一种燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统：系统集成燃气轮机、余热锅炉、背压式蒸汽轮机、背压供热切换回路、供热管网、有机朗肯循环机组、吸收式机组等能源设备；组建能联网远程管理集成系统分季节平衡背压供热量与发电/供热/制冷所需耗热量：冬季实现燃气蒸汽二级循环发电+背压供热的电热联产效率90％，春秋季实现燃气蒸汽有机三级循环发电效率65％，夏季实现燃气蒸汽二级循环发电+背压制冷的电冷联产效率85％。
【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及分布式能源系统中一种燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统。(二)
技术介绍
在燃气蒸汽联合循环发电装置中，电能分别在两级发电循环中产生：(1)燃气轮机第一级循环发电，燃气与空气混合后燃烧，生成的高压、高温烟气送入燃气透平中膨胀、做功，推动叶轮旋转并带动发电机转子旋转而产生第一级电力；排出的低压、高温烟气则引入余热锅炉中，回收烟气显热而产生高压、高温的过热水蒸汽。(2)蒸汽轮机第二级循环发电，过热水蒸汽送入蒸汽轮机中膨胀、做功，推动叶轮旋转并带动发电机转子旋转而产生第二级电力。因此燃气蒸汽联合循环发电装置的技术优势为：(1)发电效率提高至60％，超过任何单级循环发电效率的最高值40％；因此是目前最高效率发电装置；(2)提高装置的发电效率，即降低二氧化碳和氮氧化物排放量；(3)为可再生能源发电装置的电压波动，提供可靠、灵活的电力支持。然而，上述蒸汽轮机循环发电方式如下：(1)凝汽式蒸汽轮机发电循环：只发电不供热，凝汽热量通过冷却塔中循环水份的蒸发而排放环境，因此消耗水资源并造成环境热、湿污染；同时使装置复杂、投资增加、可靠性降低、运行费增加，导致不节能且经济性差。(2)抽凝式蒸汽轮机热电循环：既发电又供热，但夏季凝汽热量仍通过冷却塔中循环水份的蒸发而排放环境，因此仍消耗水资源并仍造成环境热、湿污染；只是当冬季有供热负荷时，由蒸汽轮机中间级抽汽供热，同时减少发电量，不会影响燃气轮机的循环发电以避免燃气放散。然而导致装置复杂、投资增加、可靠性降低、运行费增加、不节能、经济性差。(3)背压式蒸汽轮机热电循环：既发电又供热，冬季提高背压而使凝汽热量通过热水循环供热，无需冷却塔，不消耗水资源，无环境热、湿污染；因此装置简单、投资降低、运行可靠、运行费低、节能显著、经济性优异。但该循环以热定电，春夏秋三季无供热负荷时，蒸汽轮机停止运行，进而影响燃气轮机发电循环，导致燃气放散。综上所述，在燃气蒸汽联合循环发电装置中，第二级如采用背压式蒸汽轮机热电循环，冬季既发电又供热，热电联供效率可接近90％，因此节能效果显著，经济性优异，无环境热、湿污染；然而春夏秋三季无供热负荷使蒸汽轮机停止运行。因此，如何提高第二级背压式蒸汽轮机热电循环的全年利用率，就有待热能科技工作者解决。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是构建一种燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统：在燃气蒸汽联合循环发电装置基础上，第二级采用背压式蒸汽轮机热电循环，分季节平衡背压供热量与供热/发电/制冷等设备耗热量：冬季驱动供热管网实现燃气蒸汽二级循环发电+背压供热，春秋季驱动有机朗肯循环机组实现燃气蒸汽有机三级循环发电，夏季驱动吸收式机组实现燃气蒸汽二级循环发电+背压制冷；从而在维持燃气轮机第一级循环发电条件下，梯级利用热能，分季节切换实现发电、制热、制冷联产，实现联产效率比联合循环提高36％。