一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，属于能源利用技术领域。该系统包括供热单元、动力单元和制冷单元，其中，供热单元的余热锅炉用于产生水蒸气，以进行供暖同时提供动力；动力单元中第一动力组件以氨气和燃气作为燃料进行燃烧发电，第二动力组件利用余热锅炉产生的水蒸气作为驱动进行发电；制冷单元中气化换热器的内部设有冷却介质，用于吸收氨气气化产生的冷能，该冷却介质一方面用于向外界工业或民用用户集中供冷，另一方面在冷却介质罐和冷却介质泵的循环作用下为第二动力组件提供冷源。本专利能够有效减少燃气电厂二氧化碳的排放量，提高冷热电三联产系统的能量利用效率，同时还能够替代原有的吸收式制冷机组。吸收式制冷机组。吸收式制冷机组。

【技术实现步骤摘要】
一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统


[0001]本技术属于能源利用
，更具体地，涉及一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统。

技术介绍

[0002]发电行业的CO2排放量占我国CO2排放总量的50.8％，因此发电行业的碳减排至关重要。燃气电站具有启停灵活、便于调峰、占地面积小等优势，能够在城市的负荷中心实现就地供电。而燃气电站最常用的燃料为天然气，但是天然气在我国的储量并不丰富。相比之下，氨是一种清洁可再生的燃料，合成氨的技术非常成熟，可由可再生能源规模化制取。并且，氨的热值与煤相近，氨的结构中不含碳，不会产生CO2排放。因此将氨作为燃气电厂的燃料具有巨大吸引力，掺氨燃烧将会是减少燃气电厂二氧化碳排放的一种极具潜力的新方式。
[0003]冷热电三联产系统是一种建立在能源梯级利用的基础上，可以同时为用户供给电能、热能和冷能的系统，目前较多应用于办公楼、酒店公寓、学校和医院等场景。现有的冷热电三联产系统主要是燃气冷热电联供系统，包含动力子系统、供热子系统和供冷子系统组成，其中供冷子系统的中应用最广泛的是吸收式制冷机组，需要耗费一部分热能用于驱动制冷，因此会降低供热量，并且机组的排热负荷也很大。同时制冷机需要长期真空运行，要求严格密封，制造和使用有很多不便。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于提供一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，旨在解决现有的冷热电三联产系统能量利用率低、制冷机组耗费热量大、供冷规模小的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，该系统包括供热单元、动力单元和制冷单元，其中，所述供热单元包括余热锅炉，所述余热锅炉用于产生水蒸气，以进行供暖的同时提供动力；
[0006]所述动力单元包括第一动力组件和第二动力组件，所述第一动力组件以氨气和燃气作为燃料进行燃烧并产生烟气，以利用烟气驱动发电然后送入余热锅炉；所述第二动力组件利用余热锅炉产生的水蒸气作为驱动进行发电；
[0007]所述制冷单元包括气化换热器、冷却介质罐和冷却介质泵，所述气化换热器的内部设有冷却介质，用于吸收液氨气化产生的冷能，该冷却介质一方面用于向外界工业或民用用户集中供冷，另一方面在所述冷却介质罐和冷却介质泵的循环作用下为第二动力组件提供冷源。
[0008]作为进一步优选的，所述制冷单元还包括液氨储罐、液氨阀、液氨泵和氨缓冲罐，所述液氨储罐通过液氨阀和液氨泵与气化换热器的进口连接，以将液氨作为冷源送入所述气化换热器与冷却介质进行换热；所述氨缓冲罐与气化换热器的出口连接，以收集气化后
的氨气作为燃料。
[0009]作为进一步优选的，所述供热单元还包括燃气补燃组件，所述燃气补燃组件与余热锅炉的进口连接。
[0010]作为进一步优选的，所述第一动力组件和燃气补燃组件采用天然气、煤气、合成气、煤油、柴油、汽油、重油、生物柴油、甲醇、乙醇中的一种或多种与氨气混合作为燃料进行燃烧。
[0011]作为进一步优选的，所述燃气补燃组件采用内补燃式或外补燃式。
[0012]作为进一步优选的，所述供热单元还包括余热收集组件，所述余热收集组件与余热锅炉的出口连接。
[0013]作为进一步优选的，所述第一动力组件包括燃烧室、压气机、燃气透平和第一发电机，所述燃烧室的进气端与压气机和供料组件连接，该燃烧室的出气端与燃气透平连接，以将燃料燃烧产生的烟气送入燃气透平进行做功；所述燃气透平与第一发电机和压气机连接，以带动第一发电机发电并为压气机提供动力，同时所述燃气透平还与余热锅炉连接，以将做功后的烟气送入所述余热锅炉进行换热。
