大型内燃机冷热电三联供优化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种大型内燃机冷热电三联供优化系统，其内燃机向供热系统提供余热水，向余热锅炉提供余热烟气和余热水，余热锅炉向汽轮发电机提供过热蒸汽，汽轮发电机向电制冷机提供电力，余热水还提供给制冷系统。本发明专利技术利用燃气燃烧做功产生高品位电能，通过溴化锂机组产生冷冻水，通过换热器产生热水为用户供暖，通过余热锅炉，产生蒸汽，驱动汽轮机及发电机进行发电；能源利用率高达92％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机冷热电三联供技术，具体地，涉及大型内燃机冷热电三联供优化系统。
技术介绍
随着全球变暖和化石能源枯竭等环境问题的加重，提高能源利用效率、改变能源结构对我国而言非常重要。国家在“十三五”发展规划纲要中明确指出：加快发展风能、太阳能、生物质能、水能、地热能，安全高效发展核电；加强储能和智能电网建设，发展分布式能源，推行节能低碳电力调度。目前利用内燃机进行冷热电三联供的分布式能源应用较多，技术也非常成熟，大都是和电网并网运行。传统分布式三联供的工艺流程为：燃气在内燃机中燃烧做功，驱动发电机发电，300℃以上的高温烟气和90℃左右的轴套水通过吸收式制冷机组产生冷量，或进入供热系统进行供热。其综合利用效率大约为80％左右，能源利用率不高，且传统的三联供对季节性变化供能的适应性低，比如：在冬季，因冷量需求不足，导致内燃机发电机组无法正常运行，从而大大影响系统的稳定性，因此有必要对其原有的系统进行优化，从而提供其运行的稳定性和灵活性。经检索，发现如下相关检索结果。相关检索结果1：申请(专利)号：CN201520401479.X名称：一种燃气三联供系统的中冷水余热利用系统摘要：该专利文献公开了一种燃气三联供系统的中冷水余热利用系统，它包括：燃气发电机组，散热水箱，换热装置，在燃气发电机组的中冷水出水管道上连接生活热水换热功能电动三通调节阀的第一端，生活热水换热功能电动三通调节阀的第二端与换热装置的进水管道连接，该生活热水换热功能电动三通调节阀的第三端通过连接管道与散热水箱功能电动调节阀第一端连接，换热装置的出水管道与连接管道连接，该散热水箱功能电动调节阀第三端与散热水箱的进水管连接。技术要点比较：该专利文献主要阐述燃气三联供系统的中冷水余热利用系统，节约了生活热水加热成本与中冷水散热成本。而本专利技术优化提高了整体系统能源利用效率，降低冷电负荷不匹配而导致的停机事件发生率。相关检索结果2：申请(专利)号：CN201010219570.1名称：一种四联供系统摘要：该专利文献提供一种四联供系统，包括燃气三联供中心和数据中心，所述燃气三联供中心与数据中心相连，并向所述数据中心提供冷能和电能，在所述燃气三联供中心正常工作时，所述数据中心从燃气三联供中心获得电能；所述四联供系统通过其中的数据中心向四联供系统外部的用户提供信息服务，并通过所述燃气三联供中心向四联供系统外部的用户提供热能、冷能和电能。技术要点比较：该专利文献是阐述传统燃气三联供中心和数据中心之间的相互配合运行，具有降低碳排放量的作用。而本专利技术主要对传统的燃气三联供系统进行优化，达到提高综合能源利用率的效果。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种大型内燃机冷热电三联供优化系统。根据本专利技术提供的一种大型内燃机冷热电三联供优化系统，包括内燃机、集中供热系统、余热锅炉、汽轮发电机、电制冷机以及制冷系统；内燃机的第一缸套水管路出口连接集中供热系统的换热器热流路通道入口；集中供热系统的换热器热流路通道出口连接内燃机的第一缸套水管路入口；内燃机的烟气出口连接余热锅炉的第一换热器热流路通道入口；余热锅炉的第一换热器热流路通道出口连接余热锅炉的第二换热器热流路通道入口；余热锅炉的第二换热器热流路通道出口延伸至余热锅炉的外部形成排烟口；余热锅炉的第一换热器冷流路通道入口为进水口；余热锅炉的第一换热器冷流路通道出口为蒸汽排出口并连接至汽轮发电机的蒸汽输入口；汽轮发电机的电力输出线连接至电制冷机的电源接口；内燃机的第二缸套水管路出口连接余热锅炉的第二换热器冷流路通道入口；余
热锅炉的第二换热器冷流路通道出口连接至制冷系统的换热器热流路通道入口；制冷系统的换热器热流路通道出口连接内燃机的第二缸套水管路入口。优选地，制冷系统采用热水型溴化锂吸收式冷水机组。优选地，内燃机的第一缸套水管路、第二缸套水管路为彼此独立的管道。优选地，内燃机的第一缸套水管路、第二缸套水管路经过内燃机内部的不同部位。优选地，内燃机的第一缸套水管路的管壁吸热面积小于内燃机的第二缸套水管路的管壁吸热面积。优选地，内燃机的第一缸套水管路出口的出水温度低于内燃机的第二缸套水管路出口的出水温度。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、利用燃气燃烧做功产生高品位电能；2、利用内燃机的第一缸套水(90℃热水)，通过溴化锂机组产生冷冻水；3、利用内燃机的第二缸套水(53℃热水)，通过换热器产生热水为用户供暖；4、利用内燃机的余热烟气(375℃高温尾气)，通过余热锅炉，产生蒸汽，驱动汽轮机及发电机进行发电；5、本专利技术所提供系统的能源利用率高达92％以上。