本發(fā)明涉及一種基于燃?xì)廨啓C的醫(yī)院綜合供能系統(tǒng)及其應(yīng)用，是一種適用于醫(yī)院的，高效、節(jié)能、經(jīng)濟的醫(yī)院供能綜合解決方案。

背景技術(shù)：

分布式供能系統(tǒng)是指分布在用戶端，利用天然氣為主要燃料，通過冷、熱、電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)能源的梯級利用，為用戶提供多種能源的綜合服務(wù)，能源利用效率70％以上，并在負(fù)荷中心就近實現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式，是天然氣高效利用的重要方式。

分布式供能系統(tǒng)具有能源利用效率高、能源輸出多樣、調(diào)節(jié)靈活、減少能源長距離輸送的損失，可有效的提高了能源利用的安全性和靈活性，具有削峰填谷的作用，是對大電網(wǎng)形成有效的補充。

從我國當(dāng)前分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展情況來看，分布式能源系統(tǒng)的研究還處在初期階段。但是我國有巨大的分布式能源系統(tǒng)發(fā)展?jié)摿?。隨著經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，用能源需求的不斷增長將成為中國分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的主要動力。目前國內(nèi)分布式能源應(yīng)用案例主要集中在數(shù)據(jù)中心、工業(yè)園區(qū)、商務(wù)區(qū)、工廠、機場車站以及醫(yī)院等場所。受益于優(yōu)惠的政策支持，分布式能源醫(yī)院應(yīng)用案例主要集中在上海地區(qū)，例如上海黃浦中心醫(yī)院、上海閔行醫(yī)院、上海第一人民醫(yī)院(松江南院)等，但由于集成方案設(shè)計等原因，多數(shù)項目僅能輸出一種能源，與醫(yī)院用能特點的耦合性不強，系統(tǒng)實用性及利用率降低，未能充分發(fā)揮分布式能源的優(yōu)勢。

醫(yī)院具有冷熱負(fù)荷需求量大，供能時間長且負(fù)荷較為穩(wěn)定，單位面積用能密度較高、穩(wěn)定負(fù)荷期長等特點，并呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性規(guī)律，是理想的分布式能源應(yīng)用場所。

夏季工況下，醫(yī)院主要需求冷凍水用于病房、門診大廳等人員活動區(qū)域，需求量大且穩(wěn)定。門診區(qū)域和醫(yī)務(wù)人員辦公區(qū)域冷凍水負(fù)荷呈現(xiàn)白天負(fù)荷高，晚上負(fù)荷低的情況，病房區(qū)域全天負(fù)荷較為穩(wěn)定，受氣溫影響較大；冬季工況下，醫(yī)院主要需求生活熱水、暖通熱水等，生活熱水負(fù)荷波動較大，早晚時刻需求較大，夜間需求較小，暖通熱水負(fù)荷較為穩(wěn)定，波動較小，主要易受天氣等因素影響。

醫(yī)院不同于一般的用戶，對能源供應(yīng)的可靠性，尤其是電力供應(yīng)的可靠性要求較高，一般設(shè)計采用雙回路供電系統(tǒng)，設(shè)置柴油發(fā)電機，對于手術(shù)室等重點區(qū)域，還應(yīng)設(shè)計自備電源。

目前醫(yī)院傳統(tǒng)的供能模式對熱水、冷凍水等能源的需求主要依靠燃?xì)忮仩t以及電空調(diào)提供，為滿足醫(yī)院日常生活、醫(yī)療活動所需的蒸汽、生活熱水、暖通熱水，醫(yī)院將消耗大量天然氣、電能等高品質(zhì)能源，同時也增加了醫(yī)院日常運行成本。

專利cn2687355y公開了一種燃?xì)廨啓C、溴化鋰機組、除濕機組等設(shè)備組成的分布式供能系統(tǒng)，并將天然氣分布式能源與可再生太陽能進(jìn)行耦合，提高了能源利用率，但該方案未能充分考慮不同季節(jié)對不同冷熱的需求。專利cn103775211a設(shè)計了一種以燃?xì)廨啓C為核心的主動調(diào)控型燃?xì)廨啓C分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，集成了煙氣空氣混合器、燃?xì)廨啓C、余熱驅(qū)動子系統(tǒng)、煙氣熱水換熱器等設(shè)備，提高了以燃機為核心的系統(tǒng)在部分負(fù)荷下能源利用效率以及相對節(jié)能效率，但該方案能源輸出單一，缺乏蓄能裝置，因此并不適用于醫(yī)院場合中應(yīng)用。

從目前已經(jīng)應(yīng)用的幾個醫(yī)院分布式能源案例來看，系統(tǒng)集成方案并不是很理想，實際的節(jié)能效果并不顯著，也在一定程度上影響了分布式能源在醫(yī)院領(lǐng)域的推廣及應(yīng)用。行業(yè)內(nèi)缺乏一種安全可靠，同時高效可行的，可提供電力、蒸汽、熱水、冷凍水等多種能源，能夠滿足醫(yī)院在不同季節(jié)、不同時刻對不同類型負(fù)荷需求的分布式供能系統(tǒng)集成方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明結(jié)合醫(yī)院用能特點及規(guī)律，針對現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)忮仩t以及電空調(diào)提供冷熱水成本高、不同季節(jié)使用規(guī)律相同等問題，對高品質(zhì)能源消耗大，提出一種結(jié)構(gòu)安全高效，供能可靠性高，能夠提供電力、蒸汽、熱水、冷凍水等多種能源輸出且適應(yīng)醫(yī)院對冷熱負(fù)荷波動，具備相互調(diào)節(jié)能力的供能系統(tǒng)。

具體的是提供了一種基于燃?xì)廨啓C的醫(yī)院綜合供能系統(tǒng)，系統(tǒng)包括燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐、電制冷機、儲熱罐、汽水換熱器、蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱機組。優(yōu)選的是，燃?xì)廨啓C采用輕型燃?xì)廨啓C，輕型燃?xì)廨啓C一般裝機容量、占地規(guