【技术实现步骤摘要】
基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统及运行方法
本专利技术属于加热和制冷的联合系统领
，具体为一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统及运行控制方法。
技术介绍
一方面，工业生产工艺中存在大量的低温废热、空气能和地热能等低品位热难以高效回收利用，另一方面，液化天然气气化站存在大量的超低温冷能难以被利用，需要消耗大量能源用于加热天然气。常规的热利用和冷利用技术难以充分挖掘既有的低品位热和液化天然气气化工艺中的超低温冷能，且其能效较低，经济效益较差。这些低品位热和超低温冷能蕴藏大量奠定有用能，但因缺乏高效利用技术工艺而被白白浪费，并导致液化天然气气化站和工业生产工艺能效低、能耗大、运行成本偏高。因此，采用何种高效综合利用技术工艺以高效回收利用低品位热和超低温冷能，生产所需的电、冷、热产品以满足用户的多样化需求，是目前本
亟待解决的技术难题。鉴于低品位热与液化天然气气化站中的低温冷能之间的品位差，本专利技术根据液化天然气气化冷能释放特点和供冷、供热多样化需求而提出基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统及其运...
【技术保护点】
1.一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统，其特征在于，包括：液化天然气气化子系统、低温热力发电子系统、低温热源子系统和连接管线及各阀门；其中低温热力发电子系统主要包括低温锅炉(11)、膨胀机(12)、发电机(13)、工质泵(14)和工质循环管线，低温锅炉(11)的冷侧、膨胀机(12)、LNG气化器(15)的加热侧和工质泵(14)通过管线顺序相连形成回路；膨胀机(12)与发电机(13)主轴相连；/n液化天然气气化子系统包括：LNG储罐(21)、LNG气化器(15)、主升温器(22)、调压器(23)和计量加臭装置(24)；其中LNG储罐(21)、LNG气化器(15)的气化...
【技术特征摘要】
1.一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统，其特征在于，包括：液化天然气气化子系统、低温热力发电子系统、低温热源子系统和连接管线及各阀门；其中低温热力发电子系统主要包括低温锅炉(11)、膨胀机(12)、发电机(13)、工质泵(14)和工质循环管线，低温锅炉(11)的冷侧、膨胀机(12)、LNG气化器(15)的加热侧和工质泵(14)通过管线顺序相连形成回路；膨胀机(12)与发电机(13)主轴相连；
液化天然气气化子系统包括：LNG储罐(21)、LNG气化器(15)、主升温器(22)、调压器(23)和计量加臭装置(24)；其中LNG储罐(21)、LNG气化器(15)的气化侧、主升温器(22)的冷侧、调压器(23)、计量加臭装置(24)和燃气管网(25)通过管线顺序相连；
低温热源子系统包括：冷用户(41)、地埋管换热器(311)、空气加热塔(312)和蓄冷罐(44)，其中空气加热塔(312)的出口、低温热源出口三通(314)、第一泵(313)、低温锅炉(11)的冷侧、主升温器(22)的热侧、低温热源入口三通(315)和空气加热塔(312)的入口顺序相连形成回路，低温热源出口三通(314)和低温热源入口三通(315)分别与地埋管换热器(311)的入口和出口相连，冷用户(41)与空气加热塔(312)和地埋管换热器(311)相互孤立的方式或与空气加热塔(312)、地埋管换热器(311)采用并联的方式。
2.根据权利要求1所述的一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统，其特征在于，当冷用户(41)与空气加热塔(312)和地埋管换热器(311)相互孤立的方式时，用户升温器(46)的冷侧安装于LNG气化器(15)和主升温器(22)之间的管路上，蓄冷罐并联阀门(47)附近的管路上并联设置有蓄冷罐(44)；用户升温器(46)用于中温冷能回收利用，为供冷或冷藏系统提供冷负荷；
所述冷用户(41)为低温冷用户(421)和/或中温冷用户(431)，低温冷用户(421)通过低温冷媒供冷管路(422)、低温用户升温器(426)、第一泵(313)、低温冷媒回冷管路(423)顺序相连形成回路为低温冷用户(421)供冷；中温冷用户(431)通过中温冷媒供冷管路(432)、中温用户升温器(436)、第一泵(313)、中温冷媒回冷管路(433)顺序相连形成回路为中温冷用户(431)供冷。
3.根据权利要求1所述的一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统，其特征在于，当冷用户(41)与空气加热塔(12)、地埋管换热器(311)采用并联的方式时，冷用户(41)的冷用户冷媒供冷管路(42)、用户升温器(46)的热侧、第二泵(45)、蓄冷罐并联阀门(47)、冷用户热媒回冷管路(43)和冷用户(41)顺序相连形成回路；冷用户41的冷用户冷媒供冷管路(42)通过阀门接入低温热源出口三通(314)和第一泵(313)之间的管路中，冷用户(41)的冷媒供冷管路通过阀门从低温热源入口三通(315)之前的管路接出，冷媒供冷管路分支和主升温器(22)热侧的热媒出口之间的管路上还额外安装有蓄冷罐并联阀门(47)以及安装有与蓄冷罐并联阀门(47)并联的蓄冷罐(44)；
所述冷用户(41)为高温冷用户(411)。
