對氣體機余熱能進行梯級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)燃機余熱利用的能源塔。特別是涉及一種對氣體機余熱能進行 梯級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 (氣體機）由于清潔，高效，低污染以及氣體資源潛力巨大的特點正在被越來越多地使用。 其中大型發(fā)電用燃氣內(nèi)燃機結(jié)合其余熱回收系統(tǒng)往往作為一整套獨立的供能系統(tǒng)為建筑 供能。這種系統(tǒng)受到許多發(fā)達國家的重視并被稱為"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用。氣體機具有多種余熱源，每種余熱源的品位都不同。最主要的 余熱源是發(fā)動機排氣，溫度最高可達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，增壓氣體還會帶走一部分熱量，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 只能對某一能量品質(zhì)段的熱量進行高效的回收，所以單一的余熱回收方式不能充分利用氣 體機的余熱。
[0003] 因此針對上述問題，必須立足于對能量梯級利用的原則并結(jié)合建筑用能對能量品 質(zhì)的不同需求（一棟建筑對能量品質(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余熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種采用多余熱回收方式相結(jié)合的冷，熱，電 三聯(lián)供的對氣體機余熱能進行梯級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：一種對氣體機余熱能進行梯級回收利用的多能量 形式輸出的能源塔，包括內(nèi)燃機，還設(shè)置有與所述內(nèi)燃機排出的高溫氣體進行熱交換，使汽 輪機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)中的冷凝熱進行熱交換，使膨脹機膨脹作功的有機朗肯循環(huán)系 統(tǒng)，將所述內(nèi)燃機排出的部分缸套水作為吸收式制冷系統(tǒng)熱源進行熱交換的溴冷機組，以 及與所述的內(nèi)燃機排出的高溫氣體終端相連用于給生活用水進行加熱的熱水換熱器。
[0006] 所述的內(nèi)燃機排出的缸套水分三條支路，第一條支路通過一個缸套水加熱器與經(jīng) 過水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)熱交換后的內(nèi)燃機排出的高溫氣體進行熱交換，然后進入溴冷機組 中的發(fā)生器中作為吸收式制冷系統(tǒng)的熱源進行熱交換后經(jīng)匯合點流入內(nèi)燃機；第二條支路 用于與所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)進行熱交換，然后經(jīng)匯合點流入內(nèi)燃機；第三條支路直接 經(jīng)匯合點流入內(nèi)燃機。
[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)燃機排出的高溫氣體， 用于將流過內(nèi)部的水加熱成高溫高壓氣體的余熱鍋爐，通過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，通過管路連接汽輪機作功后排出的汽體，用于給所述的 汽體降溫冷凝的第一冷凝器，通過管路連接經(jīng)第一冷凝器的冷凝成液體水的出口，用于對 所述液體水進行加壓的栗，所述經(jīng)栗加壓后的液體水通過管路進入所述的余熱鍋爐再次與 所述的內(nèi)燃機排出的高溫氣體進行熱交換。
[0008] 所述的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括有通過流入的高溫氣態(tài)工質(zhì)進行膨脹作功的膨脹 機，通過管路連接膨脹機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)的排氣預熱器，排氣預熱器流出的高溫液態(tài)工質(zhì)通過管路連接至工質(zhì)匯合點；第二 路低溫液態(tài)工質(zhì)通過管路連接到用所述內(nèi)燃機的增壓空氣給低溫液態(tài)工質(zhì)加熱的增壓空 氣預熱器，從所述增壓空氣預熱器流出的液態(tài)工質(zhì)通過管路連接至工質(zhì)匯合點；第三路低 溫液態(tài)工質(zhì)通過管路連接到用所述內(nèi)燃機缸套水的第二條支路流出的缸套水給低溫液態(tài) 工質(zhì)加熱的缸套水預熱器，從所述缸套水預熱器流出的液態(tài)工質(zhì)通過管路連接至工質(zhì)匯合 點，所述的流至工質(zhì)匯合點的三路低溫液態(tài)工質(zhì)共同通過管路連接水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)中 的用于通過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)再通過管路連接到所述膨脹機作功，作功后流出的工質(zhì)再經(jīng)由 第二冷凝器和工質(zhì)栗開始下次循環(huán)。
[0009] 流經(jīng)所述排氣預熱器與所述的低溫液態(tài)工質(zhì)進行熱交換后的內(nèi)燃機排出的高溫 氣體終端通過管路連接用于給生活用水進行加熱的熱水換熱器。
[0010] 所述的溴冷機組包括有通過經(jīng)第二支路b流入的缸套水對流經(jīng)內(nèi)部的稀溶液進 行加熱的發(fā)生器，從所述發(fā)生器流出的缸套水通過管路連接到匯合點并流入內(nèi)燃機；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^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)的制冷劑依次通過過冷器、第 二膨脹閥連接到用于對載冷劑進行熱交換的蒸發(fā)器，經(jīng)過蒸發(fā)器熱交換后的制冷劑通過管 路連接過冷器并與從所述第三冷凝器流入過冷器的液態(tài)制冷劑進行熱交換后，通過管路連 接到用于吸收制冷劑并與冷卻水進行熱交換的吸收器，經(jīng)吸收器后形成稀溶液通過管路和 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 濃溶液進行熱交換后進入發(fā)生器，與流經(jīng)發(fā)生器內(nèi)的缸套水再次進行熱交換。
[0011] 本發(fā)明的對氣體機余熱能進行梯級回收的多能量形式輸出的能源塔，是按照能量 梯級利用的原則并結(jié)合建筑用能對能量品質(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)，有機朗肯循環(huán)，溴冷機，以及幾個換 熱器對氣體機的余熱按照其特點進行梯級利用，以最大程度的回收利用氣體機余熱能，向 建筑提供不同品質(zhì)和功能的能量，使得氣體機余熱得到了非常充分的利用，同時大大提高 了整個系統(tǒng)的綜合能源利用率，達到了節(jié)能減排的效果。
【附圖說明】
[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 2:水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)
[0015] 3:有機朗肯循環(huán)系統(tǒng) 4:溴冷機組
[0016] 5:熱水換熱器 6:缸套水加熱器
[0017] 21 :余熱鍋爐 22 :汽輪機（自帶發(fā)電機）
[0018] 23 :第一冷凝器 24 :栗
[0019] 31 :膨脹機（自帶發(fā)電機） 32 :第二冷凝器
[0020] 33 :工質(zhì)栗 34 :排氣預熱器
[0021] 35:增壓空氣預熱器 36:缸套水預熱器
[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
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的對氣體機余熱能進行梯級回收的多能量形式 輸出的能源塔做出詳細說明。
[0029] 如圖1所示，本發(fā)明的對氣體機余熱能進行梯級回收的多能量形式輸出的能源 塔，包括氣體燃料內(nèi)燃機1，還設(shè)置有與所述內(nèi)燃機1排出的高溫氣體進行熱交換，從而使 汽輪機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中的冷凝熱進行熱交換，從而使膨脹機膨脹作功的有 機朗肯循環(huán)系統(tǒng)3,將所述內(nèi)燃機1排出的缸套水作為吸收式制冷系統(tǒng)熱源進行熱交換的 溴冷機組4,以及與所述的內(nèi)燃機1排出的高溫氣體終端相連用于給生活用水進行加熱的 熱水換熱器5。
[0030] 所述的內(nèi)燃機1排出的缸套水分三