本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
目前分布式能源市場(chǎng)中的中小型熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域，存在如下問(wèn)題：
1. 熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目是由用戶分別購(gòu)買發(fā)電機(jī)組，換熱器等設(shè)備和部件后，在現(xiàn)場(chǎng)安裝組成一套熱電聯(lián)供機(jī)組。其施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)選型對(duì)機(jī)組的使用效果影響很大。2. 熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的供電負(fù)荷大小受時(shí)間、季節(jié)、建筑使用功能等限制大，波動(dòng)大；3. 目前的分布式能源項(xiàng)目，大多采用單臺(tái)或多臺(tái)大型發(fā)電機(jī)組，投資成本高，且由于需求側(cè)負(fù)荷波動(dòng)，常常在低負(fù)荷運(yùn)行，效率大大降低。4. 大型發(fā)電機(jī)組一旦損壞，必須整機(jī)停止發(fā)電，進(jìn)行設(shè)備維修，對(duì)正常生產(chǎn)生活造成不便；5. 大型發(fā)電機(jī)組維修周期長(zhǎng)，備品備件價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
實(shí)用新型的目的：為了提供一種效果更好的熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)組，具體目的見(jiàn)具體實(shí)施部分的多個(gè)實(shí)質(zhì)技術(shù)效果。
為了達(dá)到如上目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案：
模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組， 其特征在于，包含一個(gè)以上的發(fā)電模塊，所述發(fā)電模塊接入電網(wǎng)，所述發(fā)電模塊內(nèi)部包含發(fā)電機(jī)及同步電子調(diào)速器，發(fā)電模塊伸出的管道包含廢氣管道和冷卻水管道，冷卻水管道和廢氣管道上各自包含切換閥，冷卻水管道和廢氣管道各自通過(guò)切換閥連接冷卻裝置，冷卻水管道和廢氣管道各自的管道還連接余熱回收裝置。
本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述發(fā)電模塊還直接連接用戶用電裝置。
本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述發(fā)電模塊包含的發(fā)電機(jī)為沼氣發(fā)電機(jī)、天然氣發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、甲醇發(fā)電機(jī)、頁(yè)巖氣發(fā)電機(jī)、瓦斯氣發(fā)電機(jī)、車用發(fā)電機(jī)及由發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的發(fā)電機(jī)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述余熱回收裝置為板式換熱器、管殼式換熱器或者翅片式換熱器。
本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述的冷卻裝置為風(fēng)冷冷卻、水冷冷卻或者油冷卻。
本實(shí)用新型進(jìn)一步技術(shù)方案在于，所述冷卻水管道和廢氣管道置于地下。
采用如上技術(shù)方案的本實(shí)用新型，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、操作安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠、可更換性好、節(jié)能效果好、維護(hù)保養(yǎng)工作量小。
附圖說(shuō)明
為了進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明：
圖1為實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1發(fā)電模塊；2發(fā)電模塊控制器；3并網(wǎng)控制柜；4余熱回收裝置；5冷卻裝置；6切換閥；7.用戶用電裝置；8.電網(wǎng)；9.廢氣管道；10.冷卻水管道；1.1發(fā)電機(jī)；1.2同步電子調(diào)速器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制：
模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組， 其特征在于，包含一個(gè)以上的發(fā)電模塊，所述發(fā)電模塊接入電網(wǎng)，所述發(fā)電模塊內(nèi)部包含發(fā)電機(jī)，發(fā)電模塊伸出的管道包含廢氣管道和冷卻水管道，冷卻水管道和廢氣管道上各自包含切換閥，冷卻水管道和廢氣管道各自通過(guò)切換閥連接冷卻裝置，冷卻水管道和廢氣管道各自的管道還連接余熱回收裝置。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果及其實(shí)現(xiàn)過(guò)程為如下：開(kāi)創(chuàng)性地能將發(fā)電結(jié)構(gòu)的廢水和廢熱都能夠利用起來(lái)，直接可以用于余熱回收。
模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組，采用模塊化設(shè)計(jì)，由一個(gè)以上的發(fā)電模塊組成，每個(gè)發(fā)電模塊均包含一個(gè)發(fā)電機(jī)及一個(gè)同步電子調(diào)速器。同步電子調(diào)速器用于調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。由發(fā)電模塊控制器調(diào)節(jié)發(fā)電模塊之間運(yùn)行關(guān)系，每個(gè)發(fā)電模塊均可獨(dú)立運(yùn)行，也可多臺(tái)發(fā)電模塊并機(jī)運(yùn)行。將各發(fā)電模塊輸出的電力線路并聯(lián)，通過(guò)并網(wǎng)控制柜輸送至用戶。將各發(fā)電模塊輸出的廢氣、冷卻管道分別并聯(lián)，使發(fā)電產(chǎn)生的余熱集中輸送至余熱回收裝置或冷卻裝置，通過(guò)切換閥的切換，即可利用余熱回收裝置送往熱用戶，也可利用冷卻裝置散熱冷卻，保證熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。
