CN205592027U - 一种燃气轮机和内燃机分布式多联供系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃气轮机和内燃机分布式多联供系统。目前分布式能源站的建设方法尚未成熟，能源站实际的系统布置和运行方式还不尽合理。本实用新型包括燃气轮机，其特点是：还包括余热锅炉、蒸汽用户、保温储水箱、锅炉软化水装置、内燃机和烟气热交换器，燃气轮机的高温烟气出口通过燃气余热利用管道与余热锅炉的烟气进口连接，余热锅炉的废气出口与废气排出管道连接以排走利用完的烟气，余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽输送管道和水箱蒸汽加热管道分别与蒸汽用户和保温储水箱的蒸汽进口连接，内燃机的冷却水出口通过内燃机余热利用管道与烟气热交换器的水侧进口连接。本实用新型的能源利用效率高，经济效益好，能够很好地满足生产生活中对多种形式能源的需要。

Description

一种燃气轮机和内燃机分布式多联供系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机和内燃机分布式多联供系统，是一种能够供应多种形式能源的系统，属于分布式多联供技术领域。

背景技术

目前我国居民生产和生活中使用的电能主要依靠大型的燃煤发电站进行供给，同时需要建设数百甚至数千公里长度的电网进行电力输送。而大型燃煤发电厂存在负荷适应较差，电网的电力调度也难以实现用电端和发电端负载的完美匹配。因此以大型燃煤发电厂作为基本负荷，各地区独立建设分布式能源站保证峰值负荷的方式得到了国家的认可并大力推广。分布式能源站不仅能实现对电能的负荷调节，还能对外供应冷、热、电等多种形式的能源，能够很好满足居民小区、工业园区、大型商业中心等场所的能源需求。目前分布式能源站的建设方法尚未成熟，能源站实际的系统布置和运行方式还不尽合理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种使得分布式能源站建设中燃气轮机发电机组和内燃机发电机组实现有效的多联供，保证供能品质，提升系统经济效益的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统。本实用新型能够有效地利用燃气轮机和内燃机发出的电力供应外部电网，还能利用燃气轮机和内燃机的烟气和缸套水余热生产蒸汽和热水。本实用新型第一实现了电力调峰的作用，保证了电网负荷的稳定，满足了分布式能源站附近地区的电力高峰需求；第二回收了两个发电机组的烟气废热，供应了大量的蒸汽和热水，有效满足了企业生产和居民生活的需求；第三省去了内燃机的外部缸套水冷却系统，降低了初投资，节约了冷却塔水泵和风机的电耗，有效利用了低品质废热。本实用新型的分布式多联供系统能源利用效率高，经济效益好，能够很好地满足生产生活中对多种形式能源的需要。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该燃气轮机和内燃机分布式多联供系统包括燃气轮机，其结构特点在于：还包括燃气余热利用管道、余热锅炉、废气排出管道、蒸汽输送管道、蒸汽用户、水箱蒸汽加热管道、保温储水箱、锅炉软化水装置、锅炉软化水管道、内燃机气缸冷却水管道、保温储水箱补水管道、内燃机、内燃机余热利用管道和烟气热交换器，所述燃气轮机的高温烟气出口通过燃气余热利用管道与余热锅炉的烟气进口连接，所述余热锅炉的废气出口与废气排出管道连接以排走利用完的烟气，所述余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽输送管道和水箱蒸汽加热管道分别与蒸汽用户和保温储水箱的蒸汽进口连接，所述锅炉软化水装置的软化水出口通过锅炉软化水管道、内燃机气缸冷却水管道和保温储水箱补水管道分别与余热锅炉的补水进口、内燃机的冷却水进口和保温储水箱的补水进口连接，所述内燃机的冷却水出口通过内燃机余热利用管道与烟气热交换器的水侧进口连接，所述烟气热交换器的水侧出口与保温储水箱的热水进口连接。由此使得本实用新型能够有效回收燃气轮机和内燃机联合系统中的中低品质热量，节能效果显著；独特的布局使得内燃机系统不再对外排放气缸余热，避免了热量的浪费，省去了冷却塔系统的初投资；系统能够生产蒸汽和热水，并且还可以根据外部需求调节输送的热水温度，有效拓宽了机组回收的余热利用范围。

