了环境污染。天然气是一种高热值的清洁能源,燃烧时产生的温室气体和其它有害物质远远少于其它化石能源,尤其天然气热电联产在降低碳和污染空气的排放物方面具有很大的潜力。在热电联产、集中供热供冷等成熟技术基础上发展起来的热电冷联供能源系统以其高效、经济、环保等优势也日益受到世界范围的广泛重视。
[0003]目前的燃气蒸汽联合循环热电(热电冷)联产系统主要由燃气蒸汽联合循环(燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机)、汽水换热器和吸收式机组等组成。燃气蒸汽联合循环热电冷联供系统是冬季用汽水换热器供热,夏季用抽汽驱动吸收式机组制冷。目前的燃气热电(热电冷)联产系统存在以下几个问题:
[0004] (I)热电比偏低。常规燃气热电联产组合所产生的电、热、冷的比例是有一定局限的。越是先进的、转换效率高的机组,因为一次发电效率高,所以(热+冷)/电的比例越小,以10万kW的燃气蒸汽联合循环为例,其热电比为0.7左右。而对于很多商务园、工业园区、新开发区域则要求(热+冷)/电的比例较高,一般在I以上,这就出现了产需之间的矛盾。尤其是分布式供能要求以基础负荷定发电容量,不足电力城市电网补充,更加剧了这个矛盾。
[0005] (2)能量利用不合理,未实现能源的梯级利用。常规燃气蒸汽联合循环热电联产时排烟温度100多摄氏度,这部分热量中含水蒸汽汽化潜热,一般占天然气低位热值计算输入热量的10〜15%左右。汽机的凝汽排热由循环水带走,释放到大气中,一般未回收利用,这部分热量占天然气低位热值计算输入热量的6〜12%左右。
[0006] (3)未考虑可再生能源与燃气热电联产系统的整合利用。尽管可再生能源相对于化石能源而言,能流密度低、分散性强,但是发展可再生能源是减少环境污染、温室气体排放以及替代有限的化石能源的必然要求。
[0007] (4)供冷输配能耗高。常规燃气蒸汽联合循环热电冷联供系统夏季一般做成集中供冷系统,由于输送冷水存在输送温差小、泵耗高的劣势,一般几十万至上百万平米的集中供冷输送泵耗占供冷量的5%〜10%左右。
发明内容
[0008] 为了克服常规燃气蒸汽联合循环热电联产系统的缺点,本发明的目的在于提出一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的新型能源供应系统。
[0009] 本发明采用的技术方案如下:该系统由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、烟气冷凝换热器、高温烟气换热器、蒸汽型吸收式热泵、汽-水换热器、热水吸收式热泵、水-水换热器、地埋管换热器以及连接管路组成。该系统在热源侧利用一次热网回水进入烟气冷凝换热器直接回收烟气冷凝余热,吸热后的热网回水分为两部分:一部分依次利用抽汽驱动的蒸汽型吸收式热泵加热和汽-水换热器加热,一部分采用高温烟气换热器直接加热,加热到热网供水温度后汇合送出电厂;在用户侧,冬季利用热水吸收式热泵和水-水换热器组合的方式加热二次网供热热水,供热用户使用,降低一次热网供水温度,同时通过热水吸收式热泵提取浅层地热资源或污水的热量加热二次热网热水。
[0010] 所述浅层地热资源或污水的热量通过污水换热器或地埋管换热器或地下水抽、回灌井来实现。
[0011] 所述一次热网回水直接进入凝汽器凝汽排热,再进入抽汽驱动的蒸汽型吸收式热泵加热,蒸汽型吸收式热泵的蒸发器侧的循环水进入烟气冷凝换热器吸热从而回收烟气冷凝热量;然后一次热网回水分两路,一路进入高温烟气换热器回收烟气热量,一路进入汽-水换热器加热,加热到热网供水温度后送出电厂。
[0012] 所述系统的热源侧还采用蒸汽型吸收式热泵和高温烟气换热器串联加热一次热网回水,再由汽-水换热器加热到热网供水温度送出。
[0013] 所述蒸汽型吸收式热泵采用多级热泵串联的方式组成,蒸汽型吸收式热泵的低位热源为凝汽器出口的循环水或者为由烟气冷凝换热器换热得到的循环水。
[0014] 在用户侧,所述热水吸收式热泵为补燃型热水吸收式热泵,当热源侧提供的高温热水驱动能力不足时,利用燃气补燃补充;尖峰热负荷时,在二次热网侧增设燃气锅炉,用来加热二次热网供水,以满足一部分调峰热负荷。
[0015] 所述用户侧在夏季采用一次热网提供的热水作为热水吸收式热泵的驱动热源,利用土壤地埋管或地下水、污水进行冷却,制取冷水用于去除建筑显热负荷,供冷用户使用;在热水吸收式热泵后串联溶液除湿空调,从热水吸收式热泵的发生器出来的热水继续作为溶液除湿空调的驱动热源用于新风除湿,承担去除建筑潜热负荷和部分显热负荷。
[0016] 所述溶液除湿空调与生活热水预热换热器串联,经过溶液除湿空调出来的热水与生活热水预热换热器相结合,再次回收利用一部分热量;设置与生活热水预热换热器进行换热的地埋管换热器,从生活热水预热换热器出来的一次热网回水和地埋管换热器进行换热,进一步降低热网回水温度,这部分进入地下的热量可以下个冬季再提取出来供热。
[0017] 本发明所述系统的有益效果为:
[0018] (I)注重能源的梯级利用,增加热电比,按照“温度对口,梯级利用”的原则充分地利用更低品位的余热。采用凝汽器、烟气冷凝换热器、蒸汽吸收式热泵、高温烟气换热器、汽水换热器加热一次热网回水,一次热网侧实现梯级加热,有效回收利用电厂循环水和烟气余热。例如回收利用低温烟气冷凝余热和循环水余热,按燃气的低位热值计算系统的一次能源利用效率可达100%左右。
[0019] (2)注重可再生能源与燃气热电联产集成优化使用。通过用户末端补燃型热水吸收式热泵的使用,冬季提取浅层地热资源、污水热量,夏季制冷利用浅层地下水、土壤埋管、污水来冷却,减少冷却塔负荷,将可再生能源、余热与常规能源相结合实现能源系统的统一配置。
[0020] (3)以大温差区域热网的形式将燃气热电联产热源和末端热能利用联系起来,形成集成优化的能源供应系统,与低品位能源地板辐射采暖及供冷等空调末端的技术创新相结合,冬季可实现120度输送温差,夏季可实现80〜100度输送温差,避免了常规燃气热电冷联供系统集中供冷水不到10度温差形成的输配损失。
[0021] (4)将冷、热调峰设施放在末端,减少输配管网投资和输配损失,不同的用户按负荷需求按需供应。
[0022] (5)过渡季节可利用燃气驱动热水吸收式热泵提取污水热量或浅层地热满足生活热水耗热需求。
附图说明
[0023] 图1(a)和图1(b)为本发明提出的烟气余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵加热、力口热侧并联方式基本流程示意图,用户侧分别为热用户和冷用户;
[0024] 图2(a)和图2(b)为本发明提出的凝汽余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵加热方式基本流程示意图,用户侧分别为热用户和冷用户;
[0025] 图3(a)和图3(b)为本发明提出的烟气余热直接回收、三级蒸汽型吸收式热泵串联加热方式基本流程示意图,用户侧分别为热用户和冷用户;
[0026] 图4(a)和图4(b)为本发明提出的凝汽余热直接回收、三级蒸汽型吸收式热泵串联加热方式基本流程示意图,用户侧分别为热用户和冷用户;
[0027] 图5(a)和图5(b)为本发明提出的烟气余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵加热、力口热侧串联方式基本流程示意图,用户侧分别为热用户和冷用户;
[0028] 图6(a)和图6(b)为本发明提出的凝汽余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵加热、力口热侧串联方式基本流程示意图,用户侧分别为热用户和冷用户。
[0029] 图中符号:
[0030] 1-燃气轮机;2_余热锅炉;3_蒸汽轮机;4_发电机;5_凝汽器;6_冷却塔;7_蒸汽型吸收式热泵;7a_ —级蒸汽型吸收式热泵;7b_ 二级蒸汽型吸收式热泵;7c_三级蒸汽型吸收式热泵;8_汽水换热器;9_高温烟气换热器;10-烟气冷凝换热器;IOa-—号烟气冷凝换热器;IOb-二号烟气冷凝换热器;IOc-三号烟气冷凝换热器;11-补燃型热水吸收式热泵;12-水-水换热器;13-燃气锅炉;14-污水换热器;15- —号地埋管换热器;16-地下水抽、回灌井;17_热用户;18_溶液除湿空调机组;19_生活热水预热换热器;20_冷用户;21-二号地埋管换热器。
具体实施方式
[0031] 本发明提供了一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的新型能源供应系统,下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。
[0032] 实施例1:
[0033] 图1 (a)和图1 (b)分别为烟气余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵回收凝汽余热、力口热侧并联方式时的供热和制冷的基本流程示意图。
[0034] 该种能源供应方式主要由燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、发电机4、凝汽器5、冷却塔6、蒸汽型吸收式热泵7、汽-水换热器8、高温烟气换热器9、烟气冷凝换热器10、补燃型热水吸收式热泵11、水-水换热器12、燃气锅炉13、溶液除湿空调18、生活热水预热换热器19、一号地埋管换热器15或地下水抽、回灌井16或污水换热器14以及连接管路和附件组成。
[0035] 图1 (a)所示的冬季供热工况下,天然气和空气在混合燃烧后产生高温燃气;再流入燃气轮机I的透平中膨胀作功,并带动发电机4发电;作功后的燃气排入余热锅炉2,在余热锅炉2中加热给水,产生高温蒸汽进入蒸汽轮机3做功发电并可提供抽汽,最终排汽进入凝汽器5中被冷却凝结后返回余热锅炉2。蒸汽轮机3的抽汽一路作为驱动热源进入蒸汽型吸收式热泵7回收循环水余热,另一路进入汽-水换热器8加热一次热网回水,蒸汽凝结水再返回余热锅炉2加热。余热锅炉2的排烟分别进入高温烟气换热器9和烟气冷凝换热器10加热一次热网回水后经烟®排入大气。循环冷却水进入凝汽器5中,加热后送出,作为低位热源进入蒸汽型吸收式热泵7,放热降温后再返回凝汽器5。一次热网低温回水(10〜25°C )进入烟气冷凝换热器10加热,再分为两路,一路进入高温烟气换热器9被高温烟气加热到一次热网供水温度送出,另一路进入蒸汽型吸收式热泵7加热,再进入汽-水换热器8中被加热到一次热网供水温度送出。一次热网高温供水被输送到末端,首先作为驱动热源进入补燃型热水吸收式热泵11,放热降温后进入水-水换热器12加热二次侧供热热水,降温后再次进入补燃型热水吸收式热泵11作为低位热源,最终放热降温到一次热网回水温度后返回。补燃型热水吸收式热泵11可以同时从一号地埋管换热器15、污水换热器14或地下水抽、回灌井16中提取低品位的热量用于供热。在尖峰供热负荷时,采用燃气补燃的方式增加补燃型热水吸收式热泵11的驱动热量,同时在二次网采用末端燃气锅炉13调峰再满足一部分尖峰负荷。热用户17的二次网热水先进入补燃型热水吸收式热泵11加热,再进入水-水换热器12加热,最后进入调峰燃气锅炉13加热。
[0036] 图1(b)所示的夏季制冷工况下,发电以及循环水、烟气余热利用过程与供热工况相同,只是一次热网的回水温度偏高(大约在30〜50°C左右),烟气冷凝余热回收量较少。一次热网高温供水被输送到末端,首先作为驱动热源进入补燃型热水吸收式热泵11制取高温冷水去除建筑显热负荷,降温后再进入溶液除湿空调18的再生器作为驱动热源对新风进行除湿,承担去除建筑潜热负荷和部分显热负荷。从溶液除湿空调18出来的热水再进入生活热水预热换热器19,可以再回收利用一部分热量。从生活热水预热换热器19出来的热网水和二号地埋管换热器21进行换热,可以进一步降低热网回水温度,这部分进入地下的热量可以下个冬季再提取出来供热。热水吸收式热泵11制冷运行时其吸收器和冷凝器排热可利用一号地埋管换热器15、污水换热器14或地下水抽、回灌井16进行冷却,减少冷却塔6负荷。
[0037] 实施例2:
[0038] 图2(a)和图2(b)分别为凝汽余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵回收低温烟气余热、加热侧并联方式时的供热和制冷的基本流程示意图。
[0039] 该种能源供应方式主要由燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、发电机4、凝汽器5、蒸汽型吸收式热泵7、汽-水换热器8、高温烟气换热器9、烟气冷凝换热器10、补燃型热水吸收式热泵11、水-水换热器12、燃气锅炉13、溶液除湿空调18、生活热水预热换热器19、一号地埋管换热器15或地下水抽、回灌井16或污水换热器14以及连接管路和附件组成。
[0040] 图2 (a)所示的冬季供热工况下,一次热网回水首先进入凝汽器5被加热后送出,然后分成两路,一路进入蒸汽型吸收式热泵7,再进入汽-水换热器8被加热到一次热网供水温度送出;另一路进入高温烟气换热器9被加热到一次热网供水温度送出。余热锅炉2的排烟分别进入高温烟气换热器9和烟气冷凝换热器10后经烟®排入大气。蒸汽型吸收式热泵7的蒸发器侧的低温循环水进入烟气冷凝换热器10吸热从而回收烟气冷凝热量。一次热网高温供水被输送到末端,其工作流程与实施例1相同。
[0041] 图2(b)所示的夏季制冷工况下,发电以及烟气余热利用过程与供热工况相同,只是一次热网的回水温度偏高(大约在30〜50°C左右),回收烟气冷凝余热量较少,一次热网高温供水被输送到末端后其工作流程与实施例1相同。
[0042] 实施例3:
[0043] 图3(a)和图3(b)分别为烟气余热直接回收、三级蒸汽型吸收式热泵串联回收凝汽余热、加热侧并联方式时的供热和制冷的基本流程示意图。
[0044] 该种能源供应方式主要由燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、发电机4、凝汽器
5、冷却塔6、一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c、汽-水换热器8、高温烟气换热器9、烟气冷凝换热器10、补燃型热水吸收式热泵11、水-水换热器12、燃气锅炉13、溶液除湿空调18、生活热水预热换热器19、一号地埋管换热器15或地下水抽、回灌井16或污水换热器14以及连接管路和附件组成。
[0045] 图3(a)所示的冬季供热工况下,一次热网回水首先进入烟气冷凝换热器10加热,再分为两路,一路进入高温烟气换热器9被高温烟气加热到一次热网供水温度送出。另一路分别进入一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c加热,再进入汽-水换热器8中被加热到一次热网供水温度送出。蒸汽轮机3的抽汽一路作为驱动热源分别进入一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c回收循环水余热,另一路进入汽-水换热器8加热一次热网回水,蒸汽凝结水再返回余热锅炉2加热。循环冷却水进入凝汽器5中,加热后送出,作为低位热源分别进入一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c,放热降温后再返回凝汽器5。一次热网高温供水被输送到末端,其工作流程与实施例1相同。
[0046] 图3(b)所示的夏季制冷工况下,发电以及烟气余热利用过程与供热工况相同,只是一次热网的回水温度偏高(大约在30〜50°C左右),回收烟气冷凝余热量较少,一次热网高温供水被输送到末端后其工作流程与实施例1相同。
[0047] 实施例4:
[0048] 图4(a)和图4(b)分别为凝汽余热直接回收、三级蒸汽型吸收式热泵串联回收低温烟气余热、加热侧并联方式时的供热和制冷的基本流程示意图。
[0049] 该种能源供应方式主要由燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、发电机4、凝汽器5、一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c、汽-水换热器8、高温烟气换热器9、一号烟气冷凝换热器10a、二号烟气冷凝换热器10b、三号烟气冷凝换热器10c、补燃型热水吸收式热泵11、水-水换热器12、燃气锅炉13、溶液除湿空调18、生活热水预热换热器19、一号地埋管换热器15或地下水抽、回灌井16或污水换热器14以及连接管路和附件组成。