所述發(fā)電模塊還直接連接用戶用電裝置。所述發(fā)電模塊為沼氣發(fā)電機(jī)、天然氣發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、甲醇發(fā)電機(jī)、頁(yè)巖氣發(fā)電機(jī)、瓦斯氣發(fā)電機(jī)、車用發(fā)電機(jī)及由各種發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的發(fā)電機(jī)。所述余熱回收裝置為板式換熱器、管殼式換熱器或者翅片式換熱器。所述的冷卻裝置為風(fēng)冷冷卻、水冷冷卻或者油冷卻。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選和非必要的拓展，以設(shè)計(jì)負(fù)荷600kw為例，塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組可由5個(gè)120kw的天然氣發(fā)電模塊組成，每個(gè)發(fā)電模塊均包含一套120kw天燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、一套120kw天燃?xì)獍l(fā)電機(jī)同步電子調(diào)速器。采用一套發(fā)電模塊控制器調(diào)節(jié)5個(gè)發(fā)電模塊之間的協(xié)同關(guān)系。發(fā)電機(jī)利用燃料燃燒做功發(fā)出電力，同步電子調(diào)速器根據(jù)電網(wǎng)相序調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電力與電網(wǎng)相一致。發(fā)電模塊控制器，根據(jù)電力需求量大小，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。利用電纜將各發(fā)電模塊電路并聯(lián)，產(chǎn)出的電能經(jīng)并網(wǎng)控制柜輸送至用戶，利用管道分別將發(fā)電模塊缸套水（冷卻水）并聯(lián)、廢氣排氣裝置并聯(lián)，再集中連接至余熱回收裝置和冷卻裝置，熱回收裝置與用戶的用熱設(shè)備連接，進(jìn)行換熱。在熱回收裝置與冷卻裝置之間設(shè)置一組切換閥，若用戶需要的熱量小于回收熱量，則通過(guò)切換閥切換至冷卻裝置散熱，保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行。
此種方式避免了使用大型發(fā)電機(jī)組的問(wèn)題：1. 余熱回用裝置既使模塊化發(fā)電機(jī)組溫度保持在合理范圍，又為用熱用戶提供熱量，達(dá)到熱電聯(lián)產(chǎn)的目的；2. 一種模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組采用多臺(tái)小型發(fā)電模塊并聯(lián)，顯著降低初投資成本，3. 在用戶發(fā)電量供應(yīng)波動(dòng)或電力負(fù)荷需求降低時(shí)，可以利用發(fā)電模塊控制系統(tǒng)，關(guān)閉模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組中的單臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電模塊，不影響發(fā)電效率，而大型發(fā)電機(jī)組在降低輸出功率時(shí)，效率會(huì)隨之降低。 4. 大型發(fā)電機(jī)組一旦損壞，必須整機(jī)停止發(fā)電，進(jìn)行設(shè)備維修，對(duì)正常生產(chǎn)生活造成不便。模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組設(shè)備維修時(shí)，只需單獨(dú)切斷有故障發(fā)電模塊，無(wú)論拆除、維修、更換，對(duì)其余模塊并無(wú)影響，避免了因維修原因?qū)е麻L(zhǎng)時(shí)間停電；5.模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組維修周期短，小型發(fā)電機(jī)技術(shù)成熟，零配件便于采購(gòu)，備品備件價(jià)格低廉，維護(hù)成本低。
利用一種模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組，將現(xiàn)有大型發(fā)電機(jī)組小型化、模塊化，配備的余熱回收裝置能將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的余熱回收利用到生產(chǎn)生活中，運(yùn)用一套發(fā)電模塊控制器調(diào)節(jié)各發(fā)電模塊之間的協(xié)同關(guān)系，使資源合理利用。
模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組由多個(gè)發(fā)電模塊組成，每個(gè)發(fā)電模塊均包含一套發(fā)電機(jī)、一套同步電子調(diào)速器。采用一套發(fā)電模塊控制器調(diào)節(jié)各發(fā)電模塊之間的協(xié)同關(guān)系。發(fā)電機(jī)利用燃料燃燒做功發(fā)出電力，同步電子調(diào)速器根據(jù)電網(wǎng)相序調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電力與電網(wǎng)相一致。發(fā)電模塊控制系統(tǒng)，根據(jù)電力需求量大小，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊運(yùn)行參數(shù)、開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。利用電纜將各發(fā)電模塊電路并聯(lián)，產(chǎn)出的電能經(jīng)并網(wǎng)控制柜輸送至用戶，利用管道分別將發(fā)電模塊缸套水（冷卻水）并聯(lián)、廢氣排氣裝置并聯(lián)，再集中連接至余熱回收裝置，熱回收裝置與用戶的用熱設(shè)備連接，進(jìn)行換熱。在熱回收裝置與冷切裝置之間設(shè)置一組切換閥，若用戶需要的熱量小于回收熱量，則通過(guò)切換閥切換至冷卻裝置散熱，保證發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行。
