專(zhuān)利名稱(chēng)：一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的新型能源供應(yīng)系統(tǒng)，屬于能 源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)是一種熱能.電能同時(shí)生產(chǎn)的能源利用形式。它將高品位的熱能用 于發(fā)電，低品位的熱能用于供熱，既提高能源的利用效率，又減少了環(huán)境污染。天然氣是一 種高熱值的清潔能源，燃燒時(shí)產(chǎn)生的溫室氣體和其它有害物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其它化石能源，尤 其天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)在降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力。在熱電聯(lián)產(chǎn)、集中 供熱供冷等成熟技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的熱電冷聯(lián)供能源系統(tǒng)以其高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)勢(shì) 也日益受到世界范圍的廣泛重視。目前的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電(熱電冷)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要由燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)(燃 氣輪機(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī))、汽水換熱器和吸收式機(jī)組等組成。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電 冷聯(lián)供系統(tǒng)是冬季用汽水換熱器供熱，夏季用抽汽驅(qū)動(dòng)吸收式機(jī)組制冷。目前的燃?xì)鉄犭?(熱電冷)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)存在以下幾個(gè)問(wèn)題(1)熱電比偏低。常規(guī)燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)組合所產(chǎn)生的電、熱、冷的比例是有一定局限 的。越是先進(jìn)的、轉(zhuǎn)換效率高的機(jī)組，因?yàn)橐淮伟l(fā)電效率高，所以(熱+冷)/電的比例越 小，以10萬(wàn)kW的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)為例，其熱電比為0. 7左右。而對(duì)于很多商務(wù)園、工業(yè) 園區(qū)、新開(kāi)發(fā)區(qū)域則要求(熱+冷)/電的比例較高，一般在1以上，這就出現(xiàn)了產(chǎn)需之間的 矛盾。尤其是分布式供能要求以基礎(chǔ)負(fù)荷定發(fā)電容量，不足電力城市電網(wǎng)補(bǔ)充，更加劇了這 個(gè)矛盾。(2)能量利用不合理，未實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用。常規(guī)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn) 時(shí)排煙溫度100多攝氏度，這部分熱量中含水蒸汽汽化潛熱，一般占天然氣低位熱值計(jì)算 輸入熱量的10 15%左右。汽機(jī)的凝汽排熱由循環(huán)水帶走，釋放到大氣中，一般未回收利 用，這部分熱量占天然氣低位熱值計(jì)算輸入熱量的6 12%左右。(3)未考慮可再生能源與燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的整合利用。盡管可再生能源相對(duì)于 化石能源而言，能流密度低、分散性強(qiáng)，但是發(fā)展可再生能源是減少環(huán)境污染、溫室氣體排 放以及替代有限的化石能源的必然要求。(4)供冷輸配能耗高。常規(guī)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)夏季一般做成集中 供冷系統(tǒng)，由于輸送冷水存在輸送溫差小、泵耗高的劣勢(shì)，一般幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)平米的集中 供冷輸送泵耗占供冷量的5% 10%左右。