CN117685092A - 一种燃气分布式能源站及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃气分布式能源站及工作方法,包括并网柜、燃气发电机组、溴化锂机组、换热器;并网柜串接在电网系统和燃气发电机组之间,并网柜的电能输入端与燃气发电机组的电能输出端相连;燃气发电机组的第一冷却油输出端与换热器的第二冷却油输入端相连,换热器的第二冷却油输出端与燃气发电机组的第一冷却油输入端相连;燃气发电机组的第一缸套水输出端与溴化锂机组的第二缸套水输入端相连,溴化锂机组的第二缸套水输出端与燃气发电机组的第一缸套水输入端相连;溴化锂机组的第一冷冻水输出端与换热器的第二冷冻水输入端相连,换热器的第二冷冻水输出端与溴化锂机组的第一冷冻水输入端相连。实现了能源的循环利用,避免了能源的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及能源利用技术领域,特别是涉及一种燃气分布式能源站及工作方法。
背景技术
目前,燃气分布式能源站主要由燃气发电设备、余热利用设备和相关辅助设备等构成,能够实现冷热电三联供,相比于传统的单一供应,大幅度提高了能量的利用率,有效降低能量的损耗,但是,现有的燃气分布式能源站其能源都是呈梯度利用,无法实现能源的循环利用。
同时,作为源头的燃气发电机组因为需要不断补入天然气能源,而机组运行产热后的冷却过程中也存在着能量消耗,此消耗通过燃料是无法实现的,因此,在单向梯度利用的情况下,供冷剂也无法实现循环利用,进而提高了能量的损耗,导致能源在梯度流动的过程中,仍然存在较高的损失。
为了解决上述技术问题,现需对现有技术中的燃气分布式能源站及工作方法进行改进。
发明内容
本发明的目的是:提供一种燃气分布式能源站及工作方法,用以解决现有技术中的燃气分布式能源站所采用的梯度利用能源,而造成的能源无法循环利用的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种燃气分布式能源站,包括:并网柜、燃气发电机组、溴化锂机组以及换热器;
所述并网柜串接在电网系统和所述燃气发电机组之间,所述并网柜的电能输入端与所述燃气发电机组的电能输出端相连;
所述燃气发电机组的第一冷却油输出端与所述换热器的第二冷却油输入端相连,所述换热器的第二冷却油输出端与所述燃气发电机组的第一冷却油输入端相连;
所述燃气发电机组的第一缸套水输出端与所述溴化锂机组的第二缸套水输入端相连,所述溴化锂机组的第二缸套水输出端与所述燃气发电机组的第一缸套水输入端相连;
所述溴化锂机组的第一冷冻水输出端与所述换热器的第二冷冻水输入端相连,所述换热器的第二冷冻水输出端与所述溴化锂机组的第一冷冻水输入端相连。
作为上述技术方案的改进,所述燃气分布式能源站还包括气固分离器,所述气固分离器的第一烟气输入端与所述燃气发电机组的第一烟气输出端相连。
作为上述技术方案的改进,所述燃气分布式能源站还包括余热锅炉,所述气固分离器的第二烟气输出端与所述溴化锂机组的第二烟气输入端相连,所述气固分离器的第三烟气输出端与所述余热锅炉的第三烟气输入端相连。
作为上述技术方案的改进,所述燃气分布式能源站还包括碳吸收器,所述碳吸收器的第四烟气输入端与所述余热锅炉的第四烟气输出端相连。
另一方面,本发明还提供一种燃气分布式能源站的工作方法:
所述燃气发电机组包括发电机、冷却系统、燃气供应系统和内燃机;
所述燃气供应系统对所述内燃机提供天然气,所述发电机将内能转化成电能,所述并网柜将电能输送至电网系统进行供电;
所述冷却系统对所述燃气发电机组进行冷却,所述燃气发电机组内的冷却油受热后温度上升,经所述第一冷却油输出端输送至所述换热器内;
所述溴化锂机组提供的冷冻水经所述第一冷冻水输出端传输至所述换热器内,所述换热器将所述溴化锂机组提供的冷冻水与所述燃气发电机组的冷却油进行换热,换热后的冷却油温度降低,并经所述第二冷却油输出端回流至所述燃气发电机组内,以循环利用;
