一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，中壓天然氣管網的出口端依次與透平、電動三通閥的入口端連接，電動三通閥的出口端分別與燃氣內燃機和溴化鋰直燃機的天然氣輸入端連接；中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)供水管與分水器連接，中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)回水管與集水器連接；本實用新型的有益效果是：通過將中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)制取的冷凍水與溴化鋰機組制取的冷凍水進行混合用于提供冷負荷，進一步提高能源的利用率，減少資源浪費，且對提高天然氣管網運行的經濟性具有重要意義。
【專利說明】
一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種燃氣三聯供系統(tǒng)、中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)，尤指一種燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)與中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)的耦合方式。
【背景技術】
[0002]燃氣三聯供系統(tǒng):天然氣先經過燃氣內燃發(fā)電機發(fā)電，然后利用燃氣內燃發(fā)電機余熱直接推動溴化鋰直燃機組供冷、供熱，是一種通過對天然氣能源的梯級利用，同時提供冷、熱、電的聯供系統(tǒng)，這種冷熱電三聯供方式能夠顯著地提高能源的利用效率，且具有工藝流程簡單、供能靈活、安全可靠等特點。
[0003]中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng):通過將中壓A天然氣通過透平拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機，代替以往的電機拖動壓縮機，實現對中壓A天然氣壓力能的利用，，對于實現節(jié)能減排的目標具有重大意義。
[0004]在實際情況下，城市燃氣管網的中壓A的天然氣壓力為0.2—0.4Mpa，它需借助于調壓站箱將壓力降低至低壓后供用戶和燃氣設備使用。中壓A天然氣在調壓過程中將損失大量的壓力能，現有技術中，還沒有將中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)和燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)加以耦合的供能系統(tǒng)用于滿足項目的冷、熱、電負荷需求，本系統(tǒng)將中壓A天然氣通過透平拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機，壓力能利用后的天然氣再經過調壓箱的調節(jié)后供應燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)中的燃氣內燃發(fā)電機及溴化鋰直燃機使用，通過將中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)制取的冷凍水與溴化鋰機組制取的冷凍水進行混合用于提供冷負荷，進一步提高能源的利用率，減少資源浪費，且對提高天然氣管網運行的經濟性具有重要意義。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，中壓A天然氣壓力能用于拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機后，壓力能利用后壓力降低的天然氣經過進一步調壓，直接供燃氣三聯供系統(tǒng)中的燃氣內燃發(fā)電機和溴化鋰直燃機用于發(fā)電、制冷、制熱，并將中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)制取的冷凍水與溴化鋰機組制取的冷凍水進行混合用于提供冷負荷。通過這兩種供能方式互為補充，進一步加強供能靈活性、節(jié)能性。
[0006]為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0007]—種燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)與液化天然氣制冷系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，它包括有燃氣三聯供系統(tǒng)的燃氣發(fā)電機組(S-1)和溴化鋰直燃機(S-2);液化天然氣制冷系統(tǒng)的液化天然氣儲存罐(S-3)、一級換熱器(S-4)及二級換熱器(S-5);還包括有:分水器(S-6)、集水器(S-7)，其特征在于:
[0008]中壓天然氣管網的出口端與透平(S-3)入口端連接，中壓A天然氣壓力能用于拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機后，從透平(S-3)出口端排出的壓力降低的天然氣經過電動三通閥(S-16)分成兩路，一路經過第一調壓箱(S-1l)與燃氣發(fā)電機組(S-1)連接，另一路經第二調壓箱(S-12)與溴化鋰直燃機(S-2)連接;燃氣發(fā)電機組(S-1)的高溫煙氣管(S-22)、高溫缸套出水管(S-23)和高溫缸套回水管(S-24)與溴化鋰直燃機(S-2)并聯連接，在高溫缸套出水管(S-23)上串聯有高溫缸套水循環(huán)栗(S-17)。
[0009]其中，所述的溴化鋰直燃機(S-2)與需熱區(qū)域連接，溴化鋰直燃機(S-2)制取的溫水(55°C)通過需熱區(qū)域末端換熱后返回溴化鋰直燃機(S-2)，回水溫度(45°C)，溴化鋰直燃機(S-2)與需熱區(qū)域之間的供水管上串聯有第三調節(jié)閥(S-13)和溫水循環(huán)栗(S-21)，在溴化鋰直燃機(S-2)與需熱區(qū)域之間的回水管上串聯有第四調節(jié)閥(S-9)。
[0010]其中，中壓A天然氣通過透平(S-3)將壓力能用于拖動壓縮機(S-8)用于壓縮制冷劑R22，接著制冷劑R22通過蒸發(fā)器(S-5)將冷量傳遞給冷凍水，冷凝器(S-4)與蒸發(fā)器(S-5)之間串聯有膨脹閥(S-14);在蒸發(fā)器(S-5)與分水器(S-6)之間的連接管上串聯有第一冷凍水一次栗(S-10)，降溫后(7°C)的冷凍水通過第一冷凍水一次栗(S-10)輸送到分水器(S-
6)，分水器(S-6)與需冷區(qū)域之間連接有冷凍水二次栗(S-18)，由冷凍水二次栗(S-18)將冷凍水輸送到需冷區(qū)域制冷;經過需冷區(qū)域末端換熱后的冷凍水回水(12°C)匯入集水器(S-
7)后通過管線(S-25)連接蒸發(fā)器(S-5)實現冷凍水的反復循環(huán);溴化鋰直燃機(S-2)與分水器(S-6)之間的第五調節(jié)閥(S-19)處關閉狀態(tài)，第二冷凍水一次栗(S-12)處于停機狀態(tài);集水器(S-7)與溴化鋰直燃機(S-2)之間的第六調節(jié)閥(S-20)處于關閉狀態(tài)。
[0011]其中，中壓A天然氣通過透平(S-3)將壓力能用于拖動壓縮機(S-8)用于壓縮制冷劑R22，接著制冷劑R22通過蒸發(fā)器(S-5)將冷量傳遞給冷凍水，冷凝器(S-4)與蒸發(fā)器(S-5)之間串聯有膨脹閥(S-14);在蒸發(fā)器(S-5)與分水器(S-6)之間的連接管上串聯有第一冷凍水一次栗(S-10)，降溫后(7°C)的冷凍水通過第一冷凍水一次栗(S-10)輸送到分水器(S-6)，在溴化鋰直燃機(S-2)與分水器(S-6)之間串聯有第五調節(jié)閥(S-19)和第二冷凍水一次栗(S-12)，溴化鋰直燃機(S-2)制取的冷凍水通過第五調節(jié)閥(S-19)和第二冷凍水一次栗(S-12)進入分水器(S-6)中混合后，統(tǒng)一由冷凍水二次栗(S-18)輸送到需冷區(qū)域制冷，在分水器(S-6)與需冷區(qū)域之間連接有冷凍水二次栗(S-18);經過需冷區(qū)域末端換熱后的冷凍水回水(12°C)匯入集水器(S-7)后分別通過第六調節(jié)閥(S-20)回到溴化鋰直燃機(S-2)和通過管線(S-25)回到液化天然氣制冷系統(tǒng)的二級換熱器(S-5)實現冷凍水的反復循環(huán)，在溴化鋰直燃機(S-2)與集水器(S-7)之間連接有第六調節(jié)閥(S-20)。
[0012]其中，在分水器(S-6)與集水器(S-7)之間設有壓差平衡閥(S-15)。
[0013]本實用新型的有益效果是:目前，城市燃氣管網的中壓A的天然氣壓力為0.2—
0.4Mpa，它需借助于調壓站箱將壓力降低至低壓后供用戶和燃氣設備使用。中壓A天然氣在調壓過程中將損失大量的壓力能，本系統(tǒng)將中壓A天然氣通過透平拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機，壓力能利用后的天然氣再經過調壓箱的調節(jié)后供應燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)中的燃氣內燃發(fā)電機及溴化鋰直燃機使用，通過將中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)制取的冷凍水與溴化鋰機組制取的冷凍水進行混合用于提供冷負荷，進一步提高能源的利用率，減少資源浪費，且對提高天然氣管網運行的經濟性具有重要意義。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖1和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0016]如附圖1所示:一種燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)與液化天然氣制冷系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，它包括有燃氣三聯供系統(tǒng)的燃氣發(fā)電機組S-1和溴化鋰直燃機S-2;液化天然氣制冷系統(tǒng)的液化天然氣儲存罐S-3、一級換熱器S-4及二級換熱器S-5;還包括有:分水器S-6、集水器S-7；