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服常規(guī)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提出一 種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的新型能源供應(yīng)系統(tǒng)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下該系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)、凝汽器、煙氣冷凝換熱器、高溫?zé)煔鈸Q熱器、蒸汽型吸收式熱泵、汽-水換熱器、熱水吸收式熱泵、 水_水換熱器、地埋管換熱器以及連接管路組成。該系統(tǒng)在熱源側(cè)利用一次熱網(wǎng)回水進(jìn)入 煙氣冷凝換熱器直接回收煙氣冷凝余熱，吸熱后的熱網(wǎng)回水分為兩部分一部分依次利用 抽汽驅(qū)動(dòng)的蒸汽型吸收式熱泵加熱和汽_水換熱器加熱，一部分采用高溫?zé)煔鈸Q熱器直接 加熱，加熱到熱網(wǎng)供水溫度后匯合送出電廠；在用戶(hù)側(cè)，冬季利用熱水吸收式熱泵和水_水 換熱器組合的方式加熱二次網(wǎng)供熱熱水，供熱用戶(hù)使用，降低一次熱網(wǎng)供水溫度，同時(shí)通過(guò) 熱水吸收式熱泵提取淺層地?zé)豳Y源或污水的熱量加熱二次熱網(wǎng)熱水。所述淺層地?zé)豳Y源或污水的熱量通過(guò)污水換熱器或地埋管換熱器或地下水抽、回 灌井來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述一次熱網(wǎng)回水直接進(jìn)入凝汽器凝汽排熱，再進(jìn)入抽汽驅(qū)動(dòng)的蒸汽型吸收式熱 泵加熱，蒸汽型吸收式熱泵的蒸發(fā)器側(cè)的循環(huán)水進(jìn)入煙氣冷凝換熱器吸熱從而回收煙氣 冷凝熱量；然后一次熱網(wǎng)回水分兩路，一路進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器回收煙氣熱量，一路進(jìn)入 汽-水換熱器加熱，加熱到熱網(wǎng)供水溫度后送出電廠。所述系統(tǒng)的熱源側(cè)還采用蒸汽型吸收式熱泵和高溫?zé)煔鈸Q熱器串聯(lián)加熱一次熱 網(wǎng)回水，再由汽-水換熱器加熱到熱網(wǎng)供水溫度送出。所述蒸汽型吸收式熱泵采用多級(jí)熱泵串聯(lián)的方式組成，蒸汽型吸收式熱泵的低位 熱源為凝汽器出口的循環(huán)水或者為由煙氣冷凝換熱器換熱得到的循環(huán)水。在用戶(hù)側(cè)，所述熱水吸收式熱泵為補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵，當(dāng)熱源側(cè)提供的高溫 熱水驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，利用燃?xì)庋a(bǔ)燃補(bǔ)充；尖峰熱負(fù)荷時(shí)，在二次熱網(wǎng)側(cè)增設(shè)燃?xì)忮仩t，用 來(lái)加熱二次熱網(wǎng)供水，以滿(mǎn)足一部分調(diào)峰熱負(fù)荷。所述用戶(hù)側(cè)在夏季采用一次熱網(wǎng)提供的熱水作為熱水吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源，利 用土壤地埋管或地下水、污水進(jìn)行冷卻，制取冷水用于去除建筑顯熱負(fù)荷，供冷用戶(hù)使用； 在熱水吸收式熱泵后串聯(lián)溶液除濕空調(diào)，從熱水吸收式熱泵的發(fā)生器出來(lái)的熱水繼續(xù)作為 溶液除濕空調(diào)的驅(qū)動(dòng)熱源用于新風(fēng)除濕，承擔(dān)去除建筑潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷。所述溶液除濕空調(diào)與生活熱水預(yù)熱換熱器串聯(lián)，經(jīng)過(guò)溶液除濕空調(diào)出來(lái)的熱水與 生活熱水預(yù)熱換熱器相結(jié)合，再次回收利用一部分熱量；設(shè)置與生活熱水預(yù)熱換熱器進(jìn)行 換熱的地埋管換熱器，從生活熱水預(yù)熱換熱器出來(lái)的一次熱網(wǎng)回水和地埋管換熱器進(jìn)行換 熱，進(jìn)一步降低熱網(wǎng)回水溫度，這部分進(jìn)入地下的熱量可以下個(gè)冬季再提取出來(lái)供熱。本發(fā)明所述系統(tǒng)的有益效果為(1)注重能源的梯級(jí)利用，增加熱電比，按照“溫度對(duì)口，梯級(jí)利用，，的原則充分地 利用更低品位的余熱。采用凝汽器、煙氣冷凝換熱器、蒸汽吸收式熱泵、高溫?zé)煔鈸Q熱器、汽 水換熱器加熱一次熱網(wǎng)回水，一次熱網(wǎng)側(cè)實(shí)現(xiàn)梯級(jí)加熱，有效回收利用電廠循環(huán)水和煙氣 余熱。