[發明專利]基于聯合循環機組余熱利用的綜合能源利用系統及方法

在審

• 申請號: 202310071483.3
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116282306A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 鄭磊;徐凱;曹壽峰;單紹榮;黃偉;張丁凡
• 申請（專利權）人: 蘇州西熱節能環保技術有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;F24F3/00;C02F1/06;F01K23/14;F02C6/18;C02F103/08
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 李小葉

本發明公開了一種基于聯合循環機組余熱利用的綜合能源利用系統及方法，該系統包括發電模塊、海水淡化模塊、冷熱水機組和中央空調系統；發電模塊包括燃氣輪機、壓氣機、余熱鍋爐、蒸汽輪機、發電機；海水淡化模塊包括閃蒸裝置和低溫多效海水淡化裝置；海水淡化模塊中的閃蒸裝置利用發電模塊產生的余熱產生低壓蒸汽；低壓蒸汽進入低溫多效海水淡化裝置中，對海水進行淡化；閃蒸裝置產生的低溫水與低溫多效海水淡化裝置產生的凝結水混合后進入冷熱水機組中換熱，以實現中央空調系統的制冷或制熱。該系統可利用煙氣余熱進行淡化制水，且海水淡化過程中產生的混合水可參與室內中央空調系統的制冷或制熱，實現了聯合循環機組能量高效梯級利用。

技術領域

本發明涉及能源綜合利用技術領域，具體涉及一種基于聯合循環機組余熱利用的綜合能源利用系統及方法。

背景技術

沿海地區淡水資源缺乏，主流南水北調工程成本相對較高且供不應求，因此，海水淡化成為當地水資源的重要保障。海水淡化是一種利用能源獲得淡水資源的技術，根據淡化過程中能源形式的不同，海水淡化可分為以消耗熱能為主的多級閃蒸和多效蒸餾熱法技術以及消耗電能為主的反滲透膜技術，俗稱熱法和膜法。然而膜法由于占地面積大、化學品消耗量大、性能受海水溫度影響大等缺點，應用前景低于熱法。目前熱法工藝中低溫多效海水淡化裝置應用較多，該裝置的熱源需求主要為不高于75℃的微過熱或飽和蒸汽。

目前，大部分的聯合循環發電機組余熱鍋爐的尾部煙氣以80℃～110℃的溫度直接排放至大氣，這部分煙氣余熱能量未得到充分利用，降低了全廠熱效率，影響了聯合循環機組運行的經濟性。

另外，隨著全球經濟、能源和環保形勢的發展，以及雙碳目標的提出和新能源的大力發展，當前發電企業面臨更為嚴格的環保要求和嚴峻的市場經營形勢，發電企業正在探索新的發展或轉型的方向，其中一個方向是發電企業由純發電企業向包括電、熱、汽、氣、冷、水等綜合能源供應基地轉型。

有鑒于此，針對部分建設在沿海地區的聯合循環機組，本發明提出一種基于聯合循環機組余熱利用的水電冷綜合能源系統，以實現聯合循環機組能量高效梯級利用。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種基于聯合循環機組余熱利用的綜合能源利用系統及方法；該系統利用聯合循環機組的余熱鍋爐尾部煙氣余熱，為低溫多效海水淡化裝置提供所需熱源，進行淡化制水；同時，海水淡化過程中產生的混合水回流至冷熱水機組，參與室內中央空調系統的制冷或制熱，從而實現聯合循環機組能量高效梯級利用。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于聯合循環機組余熱利用的綜合能源利用系統，包括發電模塊、海水淡化模塊、冷熱水機組和中央空調系統；

所述發電模塊包括燃氣輪機、壓氣機、余熱鍋爐、蒸汽輪機、發電機；所述余熱鍋爐包括蒸汽發生系統和煙水換熱器；所述海水淡化模塊包括閃蒸裝置和低溫多效海水淡化裝置；所述冷熱水機組包括冷凝器、壓縮機和蒸發器；

燃氣輪機、壓氣機、蒸汽輪機共同驅動發電機發電；所述海水淡化模塊中的閃蒸裝置利用所述發電模塊產生的余熱產生低壓蒸汽；低壓蒸汽進入低溫多效海水淡化裝置中，對海水進行淡化；閃蒸裝置產生的低溫水與低溫多效海水淡化裝置產生的凝結水混合后進入冷熱水機組中換熱；冷熱水機組中的制冷劑在蒸發器中吸熱，為中央空調系統提供制冷用冷凍水；或者冷熱水機組中的制冷劑在冷凝器中放熱，為中央空調系統提供制熱用升溫水。

進一步的，所述燃氣輪機的煙氣出口與余熱鍋爐連接；煙氣依次通過蒸汽發生系統和煙水換熱器后排出；蒸汽發生系統、蒸汽輪機和凝汽器形成回路。

進一步的，所述煙水換熱器的出水口與所述閃蒸裝置連接。

更進一步的，所述閃蒸裝置的低壓蒸汽出口通過第一電動閥與低溫多效海水淡化裝置的熱源入口連接。