与所述燃气发电机组的冷却油换热后的冷冻水温度升高,并经所述第二冷冻水输出端回流至所述溴化锂机组内冷却,以循环利用;
所述燃气发电机组内的缸套水受热后温度上升,经所述第一缸套水输出端输送至所述溴化锂机组内冷却,冷却后的缸套水经所述第二缸套水输出端回流至所述燃气发电机组内,以循环利用。
作为上述技术方案的改进,所述燃气发电机组还包括排气系统,所述排气系统将燃烧天然气后所产生的高温烟气排放至气固分离器中,所述气固分离器分离出来的固体颗粒从所述气固分离器的排出口排出;
所述气固分离器分离出来的部分高温烟气经所述第二烟气输出端传输至溴化锂机组内,所述气固分离器分离出来的高温烟气的另外一部分高温烟气经第三烟气输出端传输至所述余热锅炉内,所述余热锅炉将高温烟气回收利用。
作为上述技术方案的改进,所述余热锅炉回收利用高温烟气的热量,所述余热锅炉内生成的高温蒸汽用于外部供热,所述余热锅炉的余热烟气经所述第四烟气输出端传输至碳吸收塔内,所述碳吸收塔将余热烟气中的二氧化碳去除,被去除二氧化碳后的气体进入到后续尾气处理流程,处理达标后排放出去。
本发明与现有技术相比,其有益效果在于:
本发明通过并网柜串接在电网系统和燃气发电机组之间,以实现将燃气发电机组产生的电能输送至电网系统进行供电作业。
通过燃气发电机组的第一冷却油输出端与换热器的第二冷却油输入端相连,换热器的第二冷却油输出端与燃气发电机组的第一冷却油输入端相连,并通过溴化锂机组的第一冷冻水输出端与换热器的第二冷冻水输入端相连,换热器的第二冷冻水输出端与溴化锂机组的第一冷冻水输入端相连,在燃气发电机组运行后,其内冷却油的温度升高,升温后的冷却油经第一冷却油输出端被输送至换热器内,与此同时,溴化锂机组经第一冷冻水输出端给换热器提供制冷剂,输送至换热器内的制冷剂与来自燃气发电机组的高温冷却油进行换热作业,使得冷却油的温度降低,随后,降温后的冷却油经第二冷却油输出端回流至燃气发电机组内,并再次作为冷却系统中的冷却油对燃气发电机组进行冷却,从而实现了冷却油的循环利用;另外,被输送至换热器内的制冷剂与来自燃气发电机组的冷却油进行换热作业的同时,被输送至换热器内的制冷剂温度升高,温度升高后的制冷剂经第二冷冻水输出端回流至溴化锂机组内进行冷却降温,并再次作为制冷剂进行循环利用。
通过燃气发电机组的第一缸套水输出端与溴化锂机组的第二缸套水输入端相连,且溴化锂机组的第二缸套水输出端与燃气发电机组的第一缸套水输入端相连,在燃气发电机组运行后,其内缸套水的温度升高,升温后的缸套水经第一缸套水输出端被输送至溴化锂机组内,并在溴化锂机组内冷却降温,之后再由溴化锂机组的第二缸套水输出端回流至燃气发电机组内,从而实现了缸套水的循环利用。
附图说明
图1是本发明实施例一种燃气分布式能源站的流程示意图;
图中,1、并网柜;11、电能输入端;2、燃气发电机组;21、第一冷却油输出端;22、第一冷却油输入端;23、第一缸套水输出端;24、第一缸套水输入端;25、电能输出端;26、第一烟气输出端;3、溴化锂机组;31、第二缸套水输入端;32、第二缸套水输出端;33、第一冷冻水输出端;34、第一冷冻水输入端;35、第二烟气输入端;4、换热器;41、第二冷却油输入端;42、第二冷却油输出端;43、第二冷冻水输入端;44、第二冷冻水输出端;5、气固分离器;51、第一烟气输入端;52、第二烟气输出端;53、第三烟气输出端;6、余热锅炉;61、第三烟气输入端;62、第四烟气输出端;7、碳吸收塔;71、第四烟气输入端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语″相连″、″连接″、″固定″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;可以是机械连接,也可以是电连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,术语″上″、″下″、″左″″右″等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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发明的限制。此外,术语″第一″、″第二″仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