作为优选，本实用新型还包括热水罐车，所述保温储水箱的热水出口连接热水罐车。

作为优选，本实用新型还包括燃气轮机输电线路和内燃机输电线路，所述燃气轮机的电力出口通过燃气轮机输电线路与外部电网连接，所述内燃机的电路出口通过内燃机输电线路与外部电网连接。

作为优选，本实用新型还包括内燃机烟气管道和烟气排出管道，所述内燃机的烟气出口通过内燃机烟气管道与烟气热交换器的烟气进口连接，所述烟气热交换器的烟气出口与烟气排出管道连接。

作为优选，本实用新型所述保温储水箱不仅具有保温功能，还能用蒸汽对温度不达标的热水进行加热，实现保温储水箱的恒温功能，甚至可以直接使用蒸汽对未经废热回收的软化水进行加热，保证保温储水箱连续供热的能力。

作为优选，本实用新型能够实现电能、蒸汽、热水三种形式能源的供应，能够根据外部负荷的实际情况，在以电能需求为主导和以蒸汽和热水需求为主导的两种运行方式之间进行切换，有效提高了系统对外部负荷的适应性。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：（1）可以向外提供电力、蒸汽和热水，系统能够提供多种品质的能源；（2）有效利用了燃气轮机和内燃机产生的烟气余热，减少了对环境的热污染；（3）省去了内燃机缸套水冷却塔，节省了系统的投资；（4）可以直接用常温水源制备高温热水，并能实时保证热水恒温，在实际生产生活中的应用范围更广；（5）结构设计合理，构思独特，运行平稳，可靠性好。

附图说明

图1是本实用新型实施例中燃气轮机和内燃机分布式多联供系统的结构示意图。

图中：1、燃气轮机；2、燃气余热利用管道；3、余热锅炉；4、废气排出管道；5、蒸汽输送管道；6、蒸汽用户；7、水箱蒸汽加热管道；8、保温储水箱；9、锅炉软化水装置；10、锅炉软化水管道；11、内燃机气缸冷却水管道；12、保温储水箱补水管道；13、内燃机；14、内燃机余热利用管道；15、烟气热交换器；16、热水罐车；17、燃气轮机输电线路；18、内燃机输电线路；19、外部电网；20、内燃机烟气管道；21、烟气排出管道。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统包括燃气轮机1、燃气余热利用管道2、余热锅炉3、废气排出管道4、蒸汽输送管道5、蒸汽用户6、水箱蒸汽加热管道7、保温储水箱8、锅炉软化水装置9、锅炉软化水管道10、内燃机气缸冷却水管道11、保温储水箱补水管道12、内燃机13、内燃机余热利用管道14、烟气热交换器15、热水罐车16、燃气轮机输电线路17、内燃机输电线18、外部电网19、内燃机烟气管道20和烟气排出管21。其中，保温储水箱8可以为带蒸汽盘管的恒温水箱。

本实施例中燃气轮机1的高温烟气出口通过燃气余热利用管道2与余热锅炉3的烟气进口连接，余热锅炉3的废气出口与废气排出管道4连接，通过废气排出管道4排走利用完的烟气，余热锅炉3的蒸汽出口通过蒸汽输送管道5与蒸汽用户6连接，余热锅炉3的蒸汽出口还通过水箱蒸汽加热管道7与保温储水箱8的蒸汽进口连接。

本实施例中锅炉软化水装置9的软化水出口通过锅炉软化水管道10和余热锅炉3的补水进口连接、通过内燃机气缸冷却水管道11和内燃机13的冷却水进口连接、通过保温储水箱补水管道12与保温储水箱8的补水进口连接；内燃机13的冷却水出口通过内燃机余热利用管道14与烟气热交换器15的水侧进口连接，烟气热交换器15的水侧出口与保温储水箱8的热水进口连接，保温储水箱8的热水出口连接热水罐车16。

