CN203671989U - 冷热电联供机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种冷热电联供机组,属于分布式能源技术领域,其结构包括燃气内燃发电机和吸收式制冷机,吸收式制冷机包括上筒和下筒,上筒内设置有高压发生器、低压发生器和冷凝器,下筒内设置有蒸发器、吸收器。燃气内燃发电机的高温烟气直接进入溴化锂吸收式制冷机的高压发生器进行换热,换热后再通过烟气—热水换热器给缸套水升温,然后向大气排出130℃以下的低温烟气。缸套水经烟气—热水换热器升温后到与高发并排的低压发生器进行换热,然后再回燃气内燃发电机形成一个循环回路,这样充分回收发电过程中产生的低品位余热热能。冷热电联供机组的能源转换效率提高到80%以上,实现能量梯级利用。

Description

冷热电联供机组
技术领域
本实用新型涉及分布式能源技术领域,具体地说是一种冷热电联供机组。
背景技术
一般的,天然气分布式能源节能减排效果明显,可以优化天然气利用,并能发挥对电网和天然气管网的双重削峰填谷作用,增加能源供应安全性。目前,我国天然气供应日趋增加,智能电网建设步伐加快,专业化能源服务公司方兴未艾,天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。
冷热电联供技术利用天然气等高品位能源进行发电,发电只能利用天然气35%左右的燃烧热量,剩下的热量如果不利用,不仅是严重的能源浪费,还造成热污染。建筑在需要电力的同时还需要供应冷量、热量、热水等,利用先进的余热利用设备如溴化锂吸收式制冷机可以把余热转换为冷量为建筑或工业工艺制冷,利用余热回收设备可以实现采暖或工业烘干等功能,这样充分利用发电机产生的余热。
冷热电联供机组让天然气产生高品质电能的同时,还充分回收发电过程中产生的低品位余热,这样能源转换效率提高到80%以上,实现能量梯级利用,是一种非常好的节能技术。
目前国内的冷热电联供技术只是把发电机、余热回收设备、制冷机以及相关配件组合起来,由于各部件在运行过程中都有着各自独特的工作特征,各个机组联合组成的系统运行时存在各个部件不相匹配,设备参数亟待优化,系统运行不稳定,能效没有充分挖掘等问题。
发明内容
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足,提供一种冷热电联供机组。
本实用新型的技术方案是按以下方式实现的,该冷热电联供机组,其结构包括燃气内燃发电机和吸收式制冷机,
吸收式制冷机包括上筒和下筒,
上筒内设置有高压发生器、低压发生器和冷凝器,
下筒内设置有蒸发器、吸收器,
燃气内燃发电机的烟气管道绕经高压发生器内腔后,并与外界的烟气-热水换热器的气体流程连接,烟气经由烟气-热水换热器的气体流程直接排向外界;
高压发生器上方的气室通过气管绕经吸收式制冷机外部,穿入并绕经低压发生器内腔,气管末端探入到冷凝器内;
燃气内燃发电机的缸套水水路流经烟气-热水换热器的液体流程,并绕经低压发生器内腔后,流经生活用水换热器的壳程后,回流至燃气内燃发电机构成循环回路;
吸收式制冷机的下筒底部连接外界的溶液泵,溶液泵的溶液管路上走经过低温热交换器的管程后分两支路:一路上走支路溶液切换阀一经过高温热交换器的管程后伸入至高压发生器内腔上部,另一路上走支路溶液切换阀二伸入至低压发生器内腔上部;
低温热交换器的壳程所连接的上管路与低压发生器内腔底部连通,低温热交换器的壳程所连接的下管路伸入到吸收器内腔上部;
高温热交换器的壳程所连接的上管路与高压发生器内腔底部连通,高温热交换器的壳程所连接的下管路伸入到低压发生器内腔;