[0014]作为进一步优选的，所述第二动力组件包括汽轮机、第二发电机、凝汽器和给水泵，所述汽轮机的进汽端与余热锅炉连接，以利用余热锅炉产生的水蒸气驱动汽轮机，同时所述汽轮机与第二发电机连接，以带动第二发电机进行发电；所述汽轮机的出汽端依次通过凝汽器和给水泵与余热锅炉连接，从而将蒸汽凝结成水并送入余热锅炉；所述凝汽器的冷却介质进口与冷却介质泵连接，该凝汽器的冷却介质出口与冷却介质罐连接，从而利用所述制冷单元作为冷源。
[0015]作为进一步优选的，所述冷却介质为水、除盐水或有机载冷剂。
[0016]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0017]1.本专利提出氨气与燃气混燃的冷热电三联产系统，能够有效减少燃气电厂二氧化碳的排放量，同时该系统将液氨气化产生的冷能转化为制冷单元和第二动力组件的冷源，能够有效提高冷热电三联产系统的能量利用效率和供冷规模，同时还能够替代原有的吸收式制冷机组，提高机组供热单元的供热量，简化冷热电三联产系统的布局，提高整体的经济效益；
[0018]2.同时，本专利在供热单元中增设燃气补燃组件和余热收集组件，燃气补燃组件能够提高余热锅炉蒸汽初参数或者在第一动力组件停运时继续维持余热锅炉运行需要，提高机组的变工况性能，余热收集组件则用于收集余热锅炉出口烟气的余热以产生热水用于供暖，达到能量梯级利用的目的。
附图说明
[0019]图1是本技术实施例提供的基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统的结构示意图。
[0020]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0021]1‑
供料组件，2
‑
燃气补燃组件，3
‑
余热锅炉，4
‑
余热收集组件，5
‑
燃烧室，6
‑
第一发电机，7
‑
燃气透平，8
‑
压气机，9
‑
空气，10
‑
第二发电机，11
‑
汽轮机，12
‑
给水泵，13
‑
凝汽器，
14
‑
冷却介质罐，15
‑
冷却介质泵，16
‑
液氨储罐，17
‑
液氨阀，18
‑
液氨泵，19
‑
气化换热器，20
‑
氨缓冲罐，21
‑
三通阀。
具体实施方式
[0022]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0023]如图1所示，本技术提供了一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，该系统包括供热单元、动力单元和制冷单元，其中，供热单元包括余热锅炉3，余热锅炉3利用高温烟气的热量加热生成高温高压的水蒸气，以进行供暖的同时提供动力；
[0024]动力单元包括第一动力组件和第二动力组件，第一动力组件以氨气和燃气作为燃料进行燃烧并产生烟气，以利用烟气驱动发电然后送入余热锅炉；第二动力组件利用余热锅炉3产生的水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，其特征在于，该系统包括供热单元、动力单元和制冷单元，其中，所述供热单元包括余热锅炉(3)，所述余热锅炉(3)用于产生水蒸气，以进行供暖的同时提供动力；所述动力单元包括第一动力组件和第二动力组件，所述第一动力组件以氨气和燃气作为燃料进行燃烧并产生烟气，以利用烟气驱动发电然后送入余热锅炉(3)；所述第二动力组件利用余热锅炉(3)产生的水蒸气作为驱动进行发电；所述制冷单元包括气化换热器(19)、冷却介质罐(14)和冷却介质泵(15)，所述气化换热器(19)的内部设有冷却介质，用于吸收液氨气化产生的冷能，该冷却介质一方面用于向外界工业或民用用户集中供冷，另一方面在所述冷却介质罐(14)和冷却介质泵(15)的循环作用下为第二动力组件提供冷源。2.如权利要求1所述的基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，其特征在于，所述制冷单元还包括液氨储罐(16)、液氨阀(17)、液氨泵(18)和氨缓冲罐(20)，所述液氨储罐(16)通过液氨阀(17)和液氨泵(18)与气化换热器(19)的进口连接，以将液氨作为冷源送入所述气化换热器(19)与冷却介质进行换热；所述氨缓冲罐(20)与气化换热器(19)的出口连接，以收集气化后的氨气作为燃料。3.如权利要求1所述的基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，其特征在于，所述供热单元还包括燃气补燃组件(2)，所述燃气补燃组件(2)与余热锅炉(3)的进口连接。4.如权利要求3所述的基于掺氨燃气电厂的冷热电三联产系统，其特征在于，所述燃气补燃组件采用内补燃式或外补燃式。5.如权利要求1所述的基于掺氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐义书，王华坤，徐静颖，刘小伟，于敦喜，徐明厚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：