本实施例中燃气轮机1的电力出口通过燃气轮机输电线路17与外部电网19连接，内燃机13的电路出口通过内燃机输电线路18与外部电网19连接。

本实施例中内燃机13的烟气出口通过内燃机烟气管道20与烟气热交换器15的烟气进口连接，烟气热交换器15的烟气出口与烟气排出管道21连接。

本实施例中的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统包括以下通道：燃气轮机1的烟气通过燃气余热利用管道2进入余热锅炉3，随后通过废气排出管道4排走，形成燃气轮机烟气利用管道；余热锅炉3通过蒸汽输送管道5进入蒸汽用户6，通过水箱蒸汽加热管道7进入保温储水箱8，形成蒸汽输送通道；锅炉软化水装置9通过锅炉软化水管道10进入余热锅炉3、通过内燃机气缸冷却水管道11进入内燃机13、通过保温储水箱补水管道12进入保温储水箱8，形成软化水输送通道；内燃机13的冷却水出口通过内燃机余热利用管道14进入烟气热交换器15，烟气热交换器15的热水通过管道进入保温储水箱8，保温储水箱8的热水通过管道进入热水罐车16，形成内燃机缸套水余热利用通道；燃气轮机1通过燃气轮机输电线路17进入外部电网19，内燃机13通过内燃机输电线路18进入外部电网19，形成电力输送通道；内燃机13的烟气出口通过内燃机烟气管道20与烟气热交换器15的烟气进口连接，烟气热交换器15的烟气出口与烟气排出管道21连接，形成内燃机烟气余热利用管道。

本实施例中的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统的运行步骤如下。

（1）系统采用并网不上网的方式，以电力负荷为导向进行调节机组的运作方式。当外部电力负荷很小时，启用内燃机13进行发电，发出的电能送往园区内的电力用户，同时内燃机缸套水的余热加热保温储水箱8的补水，随后进一步使用内燃机烟气对补水进行加热，提高热水品质，加热后的热水储存在保温储水箱8中，由热水罐车16送往各用户。

（2）当电力负荷为正常情况时，可以只开启燃气轮机1，停用内燃机13。此时燃气轮机1发出的电力供给用户，燃气轮机1的烟气进入余热锅炉3进行工作，余热锅炉3产生的蒸汽一部分直接供蒸汽用户6使用，另一部分进入保温储水箱8中的蒸汽盘管进行加热作业，满足热水用户的用热需求。

（3）当电力负荷处于峰值状态时，开启燃气轮机1和内燃机13。此时燃气轮机1和内燃机13发出的电力通过外部电网19输送给各用户；燃气轮机1的烟气进入余热锅炉3进行工作，产生的蒸汽供给蒸汽用户6；内燃机缸套水余热加热保温储水箱补水，随后和内燃机烟气进行热量交换，最后进入保温储水箱8进行保存，通过热水罐车16向外输送热水；当外部环境温度较低，需要保证保温储水箱8中的热水温度恒定时，引入部分蒸汽进入保温储水箱8进行加热作业，保证热水温度达到使用要求。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种燃气轮机和内燃机分布式多联供系统，包括燃气轮机，其特征在于：还包括燃气余热利用管道、余热锅炉、废气排出管道、蒸汽输送管道、蒸汽用户、水箱蒸汽加热管道、保温储水箱、锅炉软化水装置、锅炉软化水管道、内燃机气缸冷却水管道、保温储水箱补水管道、内燃机、内燃机余热利用管道和烟气热交换器，所述燃气轮机的高温烟气出口通过燃气余热利用管道与余热锅炉的烟气进口连接，所述余热锅炉的废气出口与废气排出管道连接以排走利用完的烟气，所述余热锅炉的蒸汽出口通过蒸汽输送管道和水箱蒸汽加热管道分别与蒸汽用户和保温储水箱的蒸汽进口连接，所述锅炉软化水装置的软化水出口通过锅炉软化水管道、内燃机气缸冷却水管道和保温储水箱补水管道分别与余热锅炉的补水进口、内燃机的冷却水进口和保温储水箱的补水进口连接，所述内燃机的冷却水出口通过内燃机余热利用管道与烟气热交换器的水侧进口连接，所述烟气热交换器的水侧出口与保温储水箱的热水进口连接。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统，其特征在于：还包括热水罐车，所述保温储水箱的热水出口连接热水罐车。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统，其特征在于：还包括燃气轮机输电线路和内燃机输电线路，所述燃气轮机的电力出口通过燃气轮机输电线路与外部电网连接，所述内燃机的电路出口通过内燃机输电线路与外部电网连接。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机和内燃机分布式多联供系统，其特征在于：还包括内燃机烟气管道和烟气排出管道，所述内燃机的烟气出口通过内燃机烟气管道与烟气热交换器的烟气进口连接，所述烟气热交换器的烟气出口与烟气排出管道连接。