燃?xì)庹羝硥豪鋮s四級(jí)利用電水冷熱暖汽系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
(一)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及分布式能源系統(tǒng)中一種燃?xì)庹羝硥豪鋮s四級(jí)利用電水冷熱暖汽系統(tǒng)。
(二)
【背景技術(shù)】
[0002]在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中，電能分別在兩級(jí)發(fā)電循環(huán)中產(chǎn)生:
[0003](I)燃?xì)廨啓C(jī)第一級(jí)循環(huán)發(fā)電，燃?xì)馀c空氣混合后燃燒，生成的高壓、高溫?zé)煔馑腿肴細(xì)馔钙街信蛎?、做功，推?dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生第一級(jí)電力;排出的低壓、高溫?zé)煔鈩t引入余熱鍋爐中，回收煙氣顯熱而產(chǎn)生高壓、高溫的過(guò)熱水蒸汽。
[0004](2)蒸汽輪機(jī)第二級(jí)循環(huán)發(fā)電，過(guò)熱水蒸汽送入蒸汽輪機(jī)中膨脹、做功，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生第二級(jí)電力。
[0005]因此燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)為:(I)發(fā)電效率提高至60%，超過(guò)任何單級(jí)循環(huán)發(fā)電效率的最高值40% ;因此是目前最高效率發(fā)電裝置；(2)降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量；(3)為可再生能源發(fā)電裝置的電壓波動(dòng)，提供可靠、靈活的電力支持。
[0006]然而，上述蒸汽輪機(jī)循環(huán)發(fā)電方式如下:
[0007](I)凝汽式蒸汽輪機(jī)發(fā)電循環(huán):只發(fā)電不供熱，使得大量凝汽潛熱不僅沒(méi)有充分利用，而且通過(guò)冷卻塔中循環(huán)水份的蒸發(fā)而排放環(huán)境，既消耗水資源又造成環(huán)境熱、濕污染；同時(shí)使裝置復(fù)雜、投資增加、可靠性降低、運(yùn)行費(fèi)增加，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不節(jié)能且經(jīng)濟(jì)性差。
[0008](2)抽凝式蒸汽輪機(jī)熱電循環(huán):既發(fā)電又供熱，其夏季凝汽熱量仍然通過(guò)冷卻塔中循環(huán)水份的蒸發(fā)而排放環(huán)境，因此既消耗水資源又造成環(huán)境熱、濕污染;而當(dāng)冬季由蒸汽輪機(jī)中間級(jí)抽汽供熱時(shí)，抽汽量減少發(fā)電量;該循環(huán)裝置復(fù)雜、投資增加、可靠性降低、運(yùn)行費(fèi)增加、不節(jié)能、經(jīng)濟(jì)性差。唯一的技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是不會(huì)影響燃?xì)廨啓C(jī)的循環(huán)發(fā)電以避免燃?xì)夥派ⅰ?br>[0009](3)背壓式蒸汽輪機(jī)熱電循環(huán):既發(fā)電又供熱，冬季通過(guò)提高背壓而充分利用大量凝汽潛熱來(lái)加熱循環(huán)熱水而供熱，無(wú)需冷卻塔，不消耗水資源，無(wú)環(huán)境熱、濕污染;因此裝置簡(jiǎn)單、投資降低、運(yùn)行可靠、節(jié)能顯著、運(yùn)行費(fèi)低、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)異。然而該循環(huán)以熱定電，因此春夏秋三季無(wú)供熱負(fù)荷時(shí)，蒸汽輪機(jī)就需停止運(yùn)行，進(jìn)而影響燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電循環(huán)，導(dǎo)致燃?xì)夥派ⅰ?br>[0010]綜上所述，在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置中，第二級(jí)如采用背壓式蒸汽輪機(jī)熱電循環(huán)，冬季既發(fā)電又供熱，熱電聯(lián)產(chǎn)效率可達(dá)90%，因此節(jié)能效果顯著，經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)異，且無(wú)水資源消耗和環(huán)境熱、濕污染;但是春夏秋三季無(wú)供熱負(fù)荷就使蒸汽輪機(jī)停止運(yùn)行。