例如回收利用低溫?zé)煔饫淠酂岷脱h(huán)水余熱，按燃?xì)獾牡臀粺嶂涤?jì)算系統(tǒng)的一次 能源利用效率可達(dá)100%左右。(2)注重可再生能源與燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)集成優(yōu)化使用。通過(guò)用戶(hù)末端補(bǔ)燃型熱水吸 收式熱泵的使用，冬季提取淺層地?zé)豳Y源、污水熱量，夏季制冷利用淺層地下水、土壤埋管、 污水來(lái)冷卻，減少冷卻塔負(fù)荷，將可再生能源、余熱與常規(guī)能源相結(jié)合實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的統(tǒng)一配置。(3)以大溫差區(qū)域熱網(wǎng)的形式將燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)熱源和末端熱能利用聯(lián)系起來(lái)，形成集成優(yōu)化的能源供應(yīng)系統(tǒng)，與低品位能源地板輻射采暖及供冷等空調(diào)末端的技術(shù)創(chuàng)新相 結(jié)合，冬季可實(shí)現(xiàn)120度輸送溫差，夏季可實(shí)現(xiàn)80 100度輸送溫差，避免了常規(guī)燃?xì)鉄犭?冷聯(lián)供系統(tǒng)集中供冷水不到10度溫差形成的輸配損失。(4)將冷、熱調(diào)峰設(shè)施放在末端，減少輸配管網(wǎng)投資和輸配損失，不同的用戶(hù)按負(fù) 荷需求按需供應(yīng)。(5)過(guò)渡季節(jié)可利用燃?xì)怛?qū)動(dòng)熱水吸收式熱泵提取污水熱量或淺層地?zé)釢M(mǎn)足生活 熱水耗熱需求。
圖1(a)和圖1(b)為本發(fā)明提出的煙氣余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵加熱、加 熱側(cè)并聯(lián)方式基本流程示意圖，用戶(hù)側(cè)分別為熱用戶(hù)和冷用戶(hù)；圖2(a)和圖2(b)為本發(fā)明提出的凝汽余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵加熱方 式基本流程示意圖，用戶(hù)側(cè)分別為熱用戶(hù)和冷用戶(hù)；圖3(a)和圖3(b)為本發(fā)明提出的煙氣余熱直接回收、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵串 聯(lián)加熱方式基本流程示意圖，用戶(hù)側(cè)分別為熱用戶(hù)和冷用戶(hù)；圖4(a)和圖4(b)為本發(fā)明提出的凝汽余熱直接回收、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵串 聯(lián)加熱方式基本流程示意圖，用戶(hù)側(cè)分別為熱用戶(hù)和冷用戶(hù)；圖5(a)和圖5(b)為本發(fā)明提出的煙氣余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵加熱、加 熱側(cè)串聯(lián)方式基本流程示意圖，用戶(hù)側(cè)分別為熱用戶(hù)和冷用戶(hù)；圖6(a)和圖6(b)為本發(fā)明提出的凝汽余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵加熱、加 熱側(cè)串聯(lián)方式基本流程示意圖，用戶(hù)側(cè)分別為熱用戶(hù)和冷用戶(hù)。圖中符號(hào)1-燃?xì)廨啓C(jī)；2-余熱鍋爐；3-蒸汽輪機(jī)；4-發(fā)電機(jī)；5-凝汽器；6-冷卻塔；7_蒸 汽型吸收式熱泵；7a_ —級(jí)蒸汽型吸收式熱泵；7b_ 二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵；7c-三級(jí)蒸汽 型吸收式熱泵；8-汽水換熱器；9-高溫?zé)煔鈸Q熱器；10-煙氣冷凝換熱器；10a-—號(hào)煙氣冷 凝換熱器；10b-二號(hào)煙氣冷凝換熱器；10c-三號(hào)煙氣冷凝換熱器；11-補(bǔ)燃型熱水吸收式 熱泵；12-水-水換熱器；13-燃?xì)忮仩t；14-污水換熱器；15-—號(hào)地埋管換熱器；16-地下 水抽、回灌井；17-熱用戶(hù)；18-溶液除濕空調(diào)機(jī)組；19-生活熱水預(yù)熱換熱器；20-冷用戶(hù)； 21-二號(hào)地埋管換熱器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的新型能源供應(yīng)系統(tǒng)，下面 結(jié)合