[0050] 图4 (a)所示的冬季供热工况下,一次热网水首先进入凝汽器5被加热后送出,然后分成两路,一路依次进入一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c,再进入汽-水换热器8加热到一次热网供水温度送出;另一路进入高温烟气换热器9加热到一次热网供水温度送出。余热锅炉2的排烟依次进入高温烟气换热器9和三号烟气冷凝换热器10c、二号烟气冷凝换热器10b、一号烟气冷凝换热器IOa后经烟囱排入大气。一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c的蒸发器侧的低温循环水分别进入一号烟气冷凝换热器10a、二号烟气冷凝换热器10b、三号烟气冷凝换热器IOc吸热从而回收烟气冷凝热量。蒸汽轮机3的抽汽一路作为驱动热源分别进入一级蒸汽型吸收式热泵7a、二级蒸汽型吸收式热泵7b、三级蒸汽型吸收式热泵7c回收烟气余热,另一路进入汽-水换热器8加热一次热网回水,蒸汽凝结水再返回余热锅炉2加热。一次热网高温供水被输送到末端,其工作流程与实施例1相同。
[0051] 图4(b)所示的夏季制冷工况下,发电以及烟气余热利用过程与供热工况相同,只是一次热网的回水温度偏高(大约在30〜50°C左右),回收烟气冷凝余热量较少,一次热网高温供水被输送到末端后其工作流程与实施例1相同。
[0052] 实施例5:
[0053] 图5(a)和图5(b)分别为烟气余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵回收凝汽余热、力口热侧串联方式时的供热和制冷的基本流程示意图。
[0054] 该种能源供应方式主要由燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、发电机4、凝汽器5、冷却塔6、蒸汽型吸收式热泵7、汽-水换热器8、高温烟气换热器9、烟气冷凝换热器10、补燃型热水吸收式热泵11、水-水换热器12、燃气锅炉13、溶液除湿空调18、生活热水预热换热器19、一号地埋管换热器15或地下水抽、回灌井16或污水换热器14以及连接管路和附件组成。
[0055] 图5(a)所示的冬季供热工况下,一次热网水首先进入烟气冷凝换热器10加热,再进入蒸汽型吸收式热泵7和高温烟气换热器9依次加热,最后进入汽-水换热器8中被加热到一次热网供水温度送出。蒸汽轮机3的抽汽一路作为驱动热源进入蒸汽型吸收式热泵7回收循环水余热,另一路进入汽-水换热器8加热一次热网回水,蒸汽凝结水再返回余热锅炉2加热。循环冷却水进入凝汽器5中,加热后送出,作为低位热源进入蒸汽型吸收式热泵7放热降温后再返回凝汽器5。一次热网高温供水被输送到末端,其工作流程与实施例1相同。
[0056] 图5(b)所示的夏季制冷工况下,发电以及烟气余热利用过程与供热工况相同,只是一次热网的回水温度偏高(大约在30〜50°C左右),回收烟气冷凝余热量较少,一次热网高温供水被输送到末端后其工作流程与实施例1相同。
[0057] 实施例6:
[0058] 图6(a)和图6(b)分别为凝汽余热直接回收、蒸汽型吸收式热泵回收低温烟气余热、加热侧串联方式时的供热和制冷的基本流程示意图。
[0059] 该种能源供应方式主要由燃气轮机1、余热锅炉2、蒸汽轮机3、发电机4、凝汽器5、蒸汽型吸收式热泵7、汽-水换热器8、高温烟气换热器9、烟气冷凝换热器10、补燃型热水吸收式热泵11、水-水换热器12、燃气锅炉13、溶液除湿空调18、生活热水预热换热器19、一号地埋管换热器15或地下水抽、回灌井16或污水换热器14以及连接管路和附件组成。
[0060] 图6 (a)所示的冬季供热工况下,一次热网水首先进入凝汽器5加热后送出,然后进入蒸汽型吸收式热泵7,再进入高温烟气换热器9,最后进入汽-水换热器8被加热到一次热网供水温度送出。余热锅炉2的排烟分别进入高温烟气换热器9和烟气冷凝换热器10后经烟®排入大气。蒸汽型吸收式热泵7的蒸发器侧的低温循环水进入烟气冷凝换热器10吸热从而回收烟气冷凝热量。一次热网高温供水被输送到末端,其工作流程与实施例1相同。