按照附图1所示的燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统，其由1-压气机；1-1-进气过滤器；1-2-进气消声器；2-燃烧室；3-二通阀；4-燃气透平；4-1-单轴；5-发电机；6-余热锅炉；6-1-除氧汽包；6-2-除氧蒸发器；6-3-省煤器；6-4-汽包；6-5-蒸发器；6-6-过热器；6-7-烟囱；7-过滤器；8-循环泵；9-止回阀；10-蒸汽透平；11-凝汽器；12-再热器；13-有机朗肯循环机组；13-1-蒸发器；13-2-膨胀机；13-3-回热器；13-4-冷凝器；13-5-储液罐；13-6-工质泵；13-7-有机工质；14-冷却塔；15-吸收式机组；15-1-再生器；15-2-蒸发器；15-3-吸收器；15-4-冷凝器；16-传感器数据采集交换模块；17-互联网终端电脑控制器；18-膨胀水箱等组成，其特征在于：压气机1、燃烧室2、燃气透平4，组成燃气轮机；压气机1、燃气透平4、发电机5，通过单轴4-1连接为整体并共用底座，组成燃气轮机第一级循环发电及压气装置；燃气管道连接燃烧室2的燃气进口，组成燃气支路；空气管道连接进气过滤器1-1、进气消声器1-2、压气机1、燃烧室2的空气进口，组成空气支路；空气管道连接二通阀3、压气机1的出口端，组成空气控制支路；燃烧室2的烟气出口通过管道连接燃气透平4、余热锅炉6的烟气进口、过热器6-6、蒸发器6-5、省煤器6-3、除氧蒸发器6-2、烟囱6-7，组成烟气回路；凝汽器11的凝结水侧底部通过管道连接二通阀3、三通，与再热器12的凝结水侧底部通过管道连接二通阀3、三通而相互并联连接，再通过三通、二通阀3与除盐水补充管道并联连接，最后串联连接至除氧汽包6-1的凝结水进口，组成凝结水回路；除氧汽包6-1及其循环管道连接的除氧蒸发器6-2、过滤器7、循环泵8、止回阀9、省煤器6-3、汽包6-4及其循环管道连接的蒸发器6-5、过热器6-6，组成余热锅炉6的过热水蒸汽制取回路；除氧蒸发器6-2、省煤器6-3、蒸发器6-5的底部集管，分别通过管道连接二通阀3，再并联连接至排出管，组成余热锅炉6的排污支路；过热器6-6出口通过管道连接三通、三通、二通阀3，组成提供过热水蒸汽支路；过热器6-6出口通过管道连接三通、三通、二通阀3、再热器12的过热水蒸汽侧，组成再热支路；过热器6-6出口通过管道连接三通、二通阀3、蒸汽透平10、凝汽器11的过热水蒸汽侧，组成蒸汽轮机支路；蒸汽透平10、发电机5，组成蒸汽轮机第二级循环发电装置；回水管连接三通、过滤器7、循环泵8、止回阀9、凝汽器11的热水侧、三通、再热器12的热水侧、供水管网、用户末端、回水管网、二通阀3、三通，组成背压供热驱动采暖循环切换回路；回水管连接三通、过滤器7、循环泵8、止回阀9、凝汽器11的热水侧、三通、三通、蒸发器13-1的热水侧、二通阀3、三通、三通，组成背压供热驱动发电循环切换回路；工质管连接蒸发器13-1工质侧、二通阀3、膨胀机13-2、回热器13-3放热侧、冷凝器13-4工质侧、储液罐13-5、工质泵13-6、二通阀3、回热器13-3吸热侧，组成有机朗肯循环回路；膨胀机13-2、发电机5，组成膨胀机第三级循环发电装置；冷却塔14的底部积水盘通过管道连接过滤器7、循环泵8、止回阀9、三通、冷凝器13-4的冷却水侧、二通阀3、三通、冷却塔14的上部喷嘴，组成有机朗肯循环冷却水循环回路；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统，其由压气机(1)；进气过滤器(1‑1)；进气消声器(1‑2)；燃烧室(2)；二通阀(3)；燃气透平(4)；单轴(4‑1)；发电机(5)；余热锅炉(6)；除氧汽包(6‑1)；除氧蒸发器(6‑2)；省煤器(6‑3)；汽包(6‑4)；蒸发器(6‑5)；过热器(6‑6)；烟囱(6‑7)；过滤器(7)；循环泵(8)；止回阀(9)；蒸汽透平(10)；凝汽器(11)；再热器(12)；有机朗肯循环机组(13)；蒸发器(13‑1)；膨胀机(13‑2)；回热器(13‑3)；冷凝器(13‑4)；储液罐(13‑5)；工质泵(13‑6)；有机工质(13‑7)；冷却塔(14)；吸收式机组(15)；再生器(15‑1)；蒸发器(15‑2)；吸收器(15‑3)；冷凝器(15‑4)；传感器数据采集交换模块(16)；互联网终端电脑控制器(17)；膨胀水箱(18)等组成，其特征在于：压气机(1)、燃烧室(2)、燃气透平(4)