CN212296628U - 一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于天然气的电‑油‑汽三联分布式能源系统。该系统包括：燃气轮机发电机组、导热油换热器、低压蒸汽换热器、导热油系统以及油汽发生器。燃气轮机发电机组利用天然气发电，导热油换热器用于与燃气轮机发电机组产生的烟气热交换进而加热导热油，低压蒸汽换热器用于与由导热油换热器排出的烟气热交换进而产生低压蒸汽，导热油系统与导热油换热器连接，用于向导热油换热器供应导热油以及承接导热油换热器输出的导热油，通过利用具有多级换热装置的系统，进而满足化纤企业用电、用导热油和用蒸汽的需求，并充分利用烟气余热，大幅度提高了系统综合利用热能效率。

Description

一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统

技术领域

本实用新型涉及天然气分布式能源应用领域，具体地涉及一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统。

背景技术

天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70％以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。在提高能源利用效率，促进节能减排等多方面具有优势。

目前天然气分布式能源分为楼宇型天然气分布式能源和区域型天然气分布式能源。

(1)楼宇型系统的规模相对比较小，楼宇型天然气分布式能源以商业综合体、酒店、写字楼、医院等为主，项目建设在大楼的内部，就地生产电力、热水、冷水，电力以自发自用为主，多余电力上网销售，生产的热水和冷水全部自用，此类项目的共性为，夏天需要电力供应，同时需要生活热水、空调冷水供应，冬季需要电力及生活热水、空调热水供应，因此将此类项目又叫做冷、热、电三联供项目，此类项目一般以天然气内燃发电机组为核心设备，利用天然气进行发电，同时夏天利用烟气热水型溴化锂冷(温)水机组进行供冷，冬季利用烟气热水型溴化锂冷(温)水机组及板式换热器进行供热。

(2)区域型分布式冷热电三联供系统与楼宇型最大的不同在于，它主要应用于规定区域内的建筑群中。区域型分布系统的实施具有多样性，区域中不同的建筑物对能源的需求时间也有不同。由于建筑物的用途不同，并且负荷之间相互耦合，所以在很大程度上增大了区域内的能源需求量。与此同时，能源供应区域平稳，设备运行效率不是很高。此类以燃气轮机为核心设备，带动发电机组发电，余热通过余热锅炉生产蒸汽。

化纤行业是一个高能耗和高耗水的行业。这个行业要可持续发展，必须向着低碳绿色方向发展，尤其是2018年1月1日《中华人民共和国环境保护税法》正式开始实施，化纤行业中燃煤型有机载体(导热油)锅炉要面临改造为天然气导热锅炉的要求，使得燃料成本急剧上升。同时，这类化纤企业的能源需求特点为：电力和热能(蒸汽和导热油)需求稳定，且需求量大。

因此，针对化纤行业面临的难题和其用能特点，应用天然气分布式能源于化纤行业将是不错的选择，但目前国内的现有技术中，未见天然气分布式能源项目在化纤行业成功应用的案例，主要原因是化纤行业低品位热能的需求很小，以导热油和蒸汽的高品位热能的需求为主，这就决定了以低品位余热为主的内燃机组成的热电联供系统不具备在此行业应用的可行性，而此类项目蒸汽的需求量低于电力的需求量，导致如果使用燃气轮机组成热电联供，在以电定热时，余热产生的蒸汽不能充分利用，在以热定电时，只能选择小型燃机，而小型燃机的造价很高，经济性较差。

因此，需要一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供了一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，该系统包括：燃气轮机发电机组，所述燃气轮机发电机组利用天然气发电；

第一换热器，所述第一换热器用于与所述燃气轮机发电机组产生的烟气热交换进而加热导热油；

第二换热器，所述第二换热器用于与由所述第一换热器热交换后排出的烟气热交换进而产生低压蒸汽；

导热油系统，所述导热油系统与所述第一换热器连接，用于向所述第一换热器供应导热油以及承接所述第一换热器输出的加热后的所述导热油；

油汽发生器，所述油汽发生器用于利用所述第一换热器加热后的导热油产生高压蒸汽。

在本实施例中，还包括第三换热器，所述第三换热器与所述第二换热器连接，用于与由所述第二换热器热交换排出的烟气换热进而对输送给所述第二换热器的水进行加热。

在本实施例中，还包括除氧加热器，所述除氧加热器与所述第三换热器连接，用于与与所述第三换热器换热后的烟气热交换进而对输送给所述第三换热器的水进行加热。

在本实施例中，所述第三换热器与所述油汽发生器连接，用于向所述第三换热器供水。

在本实施例中，还包括用于与外部电力系统电连接的接口。

本实用新型的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统10解决了化纤行业面临导热油炉煤改气问题以及降本节能绿色发展问题，通过利用具有多级换热装置的系统，进而满足化纤企业用电、用导热油和用蒸汽的需求，并充分利用烟气余热，大幅度提高了系统综合效率，具有绿色节能、高效安全、灵活供能等特点。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的一种基于天然气的电- 油-汽三联分布式能源系统的示意图；