如图1所示,本发明实施例优选实施例的一种燃气分布式能源站,包括:并网柜1、燃气发电机组2、溴化锂机组3、换热器4、气固分离器5、余热锅炉6、碳吸收塔7;
进一步地,燃气发电机组2包括发电机、冷却系统、排气系统、控制系统、燃气供应系统和内燃机,在控制系统的控制下,其燃气供应系统对内燃机提供天然气,其发电机将内能转化成电能,并网柜1串接在电网系统和燃气发电机组2之间,通过并网柜1的电能输入端11与燃气发电机组2的电能输出端25相连,将电能输送至电网系统进行供电。
进一步地,通过冷却系统对所述燃气发电机组2进行冷却,燃气发电机组2内的冷却油受热后温度上升,经第一冷却油输出端21被输送至换热器4内。
进一步地,溴化锂机组3包括低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器和循环泵,利用回收燃气内燃机或燃机轮机排出的烟气和缸套水的余热进行制冷的装置,余热制冷循环包括溴化锂溶液循环回路和冷剂蒸汽循环回路;
溴化锂溶液循环回路的工作过程:循环泵将溴化锂溶液抽出,溴化锂溶液在吸收器内吸收冷剂蒸汽后变为稀溶液,完成循环,以实现能量的梯级利用;
冷剂蒸汽循环回路的工作过程:燃气发电机组2的高温缸套水或余热锅炉5的高温烟气通入低压发生器内冷却,其后进入冷凝器中进一步冷却,冷凝器中的制冷剂进入蒸发器换热产生冷冻水,其后返回吸收器内完成循环,以实现能量的梯级利用。
由此,在溴化锂机组3运行的过程中,其提供的冷冻水经第一冷冻水输出端33输送至换热器4内,换热器4运行后,将溴化锂机组3提供的冷冻水与来自所述燃气发电机组2的高温冷却油进行换热作业,进行换热后的高温冷却油温度降低,并经第二冷却油输出端42回流至燃气发电机组2内并被循环利用,另外,进行换热后的冷冻水温度升高,并经第二冷冻水输出端44回流至溴化锂机组3内进行降温冷却并被循环利用,从而实现了冷却油和冷冻水的循环利用,进而避免了能源的浪费。
进一步地,燃气发电机组2运行的过程中,其内的缸套水受热后温度上升,经第一缸套水输出端23被输送至溴化锂机组3内进行冷却,冷却后的缸套水经第二缸套水输出端32回流至燃气发电机组2内进行循环利用,从而实现了缸套水的循环利用,进而避免了能源的浪费。
进一步地,燃气发电机组2内的排气系统将燃烧天然气后所产生的高温烟气排放至气固分离器5中,随后,气固分离器5将高温烟气中的气体和固体分离,分离出来的固体颗粒从气固分离器5的排出口排出,分离出来的部分高温烟气经第二烟气输出端52输送至溴化锂机组3内,另一部分高温烟气经第三烟气输出端53输送至所述余热锅炉6内,余热锅炉6回收利用这部分高温烟气中的热量,对余热锅炉6内的汽包中的水进行加热,余热锅炉6中汽包中的水受热后产生高温蒸汽,高温蒸汽从余热锅炉6中排出,被输送至工厂、医院等进行外部供热,余热锅炉6中的余热烟气经第四烟气输出端62传输至碳吸收塔7内,碳吸收塔7将余热烟气中的二氧化碳去除,被去除二氧化碳后的气体进入到后续尾气处理流程,处理达标后排放出去,从而避免了高温烟气未经除去其中的二氧化碳直接排放所造成的环境污染。
本发明的工作过程为:
燃气发电机组2运行后在燃气发电机组2中控制系统的控制作用下,实现燃气发电机组2的正常工作。工作时,燃气发电机组2内的燃气供应系统对内燃机提供天然气,同时,发电机将内能转化成电能,并通过电能输出端25把电能输送至并网柜1,然后,并网柜1将电能输送至与其相连的电网系统进行后续的供电作业。