和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 圖1 (a)和圖1 (b)分別為煙氣余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵回收凝汽余熱、加 熱側(cè)并聯(lián)方式時(shí)的供熱和制冷的基本流程示意圖。該種能源供應(yīng)方式主要由燃?xì)廨啓C(jī)1、余熱鍋爐2、蒸汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、 冷卻塔6、蒸汽型吸收式熱泵7、汽-水換熱器8、高溫?zé)煔鈸Q熱器9、煙氣冷凝換熱器10、補(bǔ) 燃型熱水吸收式熱泵11、水-水換熱器12、燃?xì)忮仩t13、溶液除濕空調(diào)18、生活熱水預(yù)熱換熱器19、一號(hào)地埋管換熱器15或地下水抽、回灌井16或污水換熱器14以及連接管路和附 件組成。圖1 (a)所示的冬季供熱工況下，天然氣和空氣在混合燃燒后產(chǎn)生高溫燃?xì)?；再?入燃?xì)廨啓C(jī)1的透平中膨脹作功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4發(fā)電；作功后的燃?xì)馀湃胗酂徨仩t2，在 余熱鍋爐2中加熱給水，產(chǎn)生高溫蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)3做功發(fā)電并可提供抽汽，最終排汽進(jìn) 入凝汽器5中被冷卻凝結(jié)后返回余熱鍋爐2。蒸汽輪機(jī)3的抽汽一路作為驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)入蒸 汽型吸收式熱泵7回收循環(huán)水余熱，另一路進(jìn)入汽_水換熱器8加熱一次熱網(wǎng)回水，蒸汽凝 結(jié)水再返回余熱鍋爐2加熱。余熱鍋爐2的排煙分別進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9和煙氣冷凝換 熱器10加熱一次熱網(wǎng)回水后經(jīng)煙@排入大氣。循環(huán)冷卻水進(jìn)入凝汽器5中，加熱后送出， 作為低位熱源進(jìn)入蒸汽型吸收式熱泵7，放熱降溫后再返回凝汽器5。一次熱網(wǎng)低溫回水 (10 25°C )進(jìn)入煙氣冷凝換熱器10加熱，再分為兩路，一路進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9被高 溫?zé)煔饧訜岬揭淮螣峋W(wǎng)供水溫度送出，另一路進(jìn)入蒸汽型吸收式熱泵7加熱，再進(jìn)入汽-水 換熱器8中被加熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出。一次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，首先作為 驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)入補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11，放熱降溫后進(jìn)入水-水換熱器12加熱二次側(cè)供熱 熱水，降溫后再次進(jìn)入補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11作為低位熱源，最終放熱降溫到一次熱網(wǎng) 回水溫度后返回。補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11可以同時(shí)從一號(hào)地埋管換熱器15、污水換熱器 14或地下水抽、回灌井16中提取低品位的熱量用于供熱。在尖峰供熱負(fù)荷時(shí)，采用燃?xì)庋a(bǔ) 燃的方式增加補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11的驅(qū)動(dòng)熱量，同時(shí)在二次網(wǎng)采用末端燃?xì)忮仩t13 調(diào)峰再滿(mǎn)足一部分尖峰負(fù)荷。熱用戶(hù)17的二次網(wǎng)熱水先進(jìn)入補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11加 熱，再進(jìn)入水_水換熱器12加熱，最后進(jìn)入調(diào)峰燃?xì)忮仩t13加熱。圖1(b)所示的夏季制冷工況下，發(fā)電以及循環(huán)水、煙氣余熱利用過(guò)程與供熱工況 相同，只是一次熱網(wǎng)的回水溫度偏高(大約在30 50°C左右)，煙氣冷凝余熱回收量較少。 一次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，首先作為驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)入補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11制取 高溫冷水去除建筑顯熱負(fù)荷，降溫后再進(jìn)入溶液除濕空調(diào)18的再生器作為驅(qū)動(dòng)熱源對(duì)新 風(fēng)進(jìn)行除濕，承擔(dān)去除建筑潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷。從溶液除濕空調(diào)18出來(lái)的熱水再進(jìn) 入生活熱水預(yù)熱換熱器19，可以再回收利用一部分熱量。從生活熱水預(yù)熱換熱器19出來(lái)的 熱網(wǎng)水和二號(hào)地埋管換熱器21進(jìn)行換熱，可以進(jìn)一步降低熱網(wǎng)回水溫度，這部分進(jìn)入地下 的熱量可以下個(gè)冬季再提取出來(lái)供熱。熱水吸收式熱泵11制冷運(yùn)行時(shí)其吸收器和冷凝器 排熱可利用一號(hào)地埋管換熱器15、污水換熱器14或地下水抽、回灌井16進(jìn)行冷卻，減少冷 卻塔6負(fù)荷。實(shí)施例2 圖2(a)和圖2(b)分別為凝汽余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵回收低溫?zé)煔庥?熱、加熱側(cè)并聯(lián)方式時(shí)的供熱和制冷的基本流程示意圖。該種能源供應(yīng)方式主要由燃?xì)廨啓C(jī)1、余熱鍋爐2、蒸汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、 蒸汽型吸收式熱泵7、汽-水換熱器8、高溫?zé)煔鈸Q熱器9、煙氣冷凝換熱器10、補(bǔ)燃型熱水 吸收式熱泵11、水-水換熱器12、燃?xì)忮仩t13、溶液除濕空調(diào)18、生活熱水預(yù)熱換熱器19、 一號(hào)地埋管換熱器15或地下水抽、回灌井16或污水換熱器14以及連接管路和附件組成。圖2 (a)所示的冬季供熱工況下，一次熱網(wǎng)回水首先進(jìn)入凝汽器5被加熱后送出， 然后分成兩路，一路進(jìn)入蒸汽型吸收式熱泵7，再進(jìn)入汽-水換熱器8被加熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出；另一路進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9被加熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出。余熱鍋爐2 的排煙分別進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9和煙氣冷凝換熱器10后經(jīng)煙 排入大氣。蒸汽型吸收式 熱泵7的蒸發(fā)器側(cè)的低溫循環(huán)水進(jìn)入煙氣冷凝換熱器10吸熱從而回收煙氣冷凝熱量。一 次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，其工作流程與實(shí)施例1相同。圖2(b)所示的夏季制冷工況下，發(fā)電以及煙氣余熱利用過(guò)程與供熱工況相同，只 是一次熱網(wǎng)的回水溫度偏高(大約在30 50°C左右)，回收煙氣冷凝余熱量較少，一次熱 網(wǎng)高溫供水被輸送到末端后其工作流程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3 圖3(a)和圖3(b)分別為煙氣余熱直接回收、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵串聯(lián)回收凝 汽余熱、加熱側(cè)并聯(lián)方式時(shí)的供熱和制冷的基本流程示意圖。該種能源供應(yīng)方式主要由燃?xì)廨啓C(jī)1、余熱鍋爐2、蒸汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器 5、冷卻塔6、一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽型吸收式熱 泵7c、汽-水換熱器8、高溫?zé)煔鈸Q熱器9、煙氣冷凝換熱器10、補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11、 水-水換熱器12、燃?xì)忮仩t13、溶液除濕空調(diào)18、生活熱水預(yù)熱換熱器19、一號(hào)地埋管換熱 器15或地下水抽、回灌井16或污水換熱器14以及連接管路和附件組成。圖3(a)所示的冬季供熱工況下，一次熱網(wǎng)回水首先進(jìn)入煙氣冷凝換熱器10加熱， 再分為兩路，一路進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9被高溫?zé)煔饧訜岬揭淮螣峋W(wǎng)供水溫度送出。另一 路分別進(jìn)入一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵 7c加熱，再進(jìn)入汽-水換熱器8中被加熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出。