CN207111237U

CN207111237U - 一种应用于大型公建的分布式能源系统

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Publication number: CN207111237U
Application number: CN201720847004.2U
Authority: CN
Inventors: 张小婷; 赵明海; 邱庚屾; 魏秀秀
Original assignee: Dalian Energas New Energy Development Co Ltd
Current assignee: Dalian Energas New Energy Development Co Ltd
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2018-03-16
Anticipated expiration: 2027-07-13

Abstract

本实用新型涉及一种应用于大型公建的分布式能源系统，包括发电部分、烟气余热利用部分、缸套水余热利用部分、调峰部分和冷却水部分，所述的发电部分包括市电输入端、燃气内燃机发电机组、配电系统和建筑用电，所述的烟气余热利用部分包括三通阀门、烟气热水型溴化锂冷热水机组、散热水箱、烟气冷凝器和烟囱，所述的缸套水余热利用部分包括烟气热水型溴化锂冷热水机组和散热水箱，所述的调峰部分包括直燃型溴化锂冷热机组；所述的冷却水部分包括内燃机冷却水散热水箱和冷却塔、溴化锂机组和直燃机机组的冷却塔。具有提高能源利用效率，降低环境污染等优点。

Description

一种应用于大型公建的分布式能源系统

技术领域

本发明属于建筑能源利用领域，具体涉及一种大型公建的分布式能源系统。

背景技术

近年我国已进入全面小康社会的发展阶段，国民经济总量持续增长，人们生活水平显著提高，消费能力大大增强。我国大型公建将继续稳定、快速增长，购物业将呈现良好的发展局面。

根据相关数据统计表明，当前在建筑物碳排放总量中，相比普通住宅，大型公建建筑能耗至少为其10倍左右。而具有商业建筑性质的大型公建本身对能源需求较大且呈现人员密集的特征，加上建设过程中存在的设计问题与施工问题，也导致投入使用后存在能源大量浪费问题。目前我国大型公建平均能耗达到250（kw∙h）/（m²∙a）。数据显示，大型公建在采取节能措施的前提下至少可提高50%的节能贡献率，且在经营成本方面，总经营收入中能源费用所占比例也极高，所以节能措施的应用对大型公建的利益群体具有极大的吸引力。

节能型大型公建的建设是未来主流趋势，其不仅符合我国现行提倡的低碳环保理念，很大程度上也能为企业树立良好的社会形象。实际建设过程中要求大型公建正视节能的重要性，结合我国对公共建筑的节能减排指标，分析造成能源消耗过大的原因，采取相应的节能措施，提高购物中心经济效益的同时获取更多的生态效益以及社会效益。分布式能源系统完善了传统能源系统集中供能的不足，提升了大型公建能源使用效率，降低了建筑能耗，减少了建筑用能成本，正被越来越多新建大型公建所采用。分布式能源系统在大型公建的应用是其最主要的应用领域之一，前景值得看好。

发明内容

为了解决现有大型公建能源利用率低、耗电量大和运营费用高的问题，从根本上解决公建运营成本，本实用新型提供一种应用于大型公建的分布式能源系统，该系统能够减轻市政电网负担，保证公建用电安全，利用烟气余热，满足公建对冷热负荷的需求，能源阶梯利用，优化流程，减少燃煤锅炉的燃煤消耗量，提高能源利用效率，降低环境污染。

本实用新型的技术解决方案是：一种应用于大型公建的分布式能源系统，包括发电部分、烟气余热利用部分、缸套水余热利用部分、调峰部分和冷却水部分，所述的发电部分包括市电输入端、燃气内燃机发电机组、配电系统和建筑用电，所述的烟气余热利用部分包括三通阀门、烟气热水型溴化锂冷热水机组、散热水箱、烟气冷凝器和烟囱，所述的缸套水余热利用部分包括烟气热水型溴化锂冷热水机组和散热水箱，所述的调峰部分包括直燃型溴化锂冷热机组；所述的冷却水部分包括内燃机冷却水散热水箱和冷却塔、溴化锂机组和直燃机机组的冷却塔；燃气内燃机发电机组与市电输入端同时向配电系统供电，配电系统的输出端与建筑用电的输入端连接；燃气内燃机发电机组与散热水箱连接，溴化锂机组和直燃机组与配套的冷却塔连接；燃气内燃机发电机组的天然气进口端与天然气管道连接，燃气内燃机发电机组的高温烟气出口端与三通阀门的入口端连接；三通阀门的出口端一处与烟气热水型溴化锂冷热水机组的烟气侧入口端连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组的烟气侧出口端与烟气冷凝器的烟气侧入口端连接；三通阀门的出口端另一处与烟囱的入口连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组的空气侧入口端与新鲜空气管道连接；燃气内燃机发电机组的缸套水出口端与烟气热水型溴化锂冷热水机组连接，用于供冷、供暖。

