CN220285876U - 一种多能互补分布式能源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多能互补分布式能源系统，包括：燃气发电机组、斯特林机组和有机朗肯循环机组，还包括：第一管路，连接所述燃气发电机组与所述斯特林机组，以将所述燃气发电机组排出的高温烟气输送至所述斯特林机组；第二管路，连接所述斯特林机组与所述有机朗肯循环机组，以将所述斯特林机组的剩余烟气输送至所述有机朗肯循环机组，具有提升烟气热量利用率以及烟气发电效率的优点。

Description

一种多能互补分布式能源系统

技术领域

本实用新型涉及分布式能源技术的领域，特别是涉及一种多能互补分布式能源系统。

背景技术

能源高效利用与环境协调相容是实现经济社会可持续发展的关键，而多能互补分布式能源系统是一种临近用户设置，实现多种能源资源输入，梯级利用余热并就近向用户输出电、冷、热等多种能源产品，能够实现节能减排和高比例可再生能源消纳的新型能源系统，具有清洁低碳、安全高效的优势，是推动能源利用技术变革和能源转型发展的重点研究领域，对于我国实施节能减排，构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有非常重要的意义。

而现有的以内燃机为原动机的多能互补分布式能源系统在供能过程中存在供应侧和需求侧不匹配的情况，内燃机、燃气轮机运行负荷一般在50％以上，当用户侧用能量减少到50％负荷对应的供能量以下时，内燃机的排烟能量浪费，系统总体能源利用效率降低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种多能互补分布式能源系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种多能互补分布式能源系统，包括：燃气发电机组、一级烟气利用机组和二级烟气利用机组，还包括：第一管路，连接所述燃气发电机组与所述一级烟气利用机组，以将所述燃气发电机组排出的高温烟气输送至所述一级烟气利用机组；第二管路，连接所述一级烟气利用机组与二级烟气利用机组，以将所述一级烟气利用机组的剩余烟气输送至所述二级烟气利用机组；调节管路，连接所述燃气发电机组与所述二级烟气利用机组，以将所述燃气发电机组排出的高温烟气输送至所述二级烟气利用机组。

优选地，所述调节管路包括调节输送管以及设置于调节输送管上的调节阀，和/或，所述第一管路包括第一输送管以及设置于第一输送管上的第一控制阀。

优选地，所述一级烟气利用机组包括斯特林机组；所述二级烟气利用机组包括有机朗肯循环机组。

优选地，所述二级烟气利用机组包括烟气溴化锂机组；所述第二管路包括第二输送管，用于连接所述斯特林机组与所述有机朗肯循环机组，所述第二输送管上设有第二控制阀；所述第二管路还包括第三输送管，用于连接所述斯特林机组与所述烟气溴化锂机组，所述第三输送管上设有第三控制阀。

优选地，所述调节管路的输出端与所述第二管路的输入端相连。

优选地，所述燃气发电机组包括内燃机和燃气轮机；所述内燃机通过内燃机烟气输出管与所述第一管路和所述调节管路相连；所述燃气轮机通过燃气轮机输出管与所述第一管路和所述调节管路相连；所述内燃机烟气输出管上设有内燃机烟气输出控制阀；所述燃气轮机输出管上设有燃气轮机烟气输出控制阀。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种多能互补分布式能源系统，通过上述方案的设置，使得燃气发电机组1产生的烟气一方面能够先供给一级烟气利用机组，再供给二级烟气利用机组，实现了烟气热量的梯级利用，增加了燃气发电机组1产生烟气热量的利用率，另一方面还能够通过调节管路的设置，调节直接供给以及烟气利用机组和供给二级烟气利用机组的烟气量，以合理分配和利用燃气发电机组1产生烟气的热量，增加烟气热量利用率的同时满足用户侧不同能源需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种多能互补分布式能源系统的连接示意图。

附图标记说明：

1、燃气发电机组；11、内燃机；111、内燃机烟气输出管；112、内燃机烟气输出控制阀；12、燃气轮机；121、燃气轮机输出管；122、燃气轮机烟气输出控制阀；2、斯特林机组；3、有机朗肯循环机组；4、烟气溴化锂机组；5、调节管路；51、调节输送管；52、调节阀；101、第一管路；1011、第一输送管；1012、第一控制阀；102、第二管路；1021、第二输送管；1022、第二控制阀；1023、第三输送管；1024、第三控制阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种多能互补分布式能源系统，包括：燃气发电机组1、一级烟气利用机组、二级烟气利用机组第一管路101、第二管路102以及调节管路5。具体地，第一管路101用于连接燃气发电机组1与一级烟气利用机组，以将燃气发电机组1排出的高温烟气输送至一级烟气利用机组；第二管路102用于连接一级烟气利用机组与二级烟气利用机组，以将一级烟气利用机组的剩余烟气输送至二级烟气利用机组，其中一级烟气利用机组利用烟气温度大于二级烟气利用机组利用烟气的温度；调节管路5用于连接燃气发电机组1与二级烟气利用机组，以将燃气发电机组1排出的高温烟气输送至二级烟气利用机组_。

通过上述方案的设置，使得燃气发电机组1产生的烟气一方面能够先供给一级烟气利用机组，再供给二级烟气利用机组，实现了烟气热量的梯级利用，增加了燃气发电机组1产生烟气热量的利用率，另一方面还能够通过调节管路5的设置，调节直接供给以及烟气利用机组和供给二级烟气利用机组的烟气量，以合理分配和利用燃气发电机组1产生烟气的热量，增加烟气热量利用率的同时满足用户侧不同能源需求。