蒸发器底部通过冷凝管路连接外界的冷剂泵,冷剂泵通过冷凝管路绕经外界并分两支路:一路经过冷剂切换阀回流至吸收式制冷机的下筒底部,另一路伸入至蒸发器内腔上部;
一蛇管由吸收式制冷机外界伸入至冷凝器内蛇形缠绕后穿出冷凝器,并伸入至吸收器内蛇形缠绕后穿出吸收器至吸收式制冷机外界。
吸收式制冷机采用溴化锂吸收式制冷机。
燃气内燃发电机上还设置有辅助循环换热器,辅助循环换热器与生活用水换热器两者的壳程相隔离,两者的管程相连接。
高温热交换器的壳程所连接的上管路分支于吸收式制冷机外界并联支路溶液切换阀三与吸收器连通。
低温热交换器的壳程所连接的上管路分支于吸收式制冷机外界并联支路溶液切换阀四与吸收器连通。
冷热电联供机组包括:燃气内燃发电机、溴化锂吸收式制冷机、阀门、管件、控制系统等。利用溴化锂吸收式制冷机、热交换器等部件充分回收燃气内燃发电机发电后的余热,包括高温烟气、缸套水、辅助循环水等。机组可以实现电力、冷气、暖气、生活热水联供,燃料的综合利用效率达80%以上。
燃气内燃发电机的高温烟气直接进溴化锂吸收式制冷机的高压发生器换热,再通过烟气—热水换热器给缸套水升温,最后向大气排出130℃以下的低温烟气。
缸套水经烟气—热水换热器升温后到与高发并排的低压发生器进行换热,然后再给生活用水加热,最后回发电机带走热量,形成一个循环回路;不制冷或采暖时,缸套水首先给生活用水加热,当生活用水的温度达到使用要求,用冷却水给缸套水降温,以保证发电机正常运行。
辅助循环水通过换热器加热生活用水,再回发电机带走热量,形成一个循环回路;如果生活用水温度达到使用要求,用冷却水给辅助循环水降温。
溴化锂吸收式制冷机包括高压发生器、低压发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器、高温热交换器、低温热交换器、以及相应的切换阀、溶液泵和管路。采用上、下筒的布置方式,上筒由一个高压发生器、两个低压发生器和一个冷凝器构成,其中双效运行的高压发生器和单效运行的低压发生器并排位于上筒的上部,冷凝器和双效运行的低压发生器并排位于上筒的底部;下筒由蒸发器和吸收器并排构成。缸套水驱动单效运行的低压发生器和下筒经溶液泵、低温热交换器、溶液阀连接成单效制冷循环。高温烟气驱动双效运行的高压发生器和下筒经溶液泵、低温热交换器、溶液阀、高温热交换器由连接配管连通,高压发生器再同双效运行的低压发生器通过配管连接成双效制冷循环。
夏季制冷时,高温烟气驱动冷水机组双效运行,同时缸套水驱动冷水机组单效运行。
冬季采暖时,烟气加热高压发生器中的溶液,加热后的溶液和产生的蒸汽一起经过切换阀回到吸收器;经过烟气加热后的缸套水加热低压发生器中的溶液,加热后的溶液经过切换阀回到吸收器。高温溶液和蒸汽在吸收器会产生大量的高温蒸汽,这些高温蒸汽到蒸发器内加热循环热水,蒸汽凝结成水通过切换阀回到溶液,溶液经过溶液泵分别到高压发生器和低压发生器再次带走热量。
烟气、缸套水降温、辅助循环水也可以先加热生活用水;当生活用水的温度达到使用要求时,烟气直接排放,用冷却水给缸套水降温、辅助循环水降温,以保证燃气内燃发电机正常运行。
本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是:
该冷热电联供机组具有结构紧凑,机组投资少、占地小、运行方便、系统能效高等优点。
该冷热电联供机组的目的是这样实现的:冷热电联供机组包括燃气内燃发电机、吸收式溴化锂制冷机及其他相关的阀门、管件等。燃气内燃发电机的高温烟气直接进入溴化锂吸收式制冷机的高压发生器进行换热,换热后再通过烟气—热水换热器给缸套水升温,然后向大气排出130℃以下的低温烟气。缸套水经烟气—热水换热器升温后到与高发并排的低压发生器进行换热,然后再回燃气内燃发电机形成一个循环回路,这样充分回收发电过程中产生的低品位余热热能。冷热电联供机组的能源转换效率提高到80%以上,实现能量梯级利用。