图2为根据本实用新型的一个优选实施方式的导热油系统与导热油换热器以及天然气导热油锅炉共同形成一回路设计的结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/ 或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。

图1示意性地示出了本实用新型的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统10。该系统包括：燃气轮机发电机组11、导热油换热器12 (即第一换热器)、低压蒸汽换热器13(即第二换热器)、导热油系统14 以及油汽发生器15等。

具体的，燃气轮机发电机组11利用天然气发电。例如，燃气轮机发电机组11内的天然气和空气混合燃烧成高温高压的烟气，推动发电机组中的透平转动，进而带动发电机发电，排出高温烟气。用户的电力供应以燃气轮机发电为主，电网作为补充。因此，该系统还包括用于与外部电力系统电连接的接口(未示出)，当燃气轮机发电机组11的燃气轮机检修等时，以电网供电为主，进而保障企业的电力供应。

导热油换热器12可以与燃气轮机发电机组11通过管道连接。导热油换热器12用于与燃气轮机发电机组11产生的烟气热交换进而加热导热油。

与导热油换热器12换热后排出的烟气进入低压蒸汽换热器13，低压蒸汽换热器13用于与由导热油换热器12排出的烟气热交换，进而利用低温烟气余热产生低压蒸汽。

省煤器16(即第三换热器)与低压蒸汽换热器13连接，与低压蒸汽换热器13换热后排出的烟气进入省煤器16，用于与由低压蒸汽换热器13 排出的烟气换热进而对输送给低压蒸汽换热器13的水进行加热。

可选的，该系统还包括除氧加热器17。除氧加热器17与省煤器16连接，用于与与省煤器16换热后的烟气热交换进而对输送给省煤器16的水进行加热，使得烟气最后经过除氧加热器17而对除氧加热器17中的水加热生产0.02MPa的饱和蒸汽，满足给水除氧需求。

导热油系统14与导热油换热器12连接，用于向导热油换热器12供应导热油以及承接导热油换热器12输出的导热油。例如，各导热油结构可以为回路系统设计。例如，导热油系统14与导热油换热器12以及天然气导热油锅炉19共同形成一回路系统(参照图2)，使得供回油温度差约保持在20℃。天然气导热油锅炉19利用天然气用于对导热油进行初步加热，然后再供应到导热油系统14中，导热油系统14再将导热油传输到导热油换热器12中与烟气换热，进而保证最终换热后的导热油的温度满足用户导热油用热需求，避免因为与烟气换热不足而导致温度达不到要求的问题。

油汽发生器15还可以与导热油系统14连接。例如，导热油换热器12 加热后的导热油也可以进入到导热油系统14内，然后导热油系统14再将导热油传输到油汽发生器15中，油汽发生器15再用于利用导热油换热器 12加热后的导热油产生高压蒸汽，可满足高压蒸汽需求外。同时，高压蒸汽还还可以进行降压对低压蒸汽不足部分进行补充。

本实用新型的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统10解决了化纤行业面临导热油炉煤改气问题以及降本节能绿色发展问题，通过利用具有多级换热装置的系统，进而满足化纤企业用电、用导热油以及用蒸汽的需求，并充分利用烟气余热，大幅度提高了系统综合利用热能的效率，具有绿色节能、高效安全、灵活供能等特点。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (5)

1.一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，其特征在于，包括：

燃气轮机发电机组，所述燃气轮机发电机组利用天然气发电；

第一换热器，所述第一换热器用于与所述燃气轮机发电机组产生的烟气热交换进而加热导热油；

第二换热器，所述第二换热器用于与由所述第一换热器热交换后排出的烟气热交换进而产生低压蒸汽；

导热油系统，所述导热油系统与所述第一换热器连接，用于向所述第一换热器供应导热油以及承接所述第一换热器输出的加热后的所述导热油；

油汽发生器，所述油汽发生器用于利用所述第一换热器加热后的导热油产生高压蒸汽。

2.根据权利要求1所述的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，其特征在于，还包括：

第三换热器，所述第三换热器与所述第二换热器连接，用于与由所述第二换热器热交换排出的烟气换热进而对输送给所述第二换热器的水进行加热。

3.根据权利要求2所述的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，其特征在于，还包括：

除氧加热器，所述除氧加热器与所述第三换热器连接，用于与所述第三换热器换热后的烟气热交换进而对输送给所述第三换热器的水进行加热。

4.根据权利要求3所述的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，其特征在于，所述第三换热器与所述油汽发生器连接，用于向所述第三换热器供水。

5.根据权利要求1所述的一种基于天然气的电-油-汽三联分布式能源系统，其特征在于，还包括用于与外部电力系统电连接的接口。

Images