4.一种如权利要求1所述的基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统的运行方法，其特征在于，来自LNG气化器(15)的液态工质经由工质泵(14)升压，输送至低温锅炉(11)，并在低温锅炉(11)中被低温热源系统的冷媒加热为高压过热蒸气；高压过热蒸气进入膨胀机(12)膨胀变成低压蒸气，在此膨胀过程输出动力并由传动轴带动发电机(13)工作，向外输出电能；来自膨胀机(12)的低压蒸气再进入LNG气化器(15)被液化天然气冷凝为液态；液化天然气在LNG气化器(15)中将热力发电子系统的气态工质冷凝为液态，同时因吸热而气化，气化后的天气然在升温器中被冷媒逐步加热升温至所需温度后，再经由调压器(23)调压，然后进入计量加臭装置(24)，最后进入燃气管网(25)，如此实现液化天然气冷能的梯级利用；
根据不同地区的实际需求，冷用户(41)、蓄冷罐(44)、空气加热塔(312)和浅层地埋管换热器(311)形成运行方法101和运行方法102两种不同的运行方法：
所述运行方法101为：对于夏热冬冷地区，冷用户(41)与空气加热塔(312)、地埋管换热器(311)采用并联的方式：
在运行方法101中，冷用户(41)的冷媒回水管线与空气加热塔的冷却水回水管线和地埋管换热器(311)的回水管线支管并联连接，三者的供水管线并联连接，冷媒回水管线与低温锅炉(11)的冷媒出口连接，低温锅炉(11)冷侧的冷媒入口与用户升温器(46)热侧的冷媒出口连接，用户升温器(46)的冷媒入口与冷媒供水干管连接；
在供冷季，若冷负荷需求较低时，空气加热塔(312)吸收空气热能为低温热力发电子系统提供部分热负荷以满足发电所需热能，同时通过冷媒在地埋管换热器(311)中向浅层土壤放热蓄能以备冬季所需；
在非供冷季中，冷负荷无需求时，在此运行工况下由空气加热塔(312)或浅层地埋管换热器向低温热力发电子系统提供所需热能；
在供暖季，地热通过地埋管换热器(311)传递给冷媒，然后冷媒经由冷媒管线输送至低温热力发电系统的低温锅炉(11)和主升温器，并放热降温，最后返回至浅层地埋管换热器继续吸收地热能；
所述运行方法102为：对于夏热冬暖地区或温和地区，冷用户(41)与空气加热塔(312)和地埋管换热器(311)相互孤立，构成两个相对孤立的系统：
在运行方法102中，空气加热塔(312)或浅层地埋管换热器的热媒供水管线与低温锅炉(11)热媒出口连接，低温锅炉(11)热媒入口与主升温器(22)的热媒出口连接，主升温器(22)的热媒入口与空气加热塔(312)或浅层地埋管换热器的热媒回水管线连接；冷用户(41)的冷媒供液管线连接与主升温器(22)的冷媒出口连接，主升温器(22)的热媒入口与冷用户(41)的冷媒回液管线连接；LNG气化器(15)的天然气出口与用户升温器(46)的燃气入口连接，用户升温器(46)的燃气出口与主升温器(22)的燃气入口连接。
5.一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统，其特征在于，包括：液化天然气气化子系统、低温热力发电子系统、低温热源子系统和供暖子系统；其中低温热力发电子系统主要包括低温锅炉(11)、膨胀机(12)、发电机(13)、工质泵(14)和工质循环管线，低温锅炉(11)的冷侧、膨胀机(12)、LNG气化器(15)的加热侧和工质泵(14)通过管线顺序相连形成回路，膨胀机(12)与发电机(13)主轴相连；
液化天然气气化子系统包括：LNG储罐(21)、LNG气化器(15)、主升温器(22)、用户升温器(46)、调压器(23)和计量加臭装置(24)；其中LNG储罐(21)、LNG气化器(15)的气化侧、主升温器(22)的冷侧、用户升温器(46)的冷侧、吸收式热泵并联阀门、调压器(23)、计量加臭装置(24)和燃气管网(25)通过管线顺序相连，主升温器(22)的旁通管路上设有调节阀；
低温热源子系统包括：冷用户(41)和低品位热源(321)，其中低品位热源(321)供热干管的出口、第一泵(313)、低温热源出口三通(314)、低温锅炉(11)的冷侧、主升温器(22)的热侧、低温热源入口三通(315)和低品位热源(321)的供热干管入口顺序相连形成回路，主升温器(22)的进口与出口之间并联有调节阀；低温热源出口三通314与供暖子系统热媒入口相连，低温热源出口三通(314)与供暖子系统冷媒出口相连，低品位热源(321)提供40～150℃的热量；
供暖子系统包括：供暖热力站(320)、水水换热器(322)和第二类吸收式热泵，其中供暖子系统的低品位热源热媒入口分别与第二类吸收式热泵中发生器(325)的热媒出口和与水水换热器(322)的热媒出口相连，供暖子系统的冷媒出口分别与第二类吸收式热泵中蒸发器(327)的入口和与水水换热器(322)的热媒入口相连，第二类吸收式热泵中蒸发器(327)的热媒出口与发生器(325)热媒入口连接；第二类吸收式热泵的冷凝器(326)与吸收式热泵并联阀门并联；采暖供水温度高于低品位热源(321)的热媒出口温度。
6.根据权利要求5所述的一种基于液化天然气气化冷能的热电冷联供系统，其特征在于，所述供暖子系统中在还设有蓄热罐(328)和燃气锅炉(329)；
蓄热罐(328)并联在第二类吸收式热泵出口的供热管路上，并设有控制开断的阀门；供暖供水在被输配至各个热力站(320)之前，根据供暖供热负荷的情况，选择一部分供暖供水进入蓄热罐(328)蓄热；
燃气锅炉(329)串联在第二类吸收式热泵出口的供热管路上，计量加臭...
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