本发明的有益效果如下：

1、供能安全性高：相比原有大型公建只采用燃气锅炉或市政热网供热和电制冷机供冷的传统供能系统，传统能源系统供能单一，同时存在国家电网停电风险的供能方式，本发明的分布式能源系统增加了一种利用发电余热的供冷供热方式，在电力供应方面增加了一路自发电系统，在特殊情况下可以保证能源系统及其它部分的重要负荷供电，供能方式多样化，组合合理因此大型公建的冷热源和电力均可通过电力和燃气两种能源保障建筑用能需求。

2、采用本发明的分布式能源系统，电、热联产效率达75%以上，较常规供能系统的效率有大幅提高，而且采用的是清洁能源—城市管道天然气，其单位发电量的 CO₂、 SO₂等污染气体排放比火力发电大为减少。由以下表1可见，本分布式能源系统具有良好的社会效益。

表1 分布式能源方案与常规系统对比

3、天然气热值按照 8400kcal/Nm3，标煤热值按照 7000kcal/kg考虑。市电折标煤系数主要按照国家发改委网站公布的2013年大型火力发电厂平均供电煤耗321g/kWh，线损率6.5%折算。分布式能源系统布置在电力与冷热负荷需求中心，减少了电力输送和热力输送的能耗，其较高的发电效率实现了较低的一次能源消耗，再结合余热利用，能够实现多方面的节能效益，用此分布式能源系统每年染料工业可节约标煤117.33吨，节能率约为4.4%。

4、选用的燃气内燃机发电机组及配套余热利用系统综合效率较高，其燃料热能的40%用来做功发电，约30%通过烟气排出，约30%通过缸套水排出，烟气热水型溴化锂冷热水机组可以回收烟气和缸套水中热量，使系统综合效率达到75%~90%。

5、燃气内燃机发电机组输出的高温烟气通过管道接入烟气三通阀入口，三通阀一路出口接入烟气热水型溴化锂冷热水机组，另一路接烟囱，通过烟气三通阀调节控制各路烟气流量。根据烟气热水型溴化锂冷热水机组出口空气温度及整个大型公建电负荷情况调节三通阀门的开度，保障发电不反送，加热空气温度合适，同时能够尽可能多利用烟气余热。

附图说明

图1为本发明应用于大型公建的分布式能源系统的结构示意图。

图中：1、市电输入端，2、配电系统，3、建筑用电，4、燃气内燃机发电机组，5、天然气管道，6、三通阀门，7、烟囱，8、烟气系统，9、缸套水系统，10、烟气热水型溴化锂冷热水机组，11、冷却塔，12、建筑用冷用热，13、散热水箱，14、直燃型溴化锂冷热机组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型应用于大型公建的分布式能源系统包括发电部分、烟气余热利用部分、缸套水余热利用部分和冷却水部分，发电部分包括市电输入端1、燃气内燃机发电机组4、配电系统2和建筑用电3，烟气余热利用部分包括三通阀门6、烟气热水型溴化锂冷热水机组10、烟气系统8、烟囱7，缸套水余热利用部分包括缸套水系统9和烟气热水型溴化锂冷热水机组10，冷却水部分包括燃气内燃机发电机组的散热水箱13和溴化锂机组与直燃机机组的配套冷却塔11；燃气内燃机发电机组4与市电输入端1同时向配电系统2供电，配电系统2的输出端与建筑用电3的输入端连接；燃气内燃机发电机组4的缸套水进水端及中冷水系统与散热水箱13连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组10与直燃型溴化锂冷热机组14的冷却水出水端分别与配套的冷却塔11连接；燃气内燃机发电机组4的天然气进口端与天然气管道5连接，燃气内燃机发电机组4的高温烟气出口端8与三通阀门6的入口端连接；三通阀门6的出口端一处与烟气热水型溴化锂冷热水机组10的烟气侧入口端连接；另一处与烟囱7的入口连接；燃气内燃机发电机组4的缸套水出水端与烟气热水型溴化锂冷热水机组10的热水进水端连接。