因此，如何提高第二級(jí)背壓式蒸汽輪機(jī)熱電循環(huán)的全年利用率，就有待熱能科技工作者深入研究并解決。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明目的是構(gòu)建一種燃?xì)庹羝硥豪鋮s四級(jí)利用電水冷熱暖汽系統(tǒng):在燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置基礎(chǔ)上，第二級(jí)采用背壓式蒸汽輪機(jī)熱電循環(huán)，凝汽器所釋放的背壓供熱量分季節(jié)平衡多組功能設(shè)備耗熱量:冬季驅(qū)動(dòng)供熱管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庹羝?jí)循環(huán)發(fā)電+背壓供暖氣+供蒸汽;春秋季驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庹羝袡C(jī)三級(jí)循環(huán)發(fā)電+供衛(wèi)生熱水+供蒸汽;夏季驅(qū)動(dòng)吸收式機(jī)組，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庹羝?jí)循環(huán)發(fā)電+供工藝?yán)渌?供工藝熱水+供蒸汽;從而在維持燃?xì)廨啓C(jī)第一級(jí)循環(huán)發(fā)電條件下，通過(guò)燃?xì)鉄崃?、蒸汽熱量、背壓熱量、冷卻熱量四級(jí)利用熱能，分季節(jié)切換實(shí)現(xiàn)發(fā)電、供水、供冷、供熱、供暖、供汽等六種功能聯(lián)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合能源利用率比聯(lián)合循環(huán)的提高一倍。
[0012]按照附圖1所示的燃?xì)庹羝硥豪鋮s四級(jí)利用電水冷熱暖汽系統(tǒng)，其由1-壓氣機(jī)；1-1-進(jìn)氣過(guò)濾器;1-2-進(jìn)氣消聲器;2-燃燒室;3-二通閥;4-燃?xì)馔钙?4-1-單軸;5-發(fā)電機(jī)；6-余熱鍋爐;6-1-除氧汽包;6-2-除氧蒸發(fā)器;6-3-省煤器;6-4-汽包;6_5_蒸發(fā)器;6_6_過(guò)熱器;6-7-煙囪；7-過(guò)濾器;8-循環(huán)栗;9-止回閥；10-蒸汽透平；11-凝汽器；12-再熱器；13-有機(jī)朗肯循環(huán)機(jī)組;13-1-蒸發(fā)器;13-2-膨脹機(jī);13-3-回?zé)崞鳎?3-4-冷凝器;13-5-儲(chǔ)液罐；
13-6-工質(zhì)栗；13-7-有機(jī)工質(zhì)；14-吸收式機(jī)組；14-1-再生器；14-2-蒸發(fā)器；14-3-吸收器；
14-4-冷凝器;15-傳感器數(shù)據(jù)采集交換模塊；16-互聯(lián)網(wǎng)終端電腦控制器;17-膨脹水箱等組成，其特征在于:
[0013]壓氣機(jī)1、燃燒室2、燃?xì)馔钙?，組成燃?xì)廨啓C(jī)；
[0014]壓氣機(jī)1、燃?xì)馔钙?、發(fā)電機(jī)5，通過(guò)單軸4-1連接為整體并共用底座，組成燃?xì)廨啓C(jī)第一級(jí)循環(huán)發(fā)電及壓氣裝置；
[0015]燃?xì)夤艿肋B接燃燒室2的燃?xì)膺M(jìn)口，組成燃?xì)庵罚?br>[0016]空氣管道連接進(jìn)氣過(guò)濾器1-1、進(jìn)氣消聲器1-2、壓氣機(jī)1、燃燒室2的空氣進(jìn)口，組成空氣支路；
[0017]空氣管道連接二通閥3、壓氣機(jī)I的出口端，組成空氣控制支路；
[0018]燃燒室2的煙氣出口通過(guò)管道連接燃?xì)馔钙?、余熱鍋爐6的煙氣進(jìn)口、過(guò)熱器6-6、蒸發(fā)器6-5、省煤器6-3、除氧蒸發(fā)器6-2、煙囪6-7，組成煙氣回路；
[0019]凝汽器11的凝結(jié)水側(cè)底部通過(guò)管道連接二通閥3、三通，與再熱器12的凝結(jié)水側(cè)底部通過(guò)管道連接二通閥3、三通而相互并聯(lián)連接，再通過(guò)三通、二通閥3與除鹽水補(bǔ)充管道并聯(lián)連接，最后串聯(lián)連接至除氧汽包6-1的凝結(jié)水進(jìn)口，組成凝結(jié)水回路；
[0020]除氧汽包6-1及其循環(huán)管道連接的除氧蒸發(fā)器6-2、過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、省煤器6-3、汽包6-4及其循環(huán)管道連接的蒸發(fā)器6-5、過(guò)熱器6-6，組成余熱鍋爐6的過(guò)熱水蒸汽制取回路；