蒸汽輪機(jī)3的抽汽一 路作為驅(qū)動(dòng)熱源分別進(jìn)入一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽 型吸收式熱泵7c回收循環(huán)水余熱，另一路進(jìn)入汽-水換熱器8加熱一次熱網(wǎng)回水，蒸汽凝 結(jié)水再返回余熱鍋爐2加熱。循環(huán)冷卻水進(jìn)入凝汽器5中，加熱后送出，作為低位熱源分別 進(jìn)入一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7c，放 熱降溫后再返回凝汽器5。一次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，其工作流程與實(shí)施例1相同。圖3(b)所示的夏季制冷工況下，發(fā)電以及煙氣余熱利用過(guò)程與供熱工況相同，只 是一次熱網(wǎng)的回水溫度偏高(大約在30 50°C左右)，回收煙氣冷凝余熱量較少，一次熱 網(wǎng)高溫供水被輸送到末端后其工作流程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4 圖4(a)和圖4(b)分別為凝汽余熱直接回收、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵串聯(lián)回收低 溫?zé)煔庥酂?、加熱?cè)并聯(lián)方式時(shí)的供熱和制冷的基本流程示意圖。該種能源供應(yīng)方式主要由燃?xì)廨啓C(jī)1、余熱鍋爐2、蒸汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、 一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7c、汽-水 換熱器8、高溫?zé)煔鈸Q熱器9、一號(hào)煙氣冷凝換熱器10a、二號(hào)煙氣冷凝換熱器10b、三號(hào)煙氣 冷凝換熱器10c、補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵11、水-水換熱器12、燃?xì)忮仩t13、溶液除濕空調(diào) 18、生活熱水預(yù)熱換熱器19、一號(hào)地埋管換熱器15或地下水抽、回灌井16或污水換熱器14 以及連接管路和附件組成。圖4 (a)所示的冬季供熱工況下，一次熱網(wǎng)水首先進(jìn)入凝汽器5被加熱后送出，然 后分成兩路，一路依次進(jìn)入一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸 汽型吸收式熱泵7c，再進(jìn)入汽-水換熱器8加熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出；另一路進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9加熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出。余熱鍋爐2的排煙依次進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱 器9和三號(hào)煙氣冷凝換熱器10c、二號(hào)煙氣冷凝換熱器10b、一號(hào)煙氣冷凝換熱器10a后經(jīng) 煙囪排入大氣。一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽型吸收式 熱泵7c的蒸發(fā)器側(cè)的低溫循環(huán)水分別進(jìn)入一號(hào)煙氣冷凝換熱器10a、二號(hào)煙氣冷凝換熱器 10b、三號(hào)煙氣冷凝換熱器10c吸熱從而回收煙氣冷凝熱量。蒸汽輪機(jī)3的抽汽一路作為驅(qū) 動(dòng)熱源分別進(jìn)入一級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7a、二級(jí)蒸汽型吸收式熱泵7b、三級(jí)蒸汽型吸收式 熱泵7c回收煙氣余熱，另一路進(jìn)入汽_水換熱器8加熱一次熱網(wǎng)回水，蒸汽凝結(jié)水再返回 余熱鍋爐2加熱。一次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，其工作流程與實(shí)施例1相同。圖4(b)所示的夏季制冷工況下，發(fā)電以及煙氣余熱利用過(guò)程與供熱工況相同，只 是一次熱網(wǎng)的回水溫度偏高(大約在30 50°C左右)，回收煙氣冷凝余熱量較少，一次熱 網(wǎng)高溫供水被輸送到末端后其工作流程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5 圖5(a)和圖5(b)分別為煙氣余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵回收凝汽余熱、加 熱側(cè)串聯(lián)方式時(shí)的供熱和制冷的基本流程示意圖。