對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級(jí)回收的多能量形式輸出的能源塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)余熱利用的能源塔。特別是涉及一種對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行 梯級(jí)回收的多能量形式輸出的能源塔。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油資源的日益枯竭，以常規(guī)天然氣和各種非常規(guī)天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī) (氣體機(jī)）由于清潔，高效，低污染以及氣體資源潛力巨大的特點(diǎn)正在被越來(lái)越多地使用。 其中大型發(fā)電用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)結(jié)合其余熱回收系統(tǒng)往往作為一整套獨(dú)立的供能系統(tǒng)為建筑 供能。這種系統(tǒng)受到許多發(fā)達(dá)國(guó)家的重視并被稱為"第二代能源系統(tǒng)"，在為建筑供能的領(lǐng) 域得到了日益廣泛的應(yīng)用。氣體機(jī)具有多種余熱源，每種余熱源的品位都不同。最主要的 余熱源是發(fā)動(dòng)機(jī)排氣，溫度最高可達(dá)600°C左右；其次是缸套水余熱，但缸套水的溫度一般 在大約75_85°C之間；如果是增壓型氣體機(jī)，增壓氣體還會(huì)帶走一部分熱量，其在增壓器出 口的溫度一般為120°C左右。幾種主要余熱源的熱量大小和品質(zhì)差別都很大，且排氣余熱回 收利用后溫度大幅度降低，屬于大溫差余熱，能量品質(zhì)跨度大。然而任何一種余熱回收方式 只能對(duì)某一能量品質(zhì)段的熱量進(jìn)行高效的回收，所以單一的余熱回收方式不能充分利用氣 體機(jī)的余熱。
[0003] 因此針對(duì)上述問(wèn)題，必須立足于對(duì)能量梯級(jí)利用的原則并結(jié)合建筑用能對(duì)能量品 質(zhì)的不同需求（一棟建筑對(duì)能量品質(zhì)的需求也是多樣性的，有的需要高品位能量比如發(fā) 電，有的需要中或低品位的能量比如制冷或供暖），采用多種余熱回收方式相結(jié)合的方法， 才能盡可能的充分利用氣體機(jī)余熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種采用多余熱回收方式相結(jié)合的冷，熱，電 三聯(lián)供的對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級(jí)回收的多能量形式輸出的能源塔。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級(jí)回收利用的多能量 形式輸出的能源塔，包括內(nèi)燃機(jī)，還設(shè)置有與所述內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體進(jìn)行熱交換，使汽 輪機(jī)膨脹作功的水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)，分別與所述內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體、缸套水，增壓空 氣以及水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝熱進(jìn)行熱交換，使膨脹機(jī)膨脹作功的有機(jī)朗肯循環(huán)系 統(tǒng)，將所述內(nèi)燃機(jī)排出的部分缸套水作為吸收式制冷系統(tǒng)熱源進(jìn)行熱交換的溴冷機(jī)組，以 及與所述的內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體終端相連用于給生活用水進(jìn)行加熱的熱水換熱器。
[0006] 所述的內(nèi)燃機(jī)排出的缸套水分三條支路，第一條支路通過(guò)一個(gè)缸套水加熱器與經(jīng) 過(guò)水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱交換后的內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體進(jìn)行熱交換，然后進(jìn)入溴冷機(jī)組 中的發(fā)生器中作為吸收式制冷系統(tǒng)的熱源進(jìn)行熱交換后經(jīng)匯合點(diǎn)流入內(nèi)燃機(jī)；第二條支路 用于與所述的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，然后經(jīng)匯合點(diǎn)流入內(nèi)燃機(jī)；第三條支路直接 經(jīng)匯合點(diǎn)流入內(nèi)燃機(jī)。
[0007] 所述的水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括有：內(nèi)部能夠貫通所述內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體， 用于將流過(guò)內(nèi)部的水加熱成高溫高壓氣體的余熱鍋爐，通過(guò)管路連接余熱鍋爐流出的高溫 高壓氣體，用于膨脹做功的汽輪機(jī)，通過(guò)管路連接汽輪機(jī)作功后排出的汽體，用于給所述的 汽體降溫冷凝的第一冷凝器，通過(guò)管路連接經(jīng)第一冷凝器的冷凝成液體水的出口，用于對(duì) 所述液體水進(jìn)行加壓的栗，所述經(jīng)栗加壓后的液體水通過(guò)管路進(jìn)入所述的余熱鍋爐再次與 所述的內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體進(jìn)行熱交換。
[0008] 所述的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括有通過(guò)流入的高溫氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)行膨脹作功的膨脹 機(jī)，通過(guò)管路連接膨脹機(jī)做功后流出的低溫氣態(tài)工質(zhì)，并與流經(jīng)內(nèi)部的冷卻水進(jìn)行熱交換 的第二冷凝器，流出第二冷凝器的低溫液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路和設(shè)置在所述管路上的工質(zhì)栗分 為三路，其中的一路低溫液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路連接到缸套水換熱器排氣端的用于加熱低溫液 態(tài)工質(zhì)的排氣預(yù)熱器，排氣預(yù)熱器流出的高溫液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路連接至工質(zhì)匯合點(diǎn)；第二 路低溫液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路連接到用所述內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣給低溫液態(tài)工質(zhì)加熱的增壓空 氣預(yù)熱器，從所述增壓空氣預(yù)熱器流出的液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路連接至工質(zhì)匯合點(diǎn)；第三路低 溫液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路連接到用所述內(nèi)燃機(jī)缸套水的第二條支路流出的缸套水給低溫液態(tài) 工質(zhì)加熱的缸套水預(yù)熱器，從所述缸套水預(yù)熱器流出的液態(tài)工質(zhì)通過(guò)管路連接至工質(zhì)匯合 點(diǎn)，所述的流至工質(zhì)匯合點(diǎn)的三路低溫液態(tài)工質(zhì)共同通過(guò)管路連接水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)中 的用于通過(guò)吸收水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)的冷凝熱而形成高溫氣態(tài)工質(zhì)的第一冷凝器，從第一 冷凝器流出的高溫氣態(tài)工質(zhì)再通過(guò)管路連接到所述膨脹機(jī)作功，作功后流出的工質(zhì)再經(jīng)由 第二冷凝器和工質(zhì)栗開(kāi)始下次循環(huán)。
[0009] 流經(jīng)所述排氣預(yù)熱器與所述的低溫液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換后的內(nèi)燃機(jī)排出的高溫 氣體終端通過(guò)管路連接用于給生活用水進(jìn)行加熱的熱水換熱器。
[0010] 所述的溴冷機(jī)組包括有通過(guò)經(jīng)第二支路b流入的缸套水對(duì)流經(jīng)內(nèi)部的稀溶液進(jìn) 行加熱的發(fā)生器，從所述發(fā)生器流出的缸套水通過(guò)管路連接到匯合點(diǎn)并流入內(nèi)燃機(jī)；經(jīng)所 述發(fā)生器加熱后的稀溶液一部分變?yōu)闅鈶B(tài)制冷劑通過(guò)管路連接到用于冷凝所述氣態(tài)制冷 劑的第三冷凝器，另一部分變?yōu)楦邷貪馊芤阂来瓮ㄟ^(guò)溶液熱交換器和第一膨脹閥連接到用 于吸收制冷劑的吸收器；經(jīng)第三冷凝器被冷卻水冷凝成液態(tài)的制冷劑依次通過(guò)過(guò)冷器、第 二膨脹閥連接到用于對(duì)載冷劑進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)器，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器熱交換后的制冷劑通過(guò)管 路連接過(guò)冷器并與從所述第三冷凝器流入過(guò)冷器的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換后，通過(guò)管路連 接到用于吸收制冷劑并與冷卻水進(jìn)行熱交換的吸收器，經(jīng)吸收器后形成稀溶液通過(guò)管路和 設(shè)置在管路上的溶液栗連接至溶液熱交換器，并與從所述發(fā)生器流入溶液熱交換器中出的 濃溶液進(jìn)行熱交換后進(jìn)入發(fā)生器，與流經(jīng)發(fā)生器內(nèi)的缸套水再次進(jìn)行熱交換。
[0011] 本發(fā)明的對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級(jí)回收的多能量形式輸出的能源塔，是按照能量 梯級(jí)利用的原則并結(jié)合建筑用能對(duì)能量品質(zhì)的不同需求，提出一種多余熱回收方式相結(jié)合 的冷，熱，電三聯(lián)供余熱回收系統(tǒng)。利用蒸汽朗肯循環(huán)，有機(jī)朗肯循環(huán)，溴冷機(jī)，以及幾個(gè)換 熱器對(duì)氣體機(jī)的余熱按照其特點(diǎn)進(jìn)行梯級(jí)利用，以最大程度的回收利用氣體機(jī)余熱能，向 建筑提供不同品質(zhì)和功能的能量，使得氣體機(jī)余熱得到了非常充分的利用，同時(shí)大大提高 了整個(gè)系統(tǒng)的綜合能源利用率，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖中：
[0014] 1;內(nèi)燃機(jī) 2:水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)
[0015] 3:有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng) 4:溴冷機(jī)組
[0016] 5:熱水換熱器 6:缸套水加熱器
[0017] 21 :余熱鍋爐 22 :汽輪機(jī)（自帶發(fā)電機(jī)）
[0018] 23 :第一冷凝器 24 :栗
[0019] 31 :膨脹機(jī)（自帶發(fā)電機(jī)） 32 :第二冷凝器
[0020] 33 :工質(zhì)栗 34 :排氣預(yù)熱器
[0021] 35:增壓空氣預(yù)熱器 36:缸套水預(yù)熱器
[0022] 41 :發(fā)生器 42 :溶液熱交換器
[0023] 43 :第一膨脹閥 44 :吸收器
[0024] 45 :溶液栗 46 :第三冷凝器
[0025] 47 :過(guò)冷器 48 :第二膨脹閥
[0026] 49 :蒸發(fā)器 S:冷卻水
[0027] B:生活用熱水 Z:載冷劑
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級(jí)回收的多能量形式 輸出的能源塔做出詳細(xì)說(shuō)明。
[0029] 如圖1所示，本發(fā)明的對(duì)氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級(jí)回收的多能量形式輸出的能源 塔，包括氣體燃料內(nèi)燃機(jī)1，還設(shè)置有與所述內(nèi)燃機(jī)1排出的高溫氣體進(jìn)行熱交換，從而使 汽輪機(jī)膨脹作功的水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)2,分別與所述內(nèi)燃機(jī)1排出的高溫氣體、缸套水， 增壓空氣以及水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)2中的冷凝熱進(jìn)行熱交換，從而使膨脹機(jī)膨脹作功的有 機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)3,將所述內(nèi)燃機(jī)1排出的缸套水作為吸收式制冷系統(tǒng)熱源進(jìn)行熱交換的 溴冷機(jī)組4,以及與所述的內(nèi)燃機(jī)1排出的高溫氣體終端相連用于給生活用水進(jìn)行加熱的 熱水換熱器5。
[0030] 所述的內(nèi)燃機(jī)1排出的缸套水分三