[0021]除氧蒸發(fā)器6-2、省煤器6-3、蒸發(fā)器6-5的底部集管，分別通過(guò)管道連接二通閥3，再并聯(lián)連接至排出管，組成余熱鍋爐6的排污支路；
[0022]過(guò)熱器6-6出口通過(guò)管道連接三通、三通、二通閥3，組成提供過(guò)熱水蒸汽支路；
[0023]過(guò)熱器6-6出口通過(guò)管道連接三通、三通、二通閥3、再熱器12的過(guò)熱水蒸汽側(cè)，組成再熱支路；
[0024]過(guò)熱器6-6出口通過(guò)管道連接三通、二通閥3、蒸汽透平10、凝汽器11的過(guò)熱水蒸汽側(cè)，組成蒸汽輪機(jī)支路；
[0025]蒸汽透平10、發(fā)電機(jī)5，組成蒸汽輪機(jī)第二級(jí)循環(huán)發(fā)電裝置；
[0026]回水管連接三通、過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、凝汽器11的熱水側(cè)、三通、再熱器12的熱水側(cè)、供水管網(wǎng)、采暖末端和衛(wèi)生熱水末端、回水管網(wǎng)、二通閥3、三通，組成背壓供熱驅(qū)動(dòng)采暖循環(huán)切換回路；
[0027]回水管連接三通、過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、凝汽器11的熱水側(cè)、三通、三通、蒸發(fā)器13-1的熱水側(cè)、二通閥3、三通、三通，組成背壓供熱驅(qū)動(dòng)發(fā)電循環(huán)切換回路；
[0028]有機(jī)工質(zhì)管道連接蒸發(fā)器13-1工質(zhì)側(cè)、二通閥3、膨脹機(jī)13-2、回?zé)崞?3-3放熱側(cè)、冷凝器13-4工質(zhì)側(cè)、儲(chǔ)液罐13-5、工質(zhì)栗13-6、二通閥3、回?zé)崞?3-3吸熱側(cè)，組成有機(jī)朗肯循環(huán)回路；
[0029]膨脹機(jī)13-2、發(fā)電機(jī)5，組成膨脹機(jī)第三級(jí)循環(huán)發(fā)電裝置；
[0030]自來(lái)水管道連接過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、冷凝器13-4的衛(wèi)生熱水側(cè)，組成衛(wèi)生熱水循環(huán)回路；
[0031]回水管連接三通、過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、凝汽器11的熱水側(cè)、三通、三通、再生器14-1的熱水側(cè)、二通閥3、三通、三通，組成背壓供熱驅(qū)動(dòng)吸收式機(jī)組(制冷+制熱)聯(lián)合循環(huán)切換回路；
[0032]工藝回水管道連接過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、蒸發(fā)器14-2的工藝?yán)渌畟?cè)，組成提供工藝?yán)渌h(huán)回路；
[0033]工藝回水管道連接過(guò)濾器7、循環(huán)栗8、止回閥9、串聯(lián)連接的吸收器14-3和冷凝器
14-4的工藝熱水側(cè)，組成工藝熱水循環(huán)回路；
[0034]膨脹水箱17底部出口通過(guò)管道連接到過(guò)濾器7入口前的三通，組成背壓供熱切換回路的定壓膨脹支路。
[0035]在集成系統(tǒng)中的燃?xì)廨斔凸艿?、空氣輸送管道、各種循環(huán)回路的過(guò)濾器7進(jìn)口、蒸汽透平10的進(jìn)汽口、各級(jí)發(fā)電機(jī)5的輸電線(xiàn)、過(guò)熱水蒸汽輸出管、采暖熱水輸出管、再熱器12的過(guò)熱水蒸汽側(cè)進(jìn)汽口、除鹽水補(bǔ)充管，均設(shè)置傳感器數(shù)據(jù)采集交換模塊15，并分別通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式，與互聯(lián)網(wǎng)終端電腦控制器16之間相互通訊連接，并交換信息，以組建成能量管理互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)一能聯(lián)網(wǎng)。
[0036]蒸發(fā)器13-1是干式蒸發(fā)器或滿(mǎn)液式蒸發(fā)器或降膜式蒸發(fā)器;冷凝器13-4是管殼式冷凝器或板式冷凝器或套管式冷凝器或板翅式冷凝器或盤(pán)管式冷凝器。
[0037]有機(jī)工質(zhì)13-7*R134aSR245fa。
[0038]本發(fā)明的工作原理結(jié)合附