該種能源供應(yīng)方式主要由燃?xì)廨啓C(jī)1、余熱鍋爐2、蒸汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、 冷卻塔6、蒸汽型吸收式熱泵7、汽-水換熱器8、高溫?zé)煔鈸Q熱器9、煙氣冷凝換熱器10、補(bǔ) 燃型熱水吸收式熱泵11、水-水換熱器12、燃?xì)忮仩t13、溶液除濕空調(diào)18、生活熱水預(yù)熱換 熱器19、一號(hào)地埋管換熱器15或地下水抽、回灌井16或污水換熱器14以及連接管路和附 件組成。圖5(a)所示的冬季供熱工況下，一次熱網(wǎng)水首先進(jìn)入煙氣冷凝換熱器10加熱，再 進(jìn)入蒸汽型吸收式熱泵7和高溫?zé)煔鈸Q熱器9依次加熱，最后進(jìn)入汽-水換熱器8中被加 熱到一次熱網(wǎng)供水溫度送出。蒸汽輪機(jī)3的抽汽一路作為驅(qū)動(dòng)熱源進(jìn)入蒸汽型吸收式熱泵 7回收循環(huán)水余熱，另一路進(jìn)入汽_水換熱器8加熱一次熱網(wǎng)回水，蒸汽凝結(jié)水再返回余熱 鍋爐2加熱。循環(huán)冷卻水進(jìn)入凝汽器5中，加熱后送出，作為低位熱源進(jìn)入蒸汽型吸收式熱 泵7放熱降溫后再返回凝汽器5。一次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，其工作流程與實(shí)施例1 相同。圖5(b)所示的夏季制冷工況下，發(fā)電以及煙氣余熱利用過(guò)程與供熱工況相同，只 是一次熱網(wǎng)的回水溫度偏高(大約在30 50°C左右)，回收煙氣冷凝余熱量較少，一次熱 網(wǎng)高溫供水被輸送到末端后其工作流程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6 圖6(a)和圖6(b)分別為凝汽余熱直接回收、蒸汽型吸收式熱泵回收低溫?zé)煔庥?熱、加熱側(cè)串聯(lián)方式時(shí)的供熱和制冷的基本流程示意圖。該種能源供應(yīng)方式主要由燃?xì)廨啓C(jī)1、余熱鍋爐2、蒸汽輪機(jī)3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、 蒸汽型吸收式熱泵7、汽-水換熱器8、高溫?zé)煔鈸Q熱器9、煙氣冷凝換熱器10、補(bǔ)燃型熱水 吸收式熱泵11、水-水換熱器12、燃?xì)忮仩t13、溶液除濕空調(diào)18、生活熱水預(yù)熱換熱器19、 一號(hào)地埋管換熱器15或地下水抽、回灌井16或污水換熱器14以及連接管路和附件組成。圖6 (a)所示的冬季供熱工況下，一次熱網(wǎng)水首先進(jìn)入凝汽器5加熱后送出，然后 進(jìn)入蒸汽型吸收式熱泵7，再進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9，最后進(jìn)入汽-水換熱器8被加熱到一 次熱網(wǎng)供水溫度送出。余熱鍋爐2的排煙分別進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器9和煙氣冷凝換熱器10
8后經(jīng)煙 排入大氣。蒸汽型吸收式熱泵7的蒸發(fā)器側(cè)的低溫循環(huán)水進(jìn)入煙氣冷凝換熱器10 吸熱從而回收煙氣冷凝熱量。一次熱網(wǎng)高溫供水被輸送到末端，其工作流程與實(shí)施例1相 同。 圖6(b)所示的夏季制冷工況下，發(fā)電以及煙氣余熱利用過(guò)程與供熱工況相同，只 是一次熱網(wǎng)的回水溫度偏高(大約在30 50°C左右)，回收煙氣冷凝余熱量較少，一次熱 網(wǎng)高溫供水被輸送到末端后其工作流程與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)、凝汽器、煙氣冷凝換熱器、高溫?zé)煔鈸Q熱器、蒸汽型吸收式熱泵、汽-水換熱器、熱水吸收式熱泵、水-水換熱器、地埋管換熱器以及連接管路組成，其特征在于，該系統(tǒng)在熱源側(cè)利用一次熱網(wǎng)回水進(jìn)入煙氣冷凝換熱器直接回收煙氣冷凝余熱，吸熱后的熱網(wǎng)回水分為兩部分一部分依次利用抽汽驅(qū)動(dòng)的蒸汽型吸收式熱泵加熱和汽-水換熱器加熱，一部分采用高溫?zé)煔鈸Q熱器直接加熱，加熱到熱網(wǎng)供水溫度后匯合送出電廠；在用戶(hù)側(cè)，冬季利用熱水吸收式熱泵和水-水換熱器組合的方式加熱二次網(wǎng)供熱熱水，供熱用戶(hù)使用，降低一次熱網(wǎng)供水溫度，同時(shí)通過(guò)熱水吸收式熱泵提取淺層地?zé)豳Y源或污水的熱量加熱二次熱網(wǎng)熱水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)， 