为了调节供给一级烟气利用机组和二级烟气利用机组的烟气量，在本实施例中，调节管路5包括调节输送管51以及设置于调节输送管51上的调节阀52，第一管路101包括第一输送管1011以及设置于第一输送管1011上的第一控制阀1012，进而可通过调节阀52和第一控制阀1012的开度控制燃气发电机组1输送至一级烟气利用机组和二级烟气利用机组的烟气量。当然，在其他实施例中，也可只在第一输送管1011上设置第一控制阀1012或只在调节输送管51上设置调节阀52，还可通过第一输送管1011和调节输送管51的管径不同进行调节。

由于斯特林机组2是高温余热发电装置，能够解决300-500℃的高温余热利用，且经过斯特林机组2的烟气温度降低到150-250℃左右；又由于有机朗肯循环机组3是低温余热发电装置，解决200℃左右的低温余热利用问题；故为了增加烟气的热量的高效利用，在本实施例中，一级烟气利用机组包括斯特林机组2；二级烟气利用机组包括有机朗肯循环机组3，进而使得本实施例通过第一管路101将燃气发电机组1输出的高温烟气输送先至斯特林机组2，驱动斯特林机组2进行发电，且驱动斯特林机组2发电后排出的烟气又能够输送至有机朗肯循环机组3进而二次利用，驱动有机朗肯循环机组3发电，能够梯级利用燃气发电机组1排出烟气的热量，尽可能多的将烟气的热能转化为电能，避免热能损耗。

进一步地说，由于烟气溴化锂机组4的适合温度区间是150-250℃左右；故在本实施例中二级烟气利用机组还包括烟气溴化锂机组4，使得斯特林机组2发电后排出的烟气又能够输送烟气溴化锂机组4，为用户侧提供冷\热负荷。

更进一步地说，为了在用户侧冷/热负荷、电负荷需求变化时，灵活调整进入有机朗肯循环机组3的烟气量和烟气溴化锂机组4的烟气量，以合理利用烟气热量，在本实施例中，第二管路102包括第二输送管1021，用于连接斯特林机组2与有机朗肯循环机组3，第二输送管1021上设有第二控制阀1022；

第二管路102还包括第三输送管1023，用于连接斯特林机组2与烟气溴化锂机组4，第三输送管1023上设有第三控制阀1024，进而可通过第二控制阀1022和第三控制阀1024的开合程度，调节自斯特林机组2输入至有机朗肯循环机组3和烟气溴化锂机组4的烟气量，例如，当用户侧冷/热负荷需求相比于电负荷需求而言更大时，可调大第三控制阀1024的开度，调小第二控制阀1022的开度或关闭第二控制阀1022，当用户侧冷/热负荷需求相比于电负荷需求而言更小时，可调大第二控制阀1022的开度，调小第三控制阀1024的开度或关闭第三控制阀1024，在实际调控过程中，还可根据所需电负荷、冷/热负荷的需求计算所需烟气量，进而根据烟气量的比例调节第二控制阀1022与第三控制阀1024的开度，同理，其余阀门配合(例如第一控制阀1012与调节阀52)也可按照此方式控制对应阀门开度的调节，以调节输送至一级烟气利用机组(斯特林机组2)和二级烟气利用机组(有机朗肯循环机组3和烟气溴化锂机组4)的烟气量。

更进一步地说，调节管路5的输出端与第二管路102的输入端相连。

燃气发电机组1可设置为多种结构，能够在发电时排出高温烟气即可。在本实施例中，燃气发电机组1包括内燃机11和燃气轮机12；内燃机11通过内燃机烟气输出管111与第一管路101和调节管路5相连；燃气轮机12通过燃气轮机输出管121与第一管路101和调节管路5相连；内燃机烟气输出管111上设有内燃机烟气输出控制阀112；燃气轮机输出管121上设有燃气轮机烟气输出控制阀122，当然，在其他实施例中，燃气发电机组1也可只设置为内燃机11或燃气轮机12。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种多能互补分布式能源系统，其特征在于，包括：燃气发电机组、一级烟气利用机组和二级烟气利用机组，还包括：

第一管路，连接所述燃气发电机组与所述一级烟气利用机组，以将所述燃气发电机组排出的高温烟气输送至所述一级烟气利用机组；

第二管路，连接所述一级烟气利用机组与二级烟气利用机组，以将所述一级烟气利用机组的剩余烟气输送至所述二级烟气利用机组；

调节管路，连接所述燃气发电机组与所述二级烟气利用机组，以将所述燃气发电机组排出的高温烟气输送至所述二级烟气利用机组。

2.根据权利要求1所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于，所述调节管路包括调节输送管以及设置于调节输送管上的调节阀，

和/或，

所述第一管路包括第一输送管以及设置于第一输送管上的第一控制阀。

3.根据权利要求1所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于，所述一级烟气利用机组包括斯特林机组；

所述二级烟气利用机组包括有机朗肯循环机组。

4.根据权利要求3所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于，所述二级烟气利用机组包括烟气溴化锂机组；

所述第二管路包括第二输送管，用于连接所述斯特林机组与所述有机朗肯循环机组，所述第二输送管上设有第二控制阀；

所述第二管路还包括第三输送管，用于连接所述斯特林机组与所述烟气溴化锂机组，所述第三输送管上设有第三控制阀。

5.根据权利要求1或4所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于，所述调节管路的输出端与所述第二管路的输入端相连。

6.根据权利要求1所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于，所述燃气发电机组包括内燃机和燃气轮机；

所述内燃机通过内燃机烟气输出管与所述第一管路和所述调节管路相连；

所述燃气轮机通过燃气轮机输出管与所述第一管路和所述调节管路相连；

所述内燃机烟气输出管上设有内燃机烟气输出控制阀；

所述燃气轮机输出管上设有燃气轮机烟气输出控制阀。