该冷热电联供机组设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护,具有很好的推广使用价值。
附图说明
附图1是本实用新型的使用状态一的结构示意图;
附图2是本实用新型的使用状态二的结构示意图。
附图中的标记分别表示:
1、高压发生器,2、缸套水低压发生器,3、冷凝器,4、低压发生器,5、蒸发器,6、吸收器,7、低温热交换器,8、高温热交换器,9、烟气-热水换热器,10、冷剂泵,11、溶液泵,12、支路溶液切换阀一,13、支路溶液切换阀二,14、燃气内燃发电机,
15、生活用水换热器,16、辅助循环换热器,
17、支路溶液切换阀三,18、支路溶液切换阀四,19、冷剂切换阀,
20、吸收式制冷机,
21、烟气管道,22、缸套水水路,
23、气管,24、蛇管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的冷热电联供机组作以下详细说明。
如附图所示,本实用新型的冷热电联供机组,其结构包括燃气内燃发电机14和吸收式制冷机20,
吸收式制冷机20包括上筒和下筒,
上筒内设置有高压发生器1、低压发生器4和冷凝器3,
下筒内设置有蒸发器5、吸收器6,
燃气内燃发电机14的烟气管道21绕经高压发生器1内腔后,并与外界的烟气-热水换热器9的气体流程连接,烟气经由烟气-热水换热器9的气体流程直接排向外界;
高压发生器1上方的气室通过气管23绕经吸收式制冷机20外部,穿入并绕经低压发生器4内腔,气管23末端探入到冷凝器3内;
燃气内燃发电机14的缸套水水路22流经烟气-热水换热器9的液体流程,并绕经低压发生器4内腔后,流经生活用水换热器15的壳程后,回流至燃气内燃发电机14构成循环回路;
吸收式制冷机20的下筒底部连接外界的溶液泵11,溶液泵11的溶液管路上走经过低温热交换器7的管程后分两支路:一路上走支路溶液切换阀一12经过高温热交换器8的管程后伸入至高压发生器1内腔上部,另一路上走支路溶液切换阀二13伸入至低压发生器4内腔上部;
低温热交换器7的壳程所连接的上管路与低压发生器4内腔底部连通,低温热交换器7的壳程所连接的下管路伸入到吸收器6内腔上部;
高温热交换器8的壳程所连接的上管路与高压发生器1内腔底部连通,高温热交换器8的壳程所连接的下管路伸入到低压发生器4内腔;
蒸发器5底部通过冷凝管路连接外界的冷剂泵10,冷剂泵10通过冷凝管路绕经外界并分两支路:一路经过冷剂切换阀19回流至吸收式制冷机20的下筒底部,另一路伸入至蒸发器5内腔上部;
一蛇管24由吸收式制冷机20外界伸入至冷凝器3内蛇形缠绕后穿出冷凝器3,并伸入至吸收器6内蛇形缠绕后穿出吸收器6至吸收式制冷机20外界。
吸收式制冷机20采用溴化锂吸收式制冷机。
燃气内燃发电机14上还设置有辅助循环换热器16,辅助循环换热器16与生活用水换热器15两者的壳程相隔离,两者的管程相连接。
高温热交换器8的壳程所连接的上管路分支于吸收式制冷机外界并联支路溶液切换阀三17与吸收器6连通。
低温热交换器7的壳程所连接的上管路分支于吸收式制冷机外界并联支路溶液切换阀四18与吸收器6连通。