与此同时燃气发电机组2内的冷却系统对燃气发电机组2进行冷却,使得冷却系统中的冷却油温度升高,升温后的冷却油经第一冷却油输出端21被输送至换热器4内在换热器4内与由溴化锂机组3输送至换热器4内的冷冻水进行换热作业,经过换热作业的高温冷却油温度降低,并经第二冷却油输出端42回流至燃气发电机组2内,再次对燃气发电机组2进行冷却作业,实现冷却油的循环利用;然而,经过换热作业的冷冻水温度升高后,经第二冷冻水输出端44回流至溴化锂机组3内进行冷却降温,降温后的冷冻水再次作为溴化锂机组3内的制冷剂进行循环制冷作业。
另外,在燃气发电机组2运行的过程中,燃气发电机组2内的缸套水的温度也随之升高,升温后的缸套水通过第一缸套水输出端23被输送至溴化锂机组3内,并在溴化锂机组3内进行冷却降温,冷却降温后的缸套水经第二缸套水输出端32回流至燃气发电机组2内,实现缸套水的循环利用。
与此同时,燃气发电机组2内的排气系统对燃气发电机组2产生的高温烟气进行排放,并通过第一烟气输出端26将烟气输送至气固分离器5内,气固分离器5将高温烟气中的气体和固体进行分离,分离后的固体从气固分离器5的排出口排出,分离后的部分高温烟气经第二烟气输出端52传输至溴化锂机组3内,在溴化锂机组3内进行冷却降温转化成制冷剂进行制冷作业,另一部分高温烟气经第三烟气输出端53传输至余热锅炉6内,余热锅炉6回收利用这部分高温烟气中的热量,对余热锅炉6内的汽包中的水进行加热,余热锅炉6内汽包中的水受热后产生高温蒸汽,高温蒸汽从余热锅炉6中排出,被输送至工厂、医院等进行外部供热,与此同时,余热锅炉6的余热烟气经第四烟气输出端62传输至碳吸收塔7内,碳吸收塔7将余热烟气中的二氧化碳去除,被去除二氧化碳后的气体进入到后续尾气处理流程,处理达标后排放出去。
综上,本发明实施例提供一种燃气分布式能源站及工作方法,其以并网柜1串接在电网系统和燃气发电机组2之间,来实现将燃气发电机组2产生的电能输送至电网系统进行供电;
通过燃气发电机组2的第一冷却油输出端21与换热器4的第二冷却油输入端41相连,且换热器4的第二冷却油输出端42与燃气发电机组2的第一冷却油输入端22相连,以实现冷却油的循环利用,进而避免了能源的浪费;
通过燃气发电机组2的第一缸套水输出端23与溴化锂机组3的第二缸套水输入端31相连,且溴化锂机组3的第二缸套水输出端32与燃气发电机组2的第一缸套水输入端24相连,以实现缸套水的循环利用,进而避免了能源的浪费;
同时,通过溴化锂机组3的第一冷冻水输出端33与换热器4的第二冷冻水输入端43相连,且换热器4的第二冷冻水输出端44与溴化锂机组3的第一冷冻水输入端34相连,以实现冷冻水的循环利用,进而避免了能源的浪费。
除此之外,通过气固分离器5的第一烟气输入端51与燃气发电机组2的第一烟气输出端26相连,以实现对高温烟气中气、固体的分离,避免了固体颗粒堆积或堵塞设备管道。
随后,通过第二烟气输出端52将分离后的部分高温烟气传输至溴化锂机组3内,使得这部分高温烟气在溴化锂机组3内进行冷却降温,并转化成制冷剂进行制冷作业。
另外,通过气固分离器5的第三烟气输出端53与余热锅炉6的第三烟气输入端61相连,将另一部分高温烟气传输至余热锅炉6内,余热锅炉6回收利用这部分高温烟气中的热量,对余热锅炉6内的汽包中的水进行加热,余热锅炉6内汽包中的水受热后产生高温蒸汽,高温蒸汽从余热锅炉6中排出,被输送至工厂、医院等进行外部供热,与此同时,余热锅炉6的余热烟气经第四烟气输出端62传输至碳吸收塔7内,碳吸收塔7将余热烟气中的二氧化碳去除,被去除二氧化碳后的气体进入到后续尾气处理流程,处理达标后排放出去,从而避免了未经处理的高温烟气直接排放所造成的环境污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种燃气分布式能源站,其特征在于,包括:并网柜(1)、燃气发电机组(2)、溴化锂机组(3)以及换热器(4);
