[發明專利]一種用于天然氣加氣站的分布式能源綜合利用系統及方法

有效

• 申請號: 201310320626.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103423591A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 許劍;陳仕卿;楊剛;楊征;曹和平;徐玉杰;王曉東;紀律;陳海生;譚春青
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;F24J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及能源節約與綜合利用領域，特別是涉及一種用于天然氣加氣站的余熱分布式能源綜合利用系統及方法。

背景技術

我國能源增速較快，供需矛盾突出，環境問題日益嚴重，節能減排對經濟社會可持續發展具有重要意義。壓縮機是國民經濟中的重要耗能設備，據統計全國壓縮機能耗占總電耗的10%，壓縮過程產生大量的熱能，為了節約壓縮電耗，并適應壓縮機對工質溫度的要求，現有技術一般均采用多級壓縮、級間冷卻的方式獲取高壓。壓縮熱大多通過冷卻水帶走，由于換熱器設計限制，冷卻水水量一般較大，出口水溫較低，冷卻水直接排放或通過空冷塔簡單冷卻后循環使用，導致大量熱能的浪費。由于這部分冷卻水的熱量品位很低，較難利用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺點和不足，而提供一種用于天然氣加氣站的余熱分布式能源綜合利用系統及方法，利用天然氣加氣站壓縮機壓縮過程產生的間冷熱量，在控制系統調控下用于加氣站或周邊建筑供熱、提供生活飲用沸水或提供生活熱水，提高了冷卻水的熱量品位和利用效率。為達到上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種用于天然氣加氣站的余熱分布式能源綜合利用系統，包括通過氣體管路連接的多級壓縮機組、多個換熱器、儲氣裝置，其特征在于，

各換熱器設置于各級壓縮機的排氣管線上，最后一級壓縮機排出的高壓壓縮天然氣經換熱器冷卻后通入所述儲氣裝置；

各所述換熱器內的熱流體為壓縮天然氣，冷流體為循環冷卻水；

所述循環冷卻水經供水管路分流至各所述換熱器的冷流體側，且各所述換熱器的冷流體進口處的供水管路上均設有流量控制閥，以控制進入各所述換熱器的冷流體的速度和流量，各所述換熱器內的循環冷卻水吸收壓縮天然氣的熱量后匯流至熱水儲箱，

所述系統還包括至少一個二次換熱器，所述熱水儲箱中蓄積的熱水分流至各所述二次換熱器的熱流體側，各所述二次換熱器的冷流體側通入待加熱冷流體，且各所述二次換熱器的熱流體進口處的供水管路上均設有流量控制閥，各所述二次換熱器內的熱流體釋放熱量后匯流至所述循環冷卻水經供水管路，

所述循環冷卻水經供水管路上設有循環水泵、三通控制閥以及可選擇性地切入或切出所述供水管路的進水冷卻器，所述三通控制閥包括兩個進水口和一個出水口，其中一個進水口與所述循環水泵的出水口連接，另一個進水口與補水管路連接，所述三通控制閥的出水口經管路分別與各所述換熱器的進水口連接。

優選地，所述系統還包括控制系統，所述控制系統分別與各所述流量控制閥及所述三通控制閥電連接，用以根據設置于各換熱器中的溫度傳感器采集到的信息控制各所述流量控制閥的開度，以及控制所述三通控制閥中兩個進水口的開閉。

優選地，所述循環冷卻水的供水管路上設有水處理器，用以對進入各所述換熱器的冷卻水進行軟化和凈化處理。

優選地，所述二次換熱器包括至少一個供熱換熱器，其冷流體側通入供熱回水，熱流體側為由所述熱水儲箱供應的熱水，所述供熱回水升溫后進入供熱用戶。

優選地，所述二次換熱器還包括至少一個生活熱水換熱器，其冷流體側通入生活用水，熱流體側為由所述熱水儲箱供應的熱水。

優選地，所述二次換熱器還包括至少一個飲用沸水換熱器，其冷流體側通入飲用水，熱流體側為由所述熱水儲箱供應的熱水。

優選地，所述壓縮機組由驅動電機帶動。

優選地，僅第一級壓縮機連接的換熱器，其壓縮氣體所加熱的循環冷卻水通入所述熱水儲箱。

優選地，所述壓縮機組為活塞式、軸流式、離心式、螺桿式或混合式壓縮機，級數至少為一級。

優選地，所述換熱器為是板式、管殼式或板翅式換熱器，至少包括一級，其進水是經過水處理器處理后的軟化水，各換熱器中至少有一級的出口連接熱水儲箱，并可有更多級的出口連接熱水儲箱。

優選地，所述二次換熱器組至少包括一個換熱器，用于將壓縮機間冷熱回收用于供熱、生產生活熱水或生產飲用沸水。