CN2773315Y - 燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置，它包括：燃气轮发电机和溴化锂直燃机；溴化锂直燃机包括：高温发生器、低温发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器；高温发生器内设有一增换热管，燃气轮发电机排烟口通过烟气三通阀的旁通阀和管道与高温发生器内的增换热管相连接，燃气轮发电机排烟口通过烟气三通阀的直排阀与排烟管道相连接。本实用新型中的溴化锂直燃机可以用燃气轮发电机的废烟气为高温发生器提供热源。因此本实用新型燃气轮发电机与溴化锂直燃机对接的冷热电联产装置可以充分利用燃气轮发电机的余热，达到节约能源的目的。

Description

燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于商场、酒店、医院、工厂等建筑物制冷、供热和电的燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置。

背景技术

燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机(透平或动力涡轮)；2、压气机(空气压缩机)；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作功，推动动力叶片高速旋转，废气排入大气中，造成能源的浪费。

燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，轻型燃气轮机为航空发动机的转型，如LM6000PC和FT8燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机，如GT26和PG6561B等燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。燃气轮机是一种非常成熟的技术，从1939年第一台燃气轮发电机系统在德国运行至今65年，目前已经是一种在世界上普遍使用的可靠技术。在分布式能源项目中，我们主要使用的是小型燃气轮机，500-15000kw以下机组。小型燃气轮机发电效率一般在20-35％之间，个别机组可达到40％，余热全部是高品质的烟气，温度500℃左右，非常便于回收，热电联产效率一般在75-85％之间。燃气轮机余热的烟气中含氧超过15％，可以再加入燃料补燃。因为补燃是在500℃左右的温度上往上烧，燃料基本没有浪费，非常节能。在排放允许的范围内，补燃可以至少再增加1.5倍的供热量。燃气轮机运行成本比较低，大修周期30000h左右。小型燃气轮机的氮氧化物排放15-80ppm，可以满足北京的环保要求。

作为制冷装置的溴化锂直燃机包括：高温发生器、低温发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器。它的工作原理如下：高温发生器中的燃烧机在高温发生器内燃烧天然气，使高温发生器内的溴化锂溶液沸腾，产生水蒸汽，该水蒸汽通过管道进入低温发生器换热管内，将低温发生器换热管外的溴化锂稀溶液加热，稀溶液产生的水蒸汽进入冷凝器，同时低温发生器换热管内的水蒸汽被溴化锂稀溶液冷凝后也进入冷凝器内。高温发生器内浓缩后的溴化锂溶液通过管道进入高温热交换器内，低温发生器内浓缩后的溴化锂溶液通过管道进入低温热交换器内。冷却水流经冷凝器换热管，将冷凝器换热管外来自高温发生器和低温发生器的水蒸汽冷凝，然后冷却水进入冷却塔，将它吸取的热量散放到大气环境中。在冷凝器中被冷却水冷凝的水蒸汽变成冷剂水流入蒸发器。从空调系统来的冷冻水流经蒸发器的换热管，被换热管外的真空环境下的冷剂水喷淋，冷剂水吸取蒸发器换热管内冷冻水的热量，不断蒸发，使换热管内来自用户空调系统的冷冻水温度降低，部分未蒸发的冷剂水落入蒸发器水盘，被冷剂泵再次送入喷淋管循环喷淋，以降低冷冻水温度。冷冻水在蒸发器内失去热量后被冷冻水泵送入用户空调系统进行制冷。冷剂水获得了空调系统的热量变成水蒸汽进入吸收器，被吸收器内喷淋的浓度较大的溴化锂浓溶液吸收，溴化锂浓溶液吸收的热量被吸收器冷却管中的冷却水带走。吸收了水蒸汽的溴化锂溶液浓度降低，变成溴化锂稀溶液，而溴化锂稀溶液被液泵分别送向高温发生器和低温发生器中再次被加热，使溶液中的水分被蒸发，产生冷剂水蒸汽。溶液和冷剂水不间断的循环，蒸发器就能连续不断的供应低温冷冻水。

上述溴化锂直燃机和燃气轮发电机装置要得到冷、热和电都必须消耗能源。在我国空调领域，有大量溴化锂直燃机用于中央空调系统。这主要是因为我国电力供应紧张，造成压缩式制冷机的初投资、电力运行费及增容费之和高于溴化锂直燃机的初投资和运行费，使得溴化锂直燃机在中央空调领域中拥有较大的市场。但是，溴化锂直燃机的能耗大大高于以全国平均发电煤耗的电厂和压缩式制冷装置组成的系统，故目前在国内民用建筑空调领域中普遍使用的溴化锂直燃机，造成了能源的大量浪费。溴化锂直燃机燃烧能源制冷，只节电，不节能，同压缩式制冷装置相比，经济上没有很大的优势。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种既节电，又节能的燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置，其特征在于：它包括：燃气轮发电机和余热溴化锂直燃机；所述余热溴化锂直燃机包括：高温发生器、低温发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器；所述高温发生器内设有一增换热管，所述燃气轮发电机排烟口通过烟气三通阀的旁通阀和管道与所述高温发生器内的增换热管相连接，所述燃气轮发电机排烟口通过烟气三通阀的直排阀与排烟管道相连接。

所述高温发生器内具有燃烧机，所述高温发生器水蒸汽输气管与所述低温发生器内的换热管入口相连接，所述低温发生器换热管出口通过管道与冷凝器相连接，所述冷凝器内设有冷却水换热管，所述冷凝器冷却水换热管出口与冷却塔进水管相连接；所述冷凝器通过管道与所述蒸发器的一根喷淋管相连接；所述蒸发器内设有冷冻水换热管，所述蒸发器冷冻水换热管出口与空调系统入水管相连接，所述蒸发器冷冻水换热管进口与空调系统出水管相连接，所述蒸发器底部通过管道与一水泵相连接，所述水泵出口通过管道与所述蒸发器的另一根喷淋管相连接；所述吸收器内设有冷却水换热管，所述冷却水换热管入口与冷却塔出水管相连接，所述冷却水换热管出口通过管道与所述冷凝器内冷却水换热管入口相连接，所述吸收器底部通过管道连接有一水泵，所述水泵出口分别与所述低温热交换器和高温热交换器的换热管道相连接，所述低温热交换器的换热管道出口通过管道与所述低温发生器的喷淋管相连接，所述高温热交换器的换热管道出口通过管道与所述高温发生器相连接；所述高温发生器通过管道与所述高温热交换器入口相连接，所述高温热交换器出口通过管道与所述吸收器的喷淋管相连接，所述低温发生器通过管道与所述低温热交换器入口相连接，所述低温热交换器的出口通过管道与所述吸收器的喷淋管相连接。

本实用新型的优点是：本实用新型由于采用以上设计方案，燃气轮发电机排出的废热被用于驱动溴化锂直燃机装置制冷和采暖，使能源按“先功后热”的顺序利用，使燃气轮发电机和溴化锂直燃机相结合，对燃料的利用率达到理想的要求。

我国目前许多大中型建筑物由于消防法规要求，都设置有柴油发电机组备用电站，其利用率较低，若将其改为燃气轮发电机组基本电站，并且将其烟气用作该建筑物溴化锂直燃机的热源，使该冷热电联产装置为建筑物供电的同时，可以给业主大大节省电力运行费和增容费，同时缓解城市供电紧张的局面。

本实用新型采用天然气燃烧的高品位热能在燃气轮发电机中做功，用其低品位废热作为溴化锂吸收式制冷机的制冷供热热源的冷热电三联供机组，其系统等效发电煤耗比以蒸汽或热水为热源的溴化锂吸收式制冷机、或直燃型溴化锂吸收式制冷供热机组的系统等效发电煤耗低得多。

该机组应根据负荷特性来决定它的设备配置，而一般设计院提供的负荷都是尖峰负荷，如果按照此负荷选择设备则经济性将大大的降低。冷热电三联供的设备选型应根据用户实际的负荷情况来确定。选型前先确定冷热电的基本负荷，根据基本电负荷选择燃气轮发电机容量，再根据燃气轮发电机的余热量选择烟气型溴化锂直燃机的容量。用市电对电负荷进行调峰和备用，标准型直燃机作为冷热负荷的调峰和备用。这样既可满足用户的尖峰负荷，又提高了设备的最大利用率，因此，相对于常规方案而言，冷热电三联供方案具有很好的经济性。

冷热电三联供的运行情况要根据用户的负荷性质来决定，如商场、办公楼之类的用户，负荷高峰集中在白天，该机组在白天启动，利用燃气轮机的废烟气带动溴化锂直燃机运行，而在低峰负荷的晚上，燃气轮发电机停止工作，溴化锂直燃机直接燃烧天然气运行。另外，现在商业电价实行峰谷电价，夜晚低峰负荷的电价非常低，而燃气冷热电三联供机组产出的每度电成本高于夜间低谷电价，因此，从经济性考虑，该机组在电价峰值时运行，而在低谷电价时燃气轮发电机停止工作，直接燃烧天然气供冷热负荷。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置，其特征在于：它包括：燃气轮发电机1和余热溴化锂直燃机；余热溴化锂直燃机包括：高温发生器3、低温发生器4、冷凝器5、蒸发器6、吸收器7、高温热交换器8、低温热交换器9；高温发生器3内设有一增换热管32，燃气轮发电机1排烟口通过烟气三通阀的旁通阀30和管道31与高温发生器3内的增换热管32相连接，燃气轮发电机1排烟口通过烟气三通阀的直排阀33与排烟管道34相连接。

高温发生器3内具有燃烧机45，高温发生器3水蒸汽输气管10与低温发生器4内的换热管11入口相连接，低温发生器4换热管11出口通过管道12与冷凝器5相连接，冷凝器5内设有冷却水换热管13，冷凝器冷却水换热管13出口与冷却塔进水管13a相连接；冷凝器5通过管道15与蒸发器6的一根喷淋管2相连接；蒸发器6内设有冷冻水换热管16，蒸发器冷冻水换热管16出口与空调系统入水管14相连接，蒸发器冷冻水换热管16进口与空调系统出水管18相连接，蒸发器6底部通过管道与一水泵19相连接，水泵19出口通过管道与蒸发器6的另一根喷淋管2a相连接；吸收器7内设有冷却水换热管46，冷却水换热管46入口与冷却塔出水管13b相连接，冷却水换热管46出口通过管道与冷凝器内冷却水换热管13入口相连接，吸收器7底部通过管道连接有一水泵23，水泵23出口分别与低温热交换器9和高温热交换器8的换热管道24、25相连接，低温热交换器9的换热管道24出口通过管道与低温发生器的喷淋管47相连接，高温热交换器8的换热管道25出口通过管道与高温发生器3相连接；高温发生器3通过管道与高温热交换器8入口相连接，高温热交换器8出口通过管道28与吸收器7的喷淋管48相连接，低温发生器4通过管道29与低温热交换器9入口相连接，低温热交换器9的出口通过管道与吸收器7的喷淋管48相连接。

本实用新型燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置，其中的溴化锂直燃机可以用燃气轮发电机1的废烟气或直接通过燃烧机45燃烧天燃气为高温发生器提供热源。因此本实用新型燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置可以充分利用燃气轮发电机1的余热，达到节约能源的目的。

管道31上设有消音器44。

以上所述，仅为用来解释本实用新型之较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做任何形式上的限制，所以凡是在本实用新型之创作精神下，所作的任何修饰或变更，皆仍应属于本实用新型意图保护之范围。

Claims (2)

1、一种燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置，其特征在于：它包括：燃气轮发电机和余热溴化锂直燃机；所述余热溴化锂直燃机包括：高温发生器、低温发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器；所述高温发生器内设有一增换热管，所述燃气轮发电机排烟口通过烟气三通阀的旁通阀和管道与所述高温发生器内的增换热管相连接，所述燃气轮发电机排烟口通过烟气三通阀的直排阀与排烟管道相连接。

2、根据权利要求1所述的燃气轮发电机与溴化锂直燃机空调对接的冷热电联产装置，其特征在于：所述高温发生器内具有燃烧机，所述高温发生器水蒸汽输气管与所述低温发生器内的换热管入口相连接，所述低温发生器换热管出口通过管道与冷凝器相连接，所述冷凝器内设有冷却水换热管，所述冷凝器冷却水换热管出口与冷却塔进水管相连接；所述冷凝器通过管道与所述蒸发器的一根喷淋管相连接；所述蒸发器内设有冷冻水换热管，所述蒸发器冷冻水换热管出口与空调系统入水管相连接，所述蒸发器冷冻水换热管进口与空调系统出水管相连接，所述蒸发器底部通过管道与一水泵相连接，所述水泵出口通过管道与所述蒸发器的另一根喷淋管相连接；所述吸收器内设有冷却水换热管，所述冷却水换热管入口与冷却塔出水管相连接，所述冷却水换热管出口通过管道与所述冷凝器内冷却水换热管入口相连接，所述吸收器底部通过管道连接有一水泵，所述水泵出口分别与所述低温热交换器和高温热交换器的换热管道相连接，所述低温热交换器的换热管道出口通过管道与所述低温发生器的喷淋管相连接，所述高温热交换器的换热管道出口通过管道与所述高温发生器相连接；所述高温发生器通过管道与所述高温热交换器入口相连接，所述高温热交换器出口通过管道与所述吸收器的喷淋管相连接，所述低温发生器通过管道与所述低温热交换器入口相连接，所述低温热交换器的出口通过管道与所述吸收器的喷淋管相连接。