[0017]中壓天然氣管網的出口端與透平S-3入口端連接，中壓A天然氣壓力能用于拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機后，從透平S-3出口端排出的壓力降低的天然氣經過電動三通閥S-16分成兩路，一路經過第一調壓箱S-1l與燃氣發(fā)電機組S-1連接，另一路經第二調壓箱S-12與溴化鋰直燃機S-2連接;燃氣發(fā)電機組S-1的高溫煙氣管S-22、高溫缸套出水管S-23和高溫缸套回水管S-24與溴化鋰直燃機S-2并聯連接，在高溫缸套出水管S-23上串聯有高溫缸套水循環(huán)栗S-17。
[0018]本實用新型在冬季供熱工況下的工作方式:
[0019]所述的溴化鋰直燃機S-2與需熱區(qū)域連接，溴化鋰直燃機S-2制取的溫水(55°C)通過需熱區(qū)域末端換熱后返回溴化鋰直燃機S-2，回水溫度(45°C)，溴化鋰直燃機S-2與需熱區(qū)域之間的供水管上串聯有第三調節(jié)閥S-13和溫水循環(huán)栗S-21，在溴化鋰直燃機S-2與需熱區(qū)域之間的回水管上串聯有第四調節(jié)閥S-9。
[0020]本實用新型在冬季供冷工況下的工作方式:
[0021]中壓A天然氣通過透平S-3將壓力能用于拖動壓縮機S-8用于壓縮制冷劑R22，接著制冷劑R22通過蒸發(fā)器S-5將冷量傳遞給冷凍水，冷凝器S-4與蒸發(fā)器S-5之間串聯有膨脹閥S-14;在蒸發(fā)器S-5與分水器S-6之間的連接管上串聯有第一冷凍水一次栗S-1O，降溫后(7°C)的冷凍水通過第一冷凍水一次栗S-1O輸送到分水器S-6，分水器S-6與需冷區(qū)域之間連接有冷凍水二次栗S-18，由冷凍水二次栗S-18將冷凍水輸送到需冷區(qū)域制冷;經過需冷區(qū)域末端換熱后的冷凍水回水(12°C)匯入集水器S-7后通過管線S-25連接二級換熱器S-5實現冷凍水的反復循環(huán);溴化鋰直燃機S-2與分水器S-6之間的第五調節(jié)閥S-19處關閉狀態(tài)，第二冷凍水一次栗S-12處于停機狀態(tài);集水器S-7與溴化鋰直燃機S-2之間的第六調節(jié)閥S-20處于關閉狀態(tài)。
[0022]其中，在分水器S-6與集水器S-7之間設有壓差平衡閥S-15。
[0023]本實用新型在夏季供冷工況下的工作方式:
[0024]中壓A天然氣通過透平S-3將壓力能用于拖動壓縮機S-8用于壓縮制冷劑R22，接著制冷劑R22通過蒸發(fā)器S-5將冷量傳遞給冷凍水，冷凝器S-4與蒸發(fā)器S-5之間串聯有膨脹閥S-14;在蒸發(fā)器S-5與分水器S-6之間的連接管上串聯有第一冷凍水一次栗S-1O，降溫后(7°C )的冷凍水通過第一冷凍水一次栗S-1O輸送到分水器S-6，在溴化鋰直燃機S-2與分水器S-6之間串聯有第五調節(jié)閥S-19和第二冷凍水一次栗S-12，溴化鋰直燃機S-2制取的冷凍水(7°C)通過第五調節(jié)閥S-19和第二冷凍水一次栗S-12進入分水器S-6中混合后，統(tǒng)一由冷凍水二次栗S-18輸送到需冷區(qū)域制冷，在分水器S-6與需冷區(qū)域之間連接有冷凍水二次栗S-18;經過需冷區(qū)域末端換熱后的冷凍水回水(12°C)匯入集水器S-7后分別通過第六調節(jié)閥S-20回到溴化鋰直燃機S-2和通過管線S-25回到液化天然氣制冷系統(tǒng)的二級換熱器S-5實現冷凍水的反復循環(huán)，在溴化鋰直燃機S-2與集水器S-7之間連接有第六調節(jié)閥S-20。
[0025]其中，在分水器S-6與集水器S-7之間設有壓差平衡閥S-15。
[0026]目前，城市燃氣管網的中壓A的天然氣壓力為0.2—0.4Mpa，它需借助于調壓站箱將壓力降低至低壓后供用戶和燃氣設備使用。中壓A天然氣在調壓過程中將損失大量的壓力能，本系統(tǒng)將中壓A天然氣通過透平拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機，壓力能利用后的天然氣再經過調壓箱的調節(jié)后供應燃氣冷熱電三聯供系統(tǒng)中的燃氣內燃發(fā)電機及溴化鋰直燃機使用，通過將中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng)制取的冷凍水與溴化鋰機組制取的冷凍水進行混合用于提供冷負荷，進一步提高能源的利用率，減少資源浪費，且對提高天然氣管網運行的經濟性具有重要意義。
[0027]所有于上述部分或全部類似、相似或近似的系統(tǒng)設置均屬于本實用新型保護范圍，在本實用新型的設計思想和原則之內所做的任何修改、等同替換、改進等，也均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，它包括燃氣三聯供系統(tǒng):燃氣發(fā)電機組(S-1)、溴化鋰直燃機(S-2);—種中壓天然氣管網余壓拖動壓縮機的制冷系統(tǒng):透平(S-3)、冷凝器(S-4)、蒸發(fā)器(S-5)、壓縮機(S-8)、膨脹閥(S-14);還包括:分水器(S-6)、集水器(S-7)，其特征在于: 中壓天然氣管網的出口端與透平(S-3)入口端連接，中壓A天然氣壓力能用于拖動制冷系統(tǒng)的壓縮機后，從透平(S-3)出口端排出的壓力降低的天然氣經過電動三通閥(S-16)分成兩路，一路經過第一調壓箱(S-1l)與燃氣發(fā)電機組(S-1)連接，另一路經第二調壓箱(S-12)與溴化鋰直燃機(S-2)連接;燃氣發(fā)電機組(S-1)的高溫煙氣管(S-22)、高溫缸套出水管(5-23)和高溫缸套回水管(5-24)與溴化鋰直燃機(5-2)并聯連接，在高溫缸套出水管(5-23)上串聯有高溫缸套水循環(huán)栗(S-17)。2.如權利要求1所述的一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，其特征在于:所述的溴化鋰直燃機(S-2)與需熱區(qū)域連接，溴化鋰直燃機(S-2)制取的溫水通過需熱區(qū)域末端換熱后返回溴化鋰直燃機(S-2)，溴化鋰直燃機(S-2)與需熱區(qū)域之間的供水管上串聯有第三調節(jié)閥(S-13)和溫水循環(huán)栗(S-21)，在溴化鋰直燃機(S-2)與需熱區(qū)域之間的回水管上串聯有第四調節(jié)閥(S-9)。3.如權利要求1所述的一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，其特征在于:中壓A天然氣通過透平(S-3)將壓力能用于拖動壓縮機(S-8)用于壓縮制冷劑R22，接著制冷劑R22通過蒸發(fā)器(S-5)將冷量傳遞給冷凍水，冷凝器(S-4)與蒸發(fā)器(S-5)之間串聯有膨脹閥(S-14);在蒸發(fā)器(S-5)與分水器(S-6)之間的連接管上串聯有第一冷凍水一次栗(S-1O)，降溫后的冷凍水通過第一冷凍水一次栗(S-1O)輸送到分水器(S-6)，分水器(S-6)與需冷區(qū)域之間連接有冷凍水二次栗(S-18)，由冷凍水二次栗(S-18)將冷凍水輸送到需冷區(qū)域制冷;經過需冷區(qū)域末端換熱后的冷凍水回水匯入集水器(S-7)后通過管線(S-25)連接蒸發(fā)器(S-5)實現冷凍水的反復循環(huán);溴化鋰直燃機(S-2)與分水器(S-6)之間的第五調節(jié)閥(S-19)處關閉狀態(tài)，第二冷凍水一次栗(S-12)處于停機狀態(tài);集水器(S-7)與溴化鋰直燃機(S-2)之間的第六調節(jié)閥(S-20)處于關閉狀態(tài)。4.如權利要求1所述的一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，其特征在于:中壓A天然氣通過透平(S-3)將壓力能用于拖動壓縮機(S-8)用于壓縮制冷劑R22，接著制冷劑R22通過蒸發(fā)器(S-5)將冷量傳遞給冷凍水，冷凝器(S-4)與蒸發(fā)器(S-5)之間串聯有膨脹閥(S-14);在蒸發(fā)器(S-5)與分水器(S-6)之間的連接管上串聯有第一冷凍水一次栗(S-10)，降溫后的冷凍水通過第一冷凍水一次栗(S-10)輸送到分水器(S-6)，在溴化鋰直燃機(S-2)與分水器(S-6)之間串聯有第五調節(jié)閥(S-19)和第二冷凍水一次栗(S-12)，溴化鋰直燃機(S-2)制取的冷凍水通過第五調節(jié)閥(S-19)和第二冷凍水一次栗(S-12)進入分水器(S-6)中混合后，統(tǒng)一由冷凍水二次栗(S-18)輸送到需冷區(qū)域制冷，在分水器(S-6)與需冷區(qū)域之間連接有冷凍水二次栗(S-18);經過需冷區(qū)域末端換熱后的冷凍水回水匯入集水器(S-7)后分別通過第六調節(jié)閥(S-20)回到溴化鋰直燃機(S-2)和通過管線CS-SS) 回到液化天然氣制冷系統(tǒng)的二級換熱器 (S-5) 實現冷凍水的反復循環(huán)，在溴化鋰直燃機(S-2)與集水器(S-7)之間連接有第六調節(jié)閥(S-20)。5.如權利要求3或4所述的一種天然氣管網余壓拖動制冷與冷熱電三聯供系統(tǒng)耦合供能系統(tǒng)，其特征在于:在分水器(S-6)與集水器(S-7)之間設有壓差平衡閥(S-15)。
【文檔編號】F25B27/02GK205481924SQ201620261443
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】宋宏升, 趙建偉, 陳斌, 白, 白一, 劉蕾, 李智博, 滕小果, 武建, 姜紅星, 馬策龍, 趙仕龍, 許偉明
【申請人】北京燃氣能源發(fā)展有限公司