[發明專利]一種分布式氣動-朗肯聯合循環冷熱電三聯供裝置

有效

• 申請號: 201310029381.1
• 申請日: 2013-01-27
• 公開（公告）號: CN103089441A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王海波
• 申請（專利權）人: 南京瑞柯徠姆環保科技有限公司
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F01K23/10;F01K17/00;F01K25/00;F27D17/00;F25B29/00;F22B31/08;F28F19/00;F28F1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及一種分布式氣動-朗肯聯合循環冷熱電三聯供裝置，具體屬節能環保技術領域。

背景技術

工業鍋爐作為一種承壓的特種設備，廣泛應用于社會生產和人民生活的各個領域。發達國家和新興發展中國家工業鍋爐消耗的能源通常占各國總耗能的25％～45％左右，其排放的溫度較高的廢氣亦是造成的環境污染和溫室效應的罪魁禍首。?

長久以來，由于工業鍋爐結構相對簡單，制造相對容易，未經審批，不按照安全節能技術規范制造安裝和使用的現象屢見不鮮，節能與減排效果令人堪憂。據統計，全國在用工業鍋爐保有量為約53萬臺、125萬MW，接近電站鍋爐裝機容量的2倍，能源消耗達4.2億噸標準煤，占全國一次能源消費總量的27.8％。以能效為例，我國燃煤工業鍋爐的平均實際熱效率僅為65％，比外國水平低10～20個百分點，平均每年多耗煤6000萬噸左右。以建筑用能為例，我國建筑單位面積能耗與國際水平有較大差距，據全國集中供熱鍋爐網對北方居住建筑采暖能耗的調查，北京、天津和東北地區一個采暖季每平方米采暖能耗平均為24.2kg標準煤，而氣候條件相近的德國平均僅6.2kg標準煤，我國單位采暖能耗為德國的3.9倍。因此工業鍋爐成為我國開展節能降耗、提高能效、減少污染的主要對象。

分布式能源系統是直接面對用戶、按用戶需求提供各種能量形式能量的中小型多功能能量轉換利用系統。它不同于傳統的“大機組、大電廠、大電網”的集中式能源生產與供應模式，而是分散在用戶端，以能源綜合梯級利用模式來達到更高能源利用率、更低能源成本、更高功能安全性以及更好的環保性能等多功能目標。其中冷熱電聯供系統是分布式能源發展的主要方向和主要形式，也是最具活力的系統之一，是發達國家重點研發和應用的熱點之一，歐盟國家紛紛采取稅收、補貼等不同方式大力促成冷熱電聯供項目的實施，例如意大利用減免20%至40%燃料費的辦法鼓勵建筑物應用冷熱電聯供系統。按動力子系統類型進行分類，主要有燃氣輪機-吸收式制冷、內燃機-吸收式制冷、汽輪機-吸收式制冷、斯特林機-吸收式制冷、燃料電池-吸收式制冷等冷熱電三聯產系統。

對于傳統的供熱系統，雖然鍋爐將燃料燃燒熱量的60%至90%轉換成有用的熱能（蒸汽或熱水）提供給用戶，但是燃燒產生的高溫煙氣本來可以用作發電（產功），直接被用作加熱較低溫度的蒸汽或熱水，做功能力損失很大；在制冷方面，電廠為了滿足夏季空調帶來的高峰電負荷，擴大電力生產，而產生的大量過剩的余熱無法利用，造成能源的極大浪費；單獨的吸收式制冷，又由于距離熱源遠或冷量無法長距離輸送，而使應用受到限制，即便燃氣直燃型吸收式制冷系統也一定程度存在類似鍋爐的高位熱用于低溫目的的做功能力損失，此外，先污染后治理的能源利用模式更是造成能源與環境難以協調的根本原因。

對于傳統的冷熱電三聯供系統，毫無疑問具有巨大的生命力和廣闊的發展空間，但也存在一定的問題：燃氣輪機-吸收式制冷、內燃機-吸收式制冷、斯特林機-吸收式制冷、燃料電池-吸收式制冷等冷熱電三聯產系統，采用與蒸汽朗肯聯合循環方式運行時，需要配套一級化學除鹽水系統，且化學水處理的運行成本很高，并產生一定的廢水、廢酸、廢堿污染，必須要進行治理。

因此如何保留冷熱電三聯供系統的優點、研發出燃料適應性更廣的冷熱電三聯供系統，真正解決工業鍋爐高品位燃料低品位利用的缺點，突破傳統的思路并實現環保的冷熱電三聯產，成為該領域研究的難點。

發明內容

本發明的目的為解決上述工業鍋爐及傳統冷熱電三聯供技術中存在的問題，提出一種分布式氣動-朗肯聯合循環冷熱電三聯供裝置，通過氣動循環、正壓蒸汽朗肯聯合循環發電系統，回收燃料的高品位能量用于發電，每噸蒸發量可以回收340度以上的電量，同時實現冷熱電三聯產，并高效回收煙氣余熱。蒸汽朗肯循環系統無傳統的化學水處理系統產生的廢酸、廢堿，且因蒸汽朗肯循環采用純水閉路循環，避免傳統余熱發電鍋爐的氧腐蝕和結垢問題，從而實現能源的綜合梯級利用，節能、環保及社會效益十分顯著。

本發明的目的是通過以下措施實現的：

一種分布式氣動-朗肯聯合循環冷熱電三聯供裝置，該裝置包括氣動循環裝置、蒸汽朗肯循環裝置、供熱裝置、吸收式制冷裝置，其特征在于：

所述的氣動循環中的氣動機，包括燃氣輪機、內燃機或斯特林機等采用氣體膨脹發電的氣動機；

所述的氣動循環，是指空氣27經壓氣機28送入燃燒設備29，與燃料30混合燃燒，經氣動機31拖動氣動機33發電，氣動機31排出的高溫煙氣32進入蒸汽朗肯循環系統降溫后排出。