其特征在于，所述一次熱網(wǎng)回水直接進(jìn)入凝汽器凝汽排熱，再進(jìn)入抽汽驅(qū)動(dòng)的蒸汽型吸收 式熱泵加熱，蒸汽型吸收式熱泵的蒸發(fā)器側(cè)的循環(huán)水進(jìn)入煙氣冷凝換熱器吸熱從而回收煙 氣冷凝熱量；然后一次熱網(wǎng)回水分兩路，一路進(jìn)入高溫?zé)煔鈸Q熱器回收煙氣熱量，一路進(jìn)入 汽_水換熱器加熱，加熱到熱網(wǎng)供水溫度后送出電廠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其 特征在于，所述系統(tǒng)的熱源側(cè)還采用蒸汽型吸收式熱泵和高溫?zé)煔鈸Q熱器串聯(lián)加熱一次熱 網(wǎng)回水，再由汽-水換熱器加熱到熱網(wǎng)供水溫度送出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其 特征在于，所述蒸汽型吸收式熱泵采用多級(jí)熱泵串聯(lián)的方式組成，蒸汽型吸收式熱泵的低 位熱源為凝汽器出口的循環(huán)水或者為由煙氣冷凝換熱器換熱得到的循環(huán)水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其 特征在于，在用戶(hù)側(cè)，所述熱水吸收式熱泵為補(bǔ)燃型熱水吸收式熱泵，當(dāng)熱源側(cè)提供的高溫 熱水驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，利用燃?xì)庋a(bǔ)燃補(bǔ)充；尖峰熱負(fù)荷時(shí)，在二次熱網(wǎng)側(cè)增設(shè)燃?xì)忮仩t，用 來(lái)加熱二次熱網(wǎng)供水，以滿(mǎn)足一部分調(diào)峰熱負(fù)荷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其 特征在于，所述用戶(hù)側(cè)在夏季采用一次熱網(wǎng)提供的熱水作為熱水吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源， 利用土壤地埋管或地下水、污水進(jìn)行冷卻，制取冷水用于去除建筑顯熱負(fù)荷，供冷用戶(hù)使 用；在熱水吸收式熱泵后串聯(lián)溶液除濕空調(diào)，從熱水吸收式熱泵的發(fā)生器出來(lái)的熱水繼續(xù) 作為溶液除濕空調(diào)的驅(qū)動(dòng)熱源用于新風(fēng)除濕，承擔(dān)去除建筑潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其 特征在于，所述溶液除濕空調(diào)與生活熱水預(yù)熱換熱器串聯(lián)，經(jīng)過(guò)溶液除濕空調(diào)出來(lái)的熱水 與生活熱水預(yù)熱換熱器相結(jié)合，再次回收利用一部分熱量；設(shè)置與生活熱水預(yù)熱換熱器進(jìn) 行換熱的地埋管換熱器，從生活熱水預(yù)熱換熱器出來(lái)的一次熱網(wǎng)回水和地埋管換熱器進(jìn)行 換熱，進(jìn)一步降低熱網(wǎng)回水溫度，這部分進(jìn)入地下的熱量可以下個(gè)冬季再提取出來(lái)供熱。
全文摘要
一種以燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為主的能源供應(yīng)系統(tǒng)屬于能源技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)在熱源側(cè)采用煙氣冷凝換熱器、凝汽器、蒸汽型吸收式熱泵、高溫?zé)煔鈸Q熱器、汽-水換熱器組合加熱的方式；熱網(wǎng)回水直接回收低溫?zé)煔饫淠酂帷⒏邷責(zé)煔庥酂峄蚰酂?，同時(shí)利用抽汽驅(qū)動(dòng)的蒸汽型吸收式熱泵回收凝汽排熱或煙氣部分余熱。冬季供熱時(shí)用戶(hù)端利用補(bǔ)燃熱水型吸收式熱泵和水-水換熱器加熱二次熱網(wǎng)水供熱，同時(shí)從淺層土壤源、地下水源或地?zé)崴Y源中提取低品位的熱量用于供熱；夏季熱網(wǎng)熱水在用戶(hù)端利用熱水型吸收式熱泵制冷、溶液除濕空調(diào)除濕及生活熱水預(yù)熱。與常規(guī)系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的能源利用效率有很大提高，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F01K11/02GK101858231SQ20101014159
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者付林, 張世鋼, 李永紅, 羅勇, 趙璽靈 申請(qǐng)人:清華大學(xué);北京環(huán)能瑞通科技發(fā)展有限公司