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的大型内燃机冷热电三联供优化系统的结构图。图中：1-内燃机2-集中供热系统3-余热锅炉4-汽轮发电机5-电制冷机6-制冷系统具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，根据本专利技术提供的一种大型内燃机冷热电三联供优化系统，包括内燃机1、集中供热系统2、余热锅炉3、汽轮发电机4、电制冷机5以及制冷系统6；内燃机1的第一缸套水管路出口连接集中供热系统2的换热器热流路通道入口；集中供热系统2的换热器热流路通道出口连接内燃机1的第一缸套水管路入口；内燃机1的烟气出口连接余热锅炉3的第一换热器热流路通道入口；余热锅炉3的第一换热器热流路通道出口连接余热锅炉3的第二换热器热流路通道入口；余热锅炉3的第二换热器热流路通道出口延伸至余热锅炉3的外部形成排烟口；余热锅炉3的第一换热器冷流路通道入口为进水口；余热锅炉3的第一换热器冷流路通道出口为蒸汽排出口并连接至汽轮发电机4的蒸汽输入口；汽轮发电机4的电力输出线连接至电制冷机5的电源接口；内燃机1的第二缸套水管路出口连接余热锅炉3的第二换热器冷流路通道入口；余热锅炉3的第二换热器冷流路通道出口连接至制冷系统6的换热器热流路通道入口；制冷系统6的换热器热流路通道出口连接内燃机1的第二缸套水管路入口。制冷系统6采用热水型溴化锂吸收式冷水机组。内燃机1的第一缸套水管路、第二缸套水管路为彼此独立的管道。内燃机1的第一缸套水管路、第二缸套水管路经过内燃机1内部的不同部位，从而得到温度高低的两种不同温度的余热水。内燃机1的第一缸套水管路的管壁吸热面积小于内燃机1的第二缸套水管路的管壁吸热面积。内燃机1的第一缸套水管路出口的出水温度低于内燃机1的第二缸套水管路出口的出水温度，例如，第一缸套水管路出口的出水温度为53℃，第二缸套水管路出口的出水温度为90℃。在一个举例中，以图1为例，目前大型内燃机单台可发电9000kW以上，以9340型为例，天然气在内燃机内燃烧做功发电量9340kW，输出能量有以下三种：-180m3/h、温度53℃的热水；-53400kg/h、375℃的高温烟气；-180m3/h、温度90℃的热水。为了优化利用高温烟气及低温热水，本专利技术采用的创新性优化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型内燃机冷热电三联供优化系统，其特征在于，包括内燃机(1)、集中供热系统(2)、余热锅炉(3)、汽轮发电机(4)、电制冷机(5)以及制冷系统(6)；内燃机(1)的第一缸套水管路出口连接集中供热系统(2)的换热器热流路通道入口；集中供热系统(2)的换热器热流路通道出口连接内燃机(1)的第一缸套水管路入口；内燃机(1)的烟气出口连接余热锅炉(3)的第一换热器热流路通道入口；余热锅炉(3)的第一换热器热流路通道出口连接余热锅炉(3)的第二换热器热流路通道入口；余热锅炉(3)的第二换热器热流路通道出口延伸至余热锅炉(3)的外部形成排烟口；余热锅炉(3)的第一换热器冷流路通道入口为进水口；余热锅炉(3)的第一换热器冷流路通道出口为蒸汽排出口并连接至汽轮发电机(4)的蒸汽输入口；汽轮发电机(4)的电力输出线连接至电制冷机(5)的电源接口；内燃机(1)的第二缸套水管路出口连接余热锅炉(3)的第二换热器冷流路通道入口；余热锅炉(3)的第二换热器冷流路通道出口连接至制冷系统(6)的换热器热流路通道入口；制冷系统(6)的换热器热流路通道出口连接内燃机(1)的第二缸套水管路入口。

【技术特征摘要】
1.一种大型内燃机冷热电三联供优化系统，其特征在于，包括内燃机(1)、集中供热系统(2)、余热锅炉(3)、汽轮发电机(4)、电制冷机(5)以及制冷系统(6)；内燃机(1)的第一缸套水管路出口连接集中供热系统(2)的换热器热流路通道入口；集中供热系统(2)的换热器热流路通道出口连接内燃机(1)的第一缸套水管路入口；内燃机(1)的烟气出口连接余热锅炉(3)的第一换热器热流路通道入口；余热锅炉(3)的第一换热器热流路通道出口连接余热锅炉(3)的第二换热器热流路通道入口；余热锅炉(3)的第二换热器热流路通道出口延伸至余热锅炉(3)的外部形成排烟口；余热锅炉(3)的第一换热器冷流路通道入口为进水口；余热锅炉(3)的第一换热器冷流路通道出口为蒸汽排出口并连接至汽轮发电机(4)的蒸汽输入口；汽轮发电机(4)的电力输出线连接至电制冷机(5)的电源接口；内燃机(1)的第二缸套水管路出口连接余热锅炉(3)的第二换热器冷流路通道入口；余热锅炉(3)的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐子烨，徐世洋，吴挺，
申请(专利权)人：上海光热实业有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31