[0061] 图6(b)所示的夏季制冷工况下,发电以及烟气余热利用过程与供热工况相同,只是一次热网的回水温度偏高(大约在30〜50°C左右),回收烟气冷凝余热量较少,一次热网高温供水被输送到末端后其工作流程与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,该系统由燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、凝汽器、烟气冷凝换热器、高温烟气换热器、蒸汽型吸收式热泵、汽-水换热器、热水吸收式热泵、水-水换热器、地埋管换热器以及连接管路组成,其特征在于,该系统在热源侧利用一次热网回水进入烟气冷凝换热器直接回收烟气冷凝余热,吸热后的热网回水分为两部分:一部分依次利用抽汽驱动的蒸汽型吸收式热泵加热和汽-水换热器加热,一部分采用高温烟气换热器直接加热,加热到热网供水温度后汇合送出电厂;在用户侧,冬季利用热水吸收式热泵和水-水换热器组合的方式加热二次热网供热热水,供热用户使用,降低一次热网供水温度,同时通过热水吸收式热泵提取浅层地热资源或污水的热量加热二次热网热水。
2.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,其特征在于,所述一次热网回水直接进入凝汽器凝汽排热,再进入抽汽驱动的蒸汽型吸收式热泵加热,蒸汽型吸收式热泵的蒸发器侧的循环水进入烟气冷凝换热器吸热从而回收烟气冷凝热量;然后一次热网回水分两路,一路进入高温烟气换热器回收烟气热量,一路进入汽-水换热器加热,加热到热网供水温度后送出电厂。
3.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,其特征在于,所述系统的热源侧还采用蒸汽型吸收式热泵和高温烟气换热器串联加热一次热网回水,再由汽-水换热器加热到热网供水温度送出。
4.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,其特征在于,所述蒸汽型吸收式热泵采用多级热泵串联的方式组成,蒸汽型吸收式热泵的低位热源为凝汽器出口的循环水或者为由烟气冷凝换热器换热得到的循环水。
5.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,其特征在于,在用户侧,所述热水吸收式热泵为补燃型热水吸收式热泵,当热源侧提供的高温热水驱动能力不足时,利用燃气补燃补充;尖峰热负荷时,在二次热网侧增设燃气锅炉,用来加热二次热网供水,以满足一部分调峰热负荷。
6.根据权利要求1所述的一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,其特征在于,所述用户侧在夏季采用一次热网提供的热水作为热水吸收式热泵的驱动热源,利用土壤地埋管或地下水、污水进行冷却,制取冷水用于去除建筑显热负荷,供冷用户使用;在热水吸收式热泵后串联溶液除湿空调,从热水吸收式热泵的发生器出来的热水继续作为溶液除湿空调的驱动热源用于新风除湿,承担去除建筑潜热负荷和部分显热负荷。
7.根据权利要求6所述的一种燃气蒸汽联合循环热电联产能源供应系统,其特征在于,所述溶液除湿空调与生活热水预热换热器串联,经过溶液除湿空调出来的热水与生活热水预热换热器相结合,再次回收利用一部分热量;设置与生活热水预热换热器进行换热的地埋管换热器,从生活热水预热换热器出来的一次热网回水和地埋管换热器进行换热,进一步降低热网回水温度,这部分进入地下的热量可以下个冬季再提取出来供热。
CN 201010141597 2010-04-07 2010-04-07 一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统 CN101858231B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010141597 CN101858231B (zh) 2010-04-07 2010-04-07 一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010141597 CN101858231B (zh) 2010-04-07 2010-04-07 一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101858231A CN101858231A (zh) 2010-10-13
CN101858231B true CN101858231B (zh) 2013-05-22