所述并网柜(1)串接在电网系统和所述燃气发电机组(2)之间,所述并网柜(1)的电能输入端(11)与所述燃气发电机组(2)的电能输出端(25)相连;
所述燃气发电机组(2)的第一冷却油输出端(21)与所述换热器(4)的第二冷却油输入端(41)相连,所述换热器(4)的第二冷却油输出端(42)与所述燃气发电机组(2)的第一冷却油输入端(22)相连;
所述燃气发电机组(2)的第一缸套水输出端(23)与所述溴化锂机组(3)的第二缸套水输入端(31)相连,所述溴化锂机组(3)的第二缸套水输出端(32)与所述燃气发电机组(2)的第一缸套水输入端(24)相连;
所述溴化锂机组(3)的第一冷冻水输出端(33)与所述换热器(4)的第二冷冻水输入端(43)相连,所述换热器(4)的第二冷冻水输出端(44)与所述溴化锂机组(3)的第一冷冻水输入端(34)相连。
2.根据权利要求1所述燃气分布式能源站,其特征在于,还包括气固分离器(5),所述气固分离器(5)的第一烟气输入端(51)与所述燃气发电机组(2)的第一烟气输出端(26)相连。
3.根据权利要求2所述燃气分布式能源站,其特征在于,还包括余热锅炉(6),所述气固分离器(5)的第二烟气输出端(52)与所述溴化锂机组(3)的第二烟气输入端(35)相连,所述气固分离器(5)的第三烟气输出端(53)与所述余热锅炉(6)的第三烟气输入端(61)相连。
4.根据权利要求3所述的燃气分布式能源站,其特征在于,还包括碳吸收器(7),所述碳吸收器(7)的第四烟气输入端(71)与所述余热锅炉(6)的第四烟气输出端(62)相连。
5.一种燃气分布式能源站的工作方法,其特征在于,所述燃气发电机组(2)包括发电机、冷却系统、燃气供应系统和内燃机;
S1,所述燃气供应系统对所述内燃机提供天然气,所述发电机将内能转化成电能,所述并网柜(1)将电能输送至电网系统进行供电;
S2,所述冷却系统对所述燃气发电机组(2)进行冷却,所述燃气发电机组(2)内的冷却油受热后温度上升,经所述第一冷却油输出端(21)输送至所述换热器(4)内;
所述溴化锂机组(3)提供的冷冻水经所述第一冷冻水输出端(33)传输至所述换热器(4)内,所述换热器(4)将所述溴化锂机组(3)提供的冷冻水与所述燃气发电机组(2)的高温冷却油进行换热,换热后的冷却油温度降低,并经所述第二冷却油输出端(42)回流至所述燃气发电机组(2)内,以循环利用;
与所述燃气发电机组(2)的冷却油换热后的冷冻水温度升高,并经所述第二冷冻水输出端(44)回流至所述溴化锂机组(3)内冷却,以循环利用;
S3,所述燃气发电机组(2)内的缸套水受热后温度上升,经所述第一缸套水输出端(23)输送至所述溴化锂机组(3)内冷却,冷却后的缸套水经所述第二缸套水输出端(32)回流至所述燃气发电机组(2)内,以循环利用。
6.根据权利要求5所述的燃气分布式能源站的工作方法,其特征在于,所述燃气发电机组(2)还包括排气系统,所述排气系统将燃烧天然气后所产生的高温烟气排放至气固分离器(5)中,所述气固分离器(5)分离出来的固体颗粒从所述气固分离器(5)的排出口排出;
所述气固分离器(5)分离出来的部分高温烟气经所述第二烟气输出端(52)传输至溴化锂机组(3)内,所述气固分离器(5)分离出来的另外一部分高温烟气经第三烟气输出端(53)传输至余热锅炉(6)内,所述余热锅炉(6)将高温烟气回收利用。
7.根据权利要求6所述的燃气分布式能源站的工作方法,其特征在于,所述余热锅炉(6)回收利用高温烟气的热量,所述余热锅炉(6)内生成的高温蒸汽用于外部供热,所述余热锅炉(6)中的余热烟气经所述第四烟气输出端(62)传输至碳吸收塔(7)内,所述碳吸收塔(7)将余热烟气中的二氧化碳去除,被去除二氧化碳后的气体进入到后续尾气处理流程,处理达标后排放出去。
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2023
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