，组成燃气轮机；压气机(1)、燃气透平(4)、发电机(5)，通过单轴(4‑1)连接为整体并共用底座，组成燃气轮机第一级循环发电及压气装置；燃气管道连接燃烧室(2)的燃气进口，组成燃气支路；空气管道连接进气过滤器(1‑1)、进气消声器(1‑2)、压气机(1)、燃烧室(2)的空气进口，组成空气支路；空气管道连接二通阀(3)、压气机(1)的出口端，组成空气控制支路；燃烧室(2)的烟气出口通过管道连接燃气透平(4)、余热锅炉(6)的烟气进口、过热器(6‑6)、蒸发器(6‑5)、省煤器(6‑3)、除氧蒸发器(6‑2)、烟囱(6‑7)，组成烟气回路；凝汽器(11)的凝结水侧底部通过管道连接二通阀(3)、三通，与再热器(12)的凝结水侧底部通过管道连接二通阀(3)、三通而相互并联连接，再通过三通、二通阀(3)与除盐水补充管道并联连接，最后串联连接至除氧汽包(6‑1)的凝结水进口，组成凝结水回路；除氧汽包(6‑1)及其循环管道连接的除氧蒸发器(6‑2)、过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、省煤器(6‑3)、汽包(6‑4)及其循环管道连接的蒸发器(6‑5)、过热器(6‑6)，组成余热锅炉(6)的过热水蒸汽制取回路；除氧蒸发器(6‑2)、省煤器(6‑3)、蒸发器(6‑5)的底部集管，分别通过管道连接二通阀(3)，再并联连接至排出管，组成余热锅炉(6)的排污支路；过热器(6‑6)出口通过管道连接三通、三通、二通阀(3)，组成提供过热水蒸汽支路；过热器(6‑6)出口通过管道连接三通、三通、二通阀(3)、再热器(12)的过热水蒸汽侧，组成再热支路；过热器(6‑6)出口通过管道连接三通、二通阀(3)、蒸汽透平(10)、凝汽器(11)的过热水蒸汽侧，组成蒸汽轮机支路；蒸汽透平(10)、发电机(5)，组成蒸汽轮机第二级循环发电装置；回水管连接三通、过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、凝汽器(11)的热水侧、三通、再热器(12)的热水侧、供水管网、用户末端、回水管网、二通阀(3)、三通，组成背压供热驱动采暖循环切换回路；回水管连接三通、过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、凝汽器(11)的热水侧、三通、三通、蒸发器(13‑1)的热水侧、二通阀(3)、三通、三通，组成背压供热驱动发电循环切换回路；工质管连接蒸发器(13‑1)工质侧、二通阀(3)、膨胀机(13‑2)、回热器(13‑3)放热侧、冷凝器(13‑4)工质侧、储液罐(13‑5)、工质泵(13‑6)、二通阀(3)、回热器(13‑3)吸热侧，组成有机朗肯循环回路；膨胀机(13‑2)、发电机(5)，组成膨胀机第三级循环发电装置；冷却塔(14)的底部积水盘通过管道连接过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、三通、冷凝器(13‑4)的冷却水侧、二通阀(3)、三通、冷却塔(14)的上部喷嘴，组成有机朗肯循环冷却水循环回路；回水管连接三通、过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、凝汽器(11)的热水侧、三通、三通、再生器(15‑1)的热水侧、二通阀(3)、三通、三通，组成背压供热驱动制冷循环切换回路；冷回水管连接过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、蒸发器(15‑2)的冷水侧，组成提供空调冷水循环回路；冷却塔(14)的底部积水盘通过管道连接过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、三通、串联连接的吸收器(15‑3)和冷凝器(15‑4)的冷却水侧、二通阀(3)、三通、冷却塔(14)的上部喷嘴，组成吸收式机组冷却水循环回路；膨胀水箱(18)底部出口通过管道连接到过滤器(7)入口前的三通，组成背压供热切换回路的定压膨胀支路。...