Family

ID=42944363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010141597 CN101858231B (zh) 2010-04-07 2010-04-07 一种以燃气蒸汽联合循环热电联产为主的能源供应系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101858231B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106610044A (zh) * 2016-12-29 2017-05-03 大连葆光节能空调设备厂 一种扩大热电联产集中供热规模的系统

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102678206B (zh) * 2011-03-07 2015-01-14 中国电力工程顾问集团华东电力设计院 一种发电厂联合回热热力系统
CN102191957B (zh) * 2011-05-03 2014-05-21 金能科技股份有限公司 联合循环热电联产设备及工艺
CN102367772A (zh) * 2011-08-22 2012-03-07 安徽汇展热交换系统有限公司 一种燃气发动机热能再利用系统
CN102435015B (zh) * 2011-09-29 2013-11-27 浙江工商大学 发电厂凝结热回收装置
CN102606237B (zh) * 2012-03-06 2014-07-30 广东电网公司电力科学研究院 基于燃气轮机的开式正逆循环耦合电热冷三联供系统
CN102607090B (zh) * 2012-03-21 2017-04-05 浙江盾安人工环境股份有限公司 一种利用工业余热的大温差集中供热系统
CN102721094A (zh) * 2012-06-14 2012-10-10 华电电力科学研究院 回收电厂开式循环水余热的供热系统
SG2013095864A (en) * 2013-12-26 2015-07-30 Cyclect Electrical Engineering Pte Ltd Cogeneration plant
CN103868132B (zh) * 2014-04-01 2016-09-21 清华大学 一种用于城市集中供热的铜厂低品位余热回收系统
CN103967544A (zh) * 2014-05-19 2014-08-06 山东泓奥电力科技有限公司 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热利用系统
CN104456520A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 代元军 一种机械压缩式热泵循环的烟气余热回收系统
CN104359103A (zh) * 2014-12-02 2015-02-18 代元军 一种吸收式热泵循环的烟气余热回收系统
CN105737440A (zh) * 2014-12-08 2016-07-06 上海华恩利热能机器股份有限公司 一种全热回收型燃气-空气能复合热泵冷热联供机组
CN104534539A (zh) * 2015-01-08 2015-04-22 清华大学 一种燃气蒸汽联合循环集中供热装置及供热方法
CN105222203A (zh) * 2015-11-04 2016-01-06 清华大学 一种新型燃气热电联产集中供热装置
CN105605647A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 清华大学 一种协同净化、全热回收型热电联产系统
CN105841396B (zh) * 2016-04-01 2018-01-02 华中科技大学 一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统
CN110030607A (zh) * 2018-04-18 2019-07-19 沈阳铝镁设计研究院有限公司 一种烟气余热综合利用系统
CN110500183A (zh) * 2019-09-03 2019-11-26 潍坊市长松柴油机有限责任公司 一种冷热电联燃气机组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039085A (zh) * 1988-06-27 1990-01-24 孟宁生 火电厂冷却系统
CN1310286A (zh) * 2000-02-22 2001-08-29 何坚忍 联合机组供热系统
CN101275763A (zh) * 2008-05-05 2008-10-01 西安交通大学 一种热电联产供能方法及系统
CN101298854A (zh) * 2003-09-18 2008-11-05 松下电器产业株式会社 热电联产装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1039085A (zh) * 1988-06-27 1990-01-24 孟宁生 火电厂冷却系统
CN1310286A (zh) * 2000-02-22 2001-08-29 何坚忍 联合机组供热系统
CN101298854A (zh) * 2003-09-18 2008-11-05 松下电器产业株式会社 热电联产装置
CN101275763A (zh) * 2008-05-05 2008-10-01 西安交通大学 一种热电联产供能方法及系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106610044A (zh) * 2016-12-29 2017-05-03 大连葆光节能空调设备厂 一种扩大热电联产集中供热规模的系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101858231A (zh) 2010-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206739398U (zh) 一种基于吸收式换热的热电联产集中供热系统
