CN2698989Y - 模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置，包括微型燃气轮机和吸收式冷热水机组，所述微型燃气轮机的燃烧机构中包括一回热器，所述吸收式冷热水机组包括一高温发生器，其特征在于，所述装置进一步包括：燃机尾气调节机构，由尾气直接排空阀和烟气切换阀组成，所述两阀的入口均连接所述微型燃气轮机中回热器的尾气出口，所述烟气切换阀的出口连接所述吸收式冷热水机组的高温发生器，所述尾气直接排空阀的出口置于大气中。本实用新型提供一种模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置，使用燃气轮机发电机做动力源，同时向外输出电、热、冷等不同种类和品质的能源，简化系统装置，提高燃料总的能源使用效率。

Description

模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置

技术领域

本实用新型属于机械动力设备，涉及一种微型燃气轮机设备的热电冷联产系统装置。

背景技术

燃气轮机联合循环的热电冷三联供系统在21世纪的能源可持续发展战略中具有重要的意义。近年来，较小型的三联供系统进一步得到了倡导，这就是采用燃气轮机与吸收式制冷机的微型热电冷联供系统。这种系统由于使用了较清洁的能源——天然气，很大程度上降低了CO₂与CHF的排放，减少了全球变暖的温室效应和对大气臭氧层的破坏，顺应了环保要求，特别是居住区域的环保要求；尽管这种系统是小型、分散的系统，却仍有相当高的能源效率，因而从理论上呈现出美好的前景。很显然，城市中存在的大量楼宇群、居住小区和工业企业建筑，他们都是三联供系统潜在的应用场所。只要三联供在技术上和经济上都表现良好，其巨大的潜在市场可能给我国工业和经济一个很大的贡献。然而，目前的联产方式通常使用废热回收锅炉回收尾气的热量，这种锅炉在联产中使用存在热负荷转换损失、能源利用率低和设备复杂等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置，使用燃气轮机发电机做动力源，同时向外输出电、热、冷等不同种类和品质的能源，简化系统装置，提高燃料总的能源使用效率。

本实用新型模块装置的设计依据“兼顾冷热电负荷”的原则：即根据冷热电负荷来成套联产模块，根据所需的配电负荷来确定发电机功率，确保燃气轮机满负荷运转，同时兼顾燃机的余热利用效率和楼宇能源负荷，综合性能好。

本实用新型是这样实现的：一种模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置，包括微型燃气轮机和吸收式冷热水机组，所述微型燃气轮机的燃烧机构中包括一回热器，所述吸收式冷热水机组包括一高温发生器，其特征在于，所述装置进一步包括：燃机尾气调节机构，由尾气直接排空阀和烟气切换阀组成，所述两阀的入口均连接所述微型燃气轮机中回热器的尾气出口，所述烟气切换阀的出口连接所述吸收式冷热水机组的高温发生器，所述尾气直接排空阀的出口置于大气中。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本实用新型的一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型的结构如附图1所示，包括微型燃气轮机100和吸收式冷热水机组200，其中的微型燃气轮机100进一步又包括若干个机构，由空气过滤器1、进气风管2和压气机3组成的进气机构，由回热器4、燃料电动调节阀5和燃烧室6组成的燃烧机构，由动力涡轮7和发电机8组成的发电机构。

体现本实用新型设计要点的燃机尾气调节部分200由尾气直接排空阀9、烟气切换阀10、耐高温轴流风机11和烟气电动阀12组成。其中阀9、10的入口均连接所述微型燃气轮机100中回热器4的尾气出口，尾气直接排空阀9的出口置于大气中。风机11设置在烟气切换阀10的出口，电动阀12的入口连接风机11的出口，其出口连接吸收式冷热水机组300的高温发生器13吸收式冷热水机组300由高温发生器13、高温换热器14、冷热切换阀15、低温换热器16、溶液泵17、冷剂泵18、吸收器19、冷水盘管20、蒸发器21、冷水阀22、温水阀23、低温发生器24、冷凝器25和冷却水盘管26组成。在尾气余热回收部分中直接将尾气通入吸收式冷热水机组300的高温发生器13。

本实用新型的工作过程为，在上述结构的动力设备燃气轮机中，空气首先经空气过滤器1过滤，进入进气风管2中并冷却发电机构中的发电机8，由压气机3压缩，在回热器4与动力涡轮7排出的烟气进行热交换。在燃烧室6中燃料燃烧产生高温高压烟气，高温高压烟气在动力涡轮7中膨胀做功，推动涡轮7转动。而涡轮7又反过来带动压气机3转动以压缩空气，维持正常运转。燃料的能量在涡轮7处由内能转变为机械能，带动发电机8转动，发电机8把机械能转变为电能后以电能的形式输出。高温高压烟气膨胀做功后，通过回热器4与压缩空气在回热器4中进行热交换回收部分热量。

回热器4排出的尾气温度还是相当高，还有大量的内能。可以直接通过尾气直接排空阀9排空进入大气层，使燃气轮机单独运行，也可通过烟气切换阀10的切换经轴流风机11加压后，由烟气电动阀12直接通入吸收式冷热水机组300的高温发生器13，回收其热量后排放，实现热电冷的联产联供。

吸收式冷热水机组300是一种双元制冷工质的、冷热可切换的非压缩式制冷机。制冷、供热两种工况可以按照要求灵活地切换。

在供热工况下，冷热切换阀15关闭，冷水阀22关闭，温水阀23打开，高温烟气中加热热水盘管27中循环水直接供热。

在制冷工况下，冷热切换阀15打开，冷水阀22打开，温水阀23关闭。吸收器19出口的一部分低浓度制冷工质由溶液泵17经高温换热器14输送至高温发生器13中。高温烟气在高温发生器13中加热双元溶液，产生制冷工质溶剂蒸汽，并使溶液的浓度提高。吸收器19出口的另一部分低浓度制冷工质由溶液泵17经低温换热器16输送至低温发生器24，低温发生器24中的稀溶液与来自高温发生器13的制冷工质溶剂蒸汽换热后产生溶剂蒸汽，其浓度得到提高。高温发生器13的浓溶液经高温换热器14与吸收器19的稀溶液进行热交换、与低温发生器24的浓溶液经低温换热器16与吸收器19的稀溶液进行热交换，混合后进入吸收器19，并喷淋在吸收器19中的冷却水盘管26的表面，该浓溶液温度降低，吸收在蒸发器21中产生的冷剂溶剂蒸汽，使蒸发器21保持所需的低压，冷剂溶剂得以不断汽化吸热。喷淋的制冷工质吸收冷剂溶剂蒸汽后浓度降低，重新成为低浓度制冷工质，又由溶液泵17送往高温发生器13和低温发生器24中，吸收过程产生的热量则由吸收器19内的冷却水盘管26中的冷却水带走。

高温发生器13的制冷工质溶剂蒸汽换热放出潜热，冷凝为冷剂溶剂，经节流后进入冷凝器25中，低温发生器24中的溶剂蒸汽也进入冷凝器25中，在冷凝器25中的冷剂溶剂蒸汽被冷却水盘管26冷却而成为冷剂溶剂。冷凝器25中的冷剂溶剂经节流装置后进入蒸发器21，喷淋在蒸发器21中的冷水盘管20的表面，吸收冷水盘管20中的冷冻传热工质热量而汽化冷剂溶液蒸汽，吸收器中的浓溶液吸收冷剂蒸汽。蒸发器21中未汽化的冷剂溶剂由冷剂泵18加压后循环喷淋在蒸发器21的冷水盘管20的表面。冷冻传热工质温度降低，输出制冷能量，达到制冷的目的。

本实用新型使用微型燃气轮机做动力源，由燃烧室的高温高压烟气推动涡轮并带动发电机得到电能输出；含有余热的燃气在余热型吸收式冷热水机组的高温发生器中加热再生双元制冷工质的方式以产生制冷冷端热，得到制冷输出；加热供热工质得到供热输出，实现带电、热、冷的联合输出，充分利用燃气轮机的输出能量，以满足能量的综合需要。

本实用新型的核心微型燃气轮机使用进口M3S-28R-FD4，也可以使用相似的机组，吸收式冷热水机组可以采用国产的BS100VIII15，这样的微型联产装置将有大约30kW的电能输出，50kW的制冷能量和65kW的供热能量输出。

本实用新型中，对普通建筑物空调时，吸收式制冷的双元制冷工质可以使用溴化锂和水，工业应用时，可以使用水和氨水，可以得到较低的制冷温度。供热工质可以使用水。吸收式冷热水机组可以参照普通的直燃式机组设计。

Claims (2)

1、一种模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置，包括微型燃气轮机和吸收式冷热水机组，所述微型燃气轮机的燃烧机构中包括一回热器，所述吸收式冷热水机组包括一高温发生器，其特征在于，所述装置进一步包括：

燃机尾气调节机构，由尾气直接排空阀和烟气切换阀组成，所述两阀的入口均连接所述微型燃气轮机中回热器的尾气出口，所述烟气切换阀的出口连接所述吸收式冷热水机组的高温发生器，所述尾气直接排空阀的出口置于大气中。

2、根据权利要求1所述的模块化微型燃气轮机热电冷联产系统装置，其特征在于，所述燃机尾气调节机构进一步包括风机和电动阀，所述风机设置在所述烟气切换阀的出口，所述电动阀的入口连接风机的出口，其出口连接所述吸收式冷热水机组的高温发生器。