【技术特征摘要】
1.一种燃气蒸汽有机三级循环发电制热制冷联产系统，其由压气
机(1)；进气过滤器(1-1)；进气消声器(1-2)；燃烧室(2)；二通
阀(3)；燃气透平(4)；单轴(4-1)；发电机(5)；余热锅炉(6)；
除氧汽包(6-1)；除氧蒸发器(6-2)；省煤器(6-3)；汽包(6-4)；
蒸发器(6-5)；过热器(6-6)；烟囱(6-7)；过滤器(7)；循环泵(8)；
止回阀(9)；蒸汽透平(10)；凝汽器(11)；再热器(12)；有机朗肯
循环机组(13)；蒸发器(13-1)；膨胀机(13-2)；回热器(13-3)；
冷凝器(13-4)；储液罐(13-5)；工质泵(13-6)；有机工质(13-7)；
冷却塔(14)；吸收式机组(15)；再生器(15-1)；蒸发器(15-2)；
吸收器(15-3)；冷凝器(15-4)；传感器数据采集交换模块(16)；互
联网终端电脑控制器(17)；膨胀水箱(18)等组成，其特征在于：压
气机(1)、燃烧室(2)、燃气透平(4)，组成燃气轮机；压气机(1)、
燃气透平(4)、发电机(5)，通过单轴(4-1)连接为整体并共用底座，
组成燃气轮机第一级循环发电及压气装置；燃气管道连接燃烧室(2)
的燃气进口，组成燃气支路；空气管道连接进气过滤器(1-1)、进气
消声器(1-2)、压气机(1)、燃烧室(2)的空气进口，组成空气支路；
空气管道连接二通阀(3)、压气机(1)的出口端，组成空气控制支路；
燃烧室(2)的烟气出口通过管道连接燃气透平(4)、余热锅炉(6)
的烟气进口、过热器(6-6)、蒸发器(6-5)、省煤器(6-3)、除氧蒸
发器(6-2)、烟囱(6-7)，组成烟气回路；凝汽器(11)的凝结水侧
底部通过管道连接二通阀(3)、三通，与再热器(12)的凝结水侧底
部通过管道连接二通阀(3)、三通而相互并联连接，再通过三通、二
通阀(3)与除盐水补充管道并联连接，最后串联连接至除氧汽包(6-1)
\t的凝结水进口，组成凝结水回路；除氧汽包(6-1)及其循环管道连接
的除氧蒸发器(6-2)、过滤器(7)、循环泵(8)、止回阀(9)、省煤
器(6-3)、汽包(6-4)及其循环管道连接的蒸发器(6-5)、过热器(6-6)，
组成余热锅炉(6)的过热水蒸汽制取回路；除氧蒸发器(6-2)、省煤
器(6-3)、蒸发器(6-5)的底部集管，分别通过管道连接二通阀(3)，
再并联连接至排出管，组成余热锅炉(6)的排污支路；过热器(6-6)
出口通过管道连接三通、三通、二通阀(3)，组成提供过热水蒸汽支
路；过热器(6-6)出口通过管道连接三通、三通、二通阀(3)、再热
器(12)的过热水蒸汽侧，组成再热支路；过热器(6-6)出口通过管
道连接三通、二通阀(3)、蒸汽透平(10)、凝汽器(11)的过热水蒸
汽侧，组成蒸汽轮机支路；蒸汽透平...
【专利技术属性】
技术研发人员：侴乔力，余昱暄，邓壮，
申请(专利权)人：上海汉钟精机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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