Wang et al. Application of a low pressure economizer for waste heat recovery from the exhaust flue gas in a 600 MW power plant
Ozturk et al. Thermodynamic analysis of a solar-based multi-generation system with hydrogen production
CN204301176U (zh) 降低供热回水温度及回收城市废热的节能供热系统
CN101619662B (zh) 一种热电厂余热回收及热水梯级加热供热方法
Li et al. A new type of district heating method with co-generation based on absorption heat exchange (co-ah cycle)
KR100975276B1 (ko) 흡수식 히트펌프를 이용한 지역난방수 공급 시스템
CN104963776B (zh) 一种太阳能热互补联合循环发电系统
CN101761392B (zh) 集成化的多功能高效微型燃气轮机冷热电联产系统
CN101949612B (zh) 一种利用城市热网驱动的供冷方式
CN103629857B (zh) 基于热泵的热电联产集中供热系统
CN100507375C (zh) 一种大温差集中供热系统
CN102878603B (zh) 燃气-蒸汽循环联合双级耦合热泵供暖装置
CN103062754B (zh) 电站机炉一体化冷端综合优化系统
CN101769594B (zh) 一种燃气锅炉烟气全热回收的装置
CN104533551B (zh) 回收余热的igcc热电联产集中供热系统及方法
CN102359739B (zh) 零能源损耗率热电厂的燃蒸循环热电冷三联供系统与方法
US10823015B2 (en) Gas-steam combined cycle centralized heat supply device and heat supply method
Zhang et al. Comparison of combined cooling, heating and power (CCHP) systems with different cooling modes based on energetic, environmental and economic criteria
CN101839518B (zh) 电厂循环水热泵耦合热电联产的集中供暖系统及方法
CN105841390B (zh) 一种用于集中供热系统的燃气驱动空气源热泵供热机组
US20070157922A1 (en) Integrated electrical and thermal energy solar cell system
CN202177093U (zh) 多级高效置换式的烟气余热利用系统
CN101392992B (zh) 硅冶炼电炉余热发电工艺流程及设备配置
CN101696643B (zh) 热电联产低温热能回收装置及其回收方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Effective date: 20110825

Owner name: BEIJING HUAQING TAIMENG TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110825

Address after: 100084 Beijing 100084-82 mailbox

Applicant after: Tsinghua University

Co-applicant after: Beijing Huaqing Taimeng Technology Development Co., Ltd.

Address before: 100084 Beijing 100084-82 mailbox

Applicant before: Tsinghua University

Co-applicant before: Beijing Huanneng Ruitong Technology Development Co., Ltd.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: BEIJING TSINGHUA TONGHENG PLANNING + DESIGN INSTIT

Free format text: FORMER OWNER: BEIJING HUAQING TAIMENG TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD.

Effective date: 20150527

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150527

Address after: 100084 Beijing 100084-82 mailbox

Patentee after: Tsinghua University

Patentee after: BEIJING THUPDI PLANNING DESIGN INSTITUTE CO., LTD.

Address before: 100084 Beijing 100084-82 mailbox

Patentee before: Tsinghua University

Patentee before: Beijing Huaqing Taimeng Technology Development Co., Ltd.