夏季制冷时,高温烟气驱动冷水机组双效运行,同时缸套水驱动冷水机组单效运行。溶液泵11把稀溶液送到高压发生器1和缸套水低压发生器2。燃气内燃发电机14的高温烟气直接进高压发生器1进行换热,换热后再通过烟气-热水换热器9给缸套水升温,最后向大气排出130℃以下的低温烟气。缸套水经烟气-热水换热器9升温后到与高发并排的缸套水低压发生器2进行换热,然后经过生活用水换热器15再给生活用水加热,最后回燃气内燃发电机14,形成一个循环回路。高压发生器1的蒸汽进低压发生器4进行换热后至冷凝器3中形成冷剂水。高压发生器1中的高温溶液经过高温热交换器8后到低压发生器4,低压发生器2中的溶液到低压发生器4。低压发生器4中的浓溶经过低温热交换器7后流向吸收器6。吸收器6中的浓溶液吸收蒸发器5不断产生的蒸汽,冷水流经有低温冷剂水不断蒸发的蒸发器5,冷水温度降低。
冬季采暖时,烟气加热高压发生器1中的溶液,加热后的溶液和产生的蒸汽一起经过支路溶液切换阀三17回到吸收器6;经过烟气加热后的缸套水加热缸套水低压发生器2中的溶液,加热后的溶液经过支路溶液切换阀四18回到吸收器6。高温溶液在吸收器6中会产生大量的高温蒸汽,高温蒸汽到蒸发器5内加热循环热水,蒸汽凝结成水通过冷剂切换阀19送回溶液,溶液经过溶液泵11分别送到高压发生器1和低压发生器4再次带走热量。
生活用水流经生活用水换热器15通过缸套水加热,然后流经辅助循环换热器16通过辅助循环水加热;当生活用水的温度达到使用要求时,用冷却水给缸套水降温、辅助循环水降温,以保证燃气内燃发电机正常运行。

Claims (5)

1.冷热电联供机组,其特征在于包括燃气内燃发电机和吸收式制冷机,
吸收式制冷机包括上筒和下筒,
上筒内设置有高压发生器、低压发生器和冷凝器,
下筒内设置有蒸发器、吸收器,
燃气内燃发电机的烟气管道绕经高压发生器内腔后,并与外界的烟气-热水换热器的气体流程连接,烟气经由烟气-热水换热器的气体流程直接排向外界;
高压发生器上方的气室通过气管绕经吸收式制冷机外部,穿入并绕经低压发生器内腔,气管末端探入到冷凝器内;
燃气内燃发电机的缸套水水路流经烟气-热水换热器的液体流程,并绕经低压发生器内腔后,流经生活用水换热器的壳程后,回流至燃气内燃发电机构成循环回路;
吸收式制冷机的下筒底部连接外界的溶液泵,溶液泵的溶液管路上走经过低温热交换器的管程后分两支路:一路上走支路溶液切换阀一经过高温热交换器的管程后伸入至高压发生器内腔上部,另一路上走支路溶液切换阀二伸入至低压发生器内腔上部;
低温热交换器的壳程所连接的上管路与低压发生器内腔底部连通,低温热交换器的壳程所连接的下管路伸入到吸收器内腔上部;
高温热交换器的壳程所连接的上管路与高压发生器内腔底部连通,高温热交换器的壳程所连接的下管路伸入到低压发生器内腔;
蒸发器底部通过冷凝管路连接外界的冷剂泵,冷剂泵通过冷凝管路绕经外界并分两支路:一路经过冷剂切换阀回流至吸收式制冷机的下筒底部,另一路伸入至蒸发器内腔上部;
一蛇管由吸收式制冷机外界伸入至冷凝器内蛇形缠绕后穿出冷凝器,并伸入至吸收器内蛇形缠绕后穿出吸收器至吸收式制冷机外界。
2.根据权利要求1所述的冷热电联供机组,其特征在于吸收式制冷机采用溴化锂吸收式制冷机。
3.根据权利要求1所述的冷热电联供机组,其特征在于燃气内燃发电机上还设置有辅助循环换热器,辅助循环换热器与生活用水换热器两者的壳程相隔离,两者的管程相连接。
4.根据权利要求1所述的冷热电联供机组,其特征在于高温热交换器的壳程所连接的上管路分支于吸收式制冷机外界并联支路溶液切换阀三与吸收器连通。
5.根据权利要求1所述的冷热电联供机组,其特征在于低温热交换器的壳程所连接的上管路分支于吸收式制冷机外界并联支路溶液切换阀四与吸收器连通。
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