燃气内燃机发电机组4的出口电压为10kV，采用并网不上网的方式运行，燃气内燃机发电机组4出线接入配电系统2的10kV母线。

缸套水系统9的出口端与烟气热水型溴化锂冷热水机组10的入口端连接；烟气系统8的出口段与烟气热水型溴化锂冷热水机组10的入口端连接。上述烟气余热利用部分的烟气余热量不足时，可以通过直燃型溴化锂冷热机组14调峰，满足建筑用冷用热12的需求。

本实用新型应用于大型公建的分布式能源系统能够稳定而安全地为建筑提供电力及冷热负荷，节约能源，减少运行成本，保证用电安全，提高系统的电热效率。

下面以一个地上10层，地下3层，总建筑面积90000㎡的大型公建为例，阐述本发明的分布式能源系统所能够实现的有益效果，具体如下：

1）发电部分

本项目选用的燃气内燃机发电机组4及配套余热利用系统综合效率较高，其燃料热能的40%用来做功发电，约30%通过烟气排出，约30%通过缸套水排出，烟气热水型溴化锂冷热水机组10可以回收烟气和缸套水中的热量，使系统综合效率达到75%~90%。

2）烟气余热利用部分

燃气内燃机发电机组4满负荷运行时，烟气排烟温度约为 364℃，其先通过管道接入烟气三通阀门6入口，三通阀门6一路出口接入烟气热水型溴化锂冷热水机组10，另一路接旁路烟囱7，通过烟气三通阀门6调节控制各路烟气流量。

3）缸套水余热利用部分

燃气内燃机发电机组4满负荷运行时，缸套水出水温度一般为95℃左右，进水温度约为75℃，进出水温差约为20℃。制冷时，缸套水进入烟气热水型溴化锂冷热水机组低温发生器；供热时，通过缸套水板式换热器进行热交换后获得热水，供末端采暖使用。设置散热水箱对缸套水进行散热以维持一定的回水温度，防止缸套水温度过高影响发动机效率。

3）中冷水余热利用部分

中冷水出水温度较低，约为47℃，一般直接通过散热水箱散热循环利用。此外，润滑油吸收的热也通过润滑油冷却器被冷却。循环冷却水依次通过润滑油冷却器、中冷器、缸套水散热水箱，以最大程度回收余热。

此分布式能源系统全年供冷供热量中，发电余热供冷量约占整个供冷比例的82.9%，发电余热供热量约占整个供热比例的 94.6%，其余不足负荷由直燃型溴化锂冷热机组补充，从运行时间的分布和发电余热量来看较为合理。燃气分布式发电系统自耗电量占总发电量49.5%，不足部分由市电补充，与该大型公建的负荷需求较为一致。

Claims

1.一种应用于大型公建的分布式能源系统，包括发电部分、烟气余热利用部分、缸套水余热利用部分、调峰部分和冷却水部分，其特征在于：所述的发电部分包括市电输入端(1)、燃气内燃机发电机组(4)、配电系统(2)和建筑用电(3)，所述的烟气余热利用部分包括三通阀门（6）、烟气热水型溴化锂冷热水机组（10）、散热水箱（13）、烟气冷凝器和烟囱（7），所述的缸套水余热利用部分包括烟气热水型溴化锂冷热水机组（10）和散热水箱（13），所述的调峰部分包括直燃型溴化锂冷热机组（14）；所述的冷却水部分包括内燃机冷却水散热水箱和冷却塔（11）、溴化锂机组和直燃机机组的冷却塔（11）；燃气内燃机发电机组与市电输入端同时向配电系统供电，配电系统的输出端与建筑用电的输入端连接；燃气内燃机发电机组与散热水箱连接，溴化锂机组和直燃机组与配套的冷却塔连接；燃气内燃机发电机组（4）的天然气进口端与天然气管道（5）连接，燃气内燃机发电机组（4）的高温烟气出口端与三通阀门（6）的入口端连接；三通阀门（6）的出口端一处与烟气热水型溴化锂冷热水机组（10）的烟气侧入口端连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组（10）的烟气侧出口端与烟气冷凝器的烟气侧入口端连接；三通阀门（6）的出口端另一处与烟囱（7）的入口连接，烟气热水型溴化锂冷热水机组（10）的空气侧入口端与新鲜空气管道连接；燃气内燃机发电机组（4）的缸套水出口端与烟气热水型溴化锂冷热水机组（10）连接，用于供冷、供暖。