本實(shí)用新型的運(yùn)行邏輯范例如下：
開(kāi)機(jī)邏輯：
1.發(fā)電模塊控制器檢測(cè)燃料參數(shù)，例如天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的天然氣壓力、甲烷含量、風(fēng)門開(kāi)度或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的油箱油位、油箱溫度等。若燃料參數(shù)無(wú)法達(dá)到運(yùn)行要求，則報(bào)警，步驟停止，若為正常，則進(jìn)行下一步驟；
2.發(fā)電模塊控制器檢測(cè)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)合閘狀態(tài)，若并網(wǎng)開(kāi)關(guān)為閉合狀態(tài)，則報(bào)警，步驟停止，若為斷開(kāi)，則進(jìn)行下一步驟；
3.發(fā)電模塊控制器檢測(cè)電網(wǎng)參數(shù)是否合格，例如220V、50Hz交流電，實(shí)測(cè)5s內(nèi)電壓正負(fù)波動(dòng)不超過(guò)5%，若不合格則報(bào)警、停止動(dòng)作，合格方可進(jìn)行下一步；
4.發(fā)電模塊控制器檢測(cè)余熱回收與散熱設(shè)置，若設(shè)置在余熱回收模式，則開(kāi)啟余熱回收裝置側(cè)切換閥并關(guān)閉冷卻裝置側(cè)切換閥；若設(shè)置在散熱模式，則開(kāi)啟冷卻裝置側(cè)切換閥并關(guān)閉余熱回收裝置側(cè)切換閥。若30s內(nèi)未檢測(cè)到對(duì)應(yīng)閥門開(kāi)、閉到位反饋信號(hào)，則報(bào)警、停止動(dòng)作，若30s內(nèi)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)閥門開(kāi)、閉到位反饋信號(hào)，方可進(jìn)入下一步；
5.發(fā)電模塊控制器按編號(hào)順序判斷累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，選擇累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的發(fā)電模塊。若發(fā)電模塊被定義為故障狀態(tài)或正在運(yùn)行狀態(tài)，則跳過(guò)選擇，直至選中累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最短的未運(yùn)行的發(fā)電模塊，并將此發(fā)電模塊定義為運(yùn)行狀態(tài)；
6.發(fā)電模塊控制器啟動(dòng)選中的發(fā)電模塊、啟動(dòng)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。若發(fā)電模塊控制器在10秒內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功反饋信號(hào)，則報(bào)警、停止動(dòng)作，重新運(yùn)行上述第5步驟。若發(fā)電模塊控制器檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功反饋信號(hào)，則進(jìn)行下一步驟；
7.同步電子調(diào)速器檢測(cè)發(fā)電模塊與電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，包括發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的頻率、電壓、相序、相位角；
8.同步電子調(diào)速器調(diào)整發(fā)電模塊中發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，使發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)與電網(wǎng)參數(shù)相一致，包括發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的頻率、電壓、相序、相位角；待同步電子調(diào)速器檢測(cè)到電模塊與電網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)相差小于5%后，達(dá)到合閘條件。若發(fā)電模塊控制器檢測(cè)到發(fā)電機(jī)啟動(dòng)成功反饋30s后未能達(dá)到合閘條件，則報(bào)警，并將此發(fā)電模塊定義為故障狀態(tài)，重新運(yùn)行上述第5步驟。若在發(fā)電機(jī)啟動(dòng)成功反饋30s內(nèi)達(dá)到合閘條件，則給出合閘信號(hào)，進(jìn)去下一步驟；
9.并網(wǎng)控制柜收到合閘信號(hào)后，并網(wǎng)控制柜合閘，將發(fā)電模塊拖入電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。
10.若發(fā)電模塊控制器在收到同步電子調(diào)速器的合閘信號(hào)5s內(nèi)沒(méi)有收到并網(wǎng)控制柜的合閘成功反饋信號(hào)，則報(bào)警，停止動(dòng)作，將此發(fā)電模塊定義為故障狀態(tài)，重新運(yùn)行上述第5步驟。若發(fā)電模塊控制器收到并網(wǎng)控制柜的合閘成功反饋信號(hào)，則將此發(fā)電模塊狀態(tài)定義為正在運(yùn)行，計(jì)算此發(fā)電模塊的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間及累計(jì)運(yùn)行次數(shù)；
11.發(fā)電模塊控制器時(shí)刻監(jiān)測(cè)各模塊的運(yùn)行狀況和當(dāng)前用戶用電量，當(dāng)用瞬時(shí)戶用電量小于模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組瞬時(shí)發(fā)電量時(shí)，發(fā)電模塊控制器根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)及累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，選擇一臺(tái)正在運(yùn)行的發(fā)電模塊之中累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的發(fā)電模塊，將其關(guān)閉。不足的電力通過(guò)并網(wǎng)控制柜從電網(wǎng)補(bǔ)充。保證了模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組發(fā)電能并網(wǎng)但不上網(wǎng)。
12.發(fā)電模塊控制器檢測(cè)發(fā)電模塊運(yùn)行功率及用戶端用電情況。若發(fā)電模塊運(yùn)行功率達(dá)到額定功率，且并網(wǎng)控制柜從電網(wǎng)補(bǔ)充的功率大于一臺(tái)模塊額定功率的120%，則進(jìn)入上述第5步驟，開(kāi)啟下一臺(tái)發(fā)電模塊，直至除故障狀態(tài)外的所有發(fā)電模塊均處于正在運(yùn)行狀態(tài)。
13.保護(hù)邏輯：發(fā)電模塊控制器時(shí)刻監(jiān)測(cè)電網(wǎng)與各發(fā)電模塊的狀態(tài)，包括頻率、電壓、相序、相位角、合閘狀態(tài)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障和運(yùn)行狀態(tài)、冷卻溫度。其中有一項(xiàng)有異常，則須立刻斷開(kāi)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)，關(guān)閉異常發(fā)電模塊。在1h內(nèi)每個(gè)發(fā)電模塊只能開(kāi)啟1次，避免頻繁啟動(dòng)。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的發(fā)電模塊可單臺(tái)或多臺(tái)并機(jī)運(yùn)行。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的發(fā)電模塊中的發(fā)電機(jī)包括但不限于沼氣發(fā)電機(jī)、天然氣發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、甲醇發(fā)電機(jī)、頁(yè)巖氣發(fā)電機(jī)、瓦斯氣發(fā)電機(jī)、車用發(fā)電機(jī)及各種發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的發(fā)電機(jī)等。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的同步電子調(diào)速器以電網(wǎng)相序參數(shù)為依據(jù)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電力與電網(wǎng)相一致，避免對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。包含但不限于天然氣發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、沼氣發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、汽油發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、柴油發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器、甲醇發(fā)電機(jī)同步電器調(diào)速器等。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的發(fā)電模塊控制器根據(jù)燃料組分含量、燃料供應(yīng)壓力、流量及負(fù)載電力需求，調(diào)節(jié)發(fā)電模塊開(kāi)啟臺(tái)數(shù)和功率。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，并網(wǎng)控制柜將發(fā)電機(jī)發(fā)出電力送入電網(wǎng)。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的余熱回收裝置將模塊化熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢氣、缸套水（冷卻水）等所包含的余熱收集起來(lái)，利用換熱設(shè)備與用熱單位換熱，達(dá)到余熱充分利用的目的。包含但不限于板式換熱器、管殼式換熱器、翅片式換熱器等。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的冷卻裝置包含但不限于風(fēng)冷冷卻、水冷冷卻、油冷卻等。
上述一種模塊化熱電聯(lián)供機(jī)組中，所述的切換閥包含但不限于手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、電磁閥、蝶閥、閘閥、球閥等。
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述冷卻水管道和廢氣管道置于地下。本處的技術(shù)方案所起到的實(shí)質(zhì)的技術(shù)效果在于：地下能夠隔熱，使得熱量不會(huì)被損失，同時(shí)還能節(jié)省地面空間（是否可以刪掉）。
開(kāi)創(chuàng)性地，以上各個(gè)效果獨(dú)立存在，還能用一套結(jié)構(gòu)完成上述結(jié)果的結(jié)合。圖中未示出部分細(xì)節(jié)。
需要說(shuō)明的是，本專利提供的多個(gè)方案包含本身的基本方案，相互獨(dú)立，并不相互制約，但是其也可以在不沖突的情況下相互組合，達(dá)到多個(gè)效果共同實(shí)現(xiàn)。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的范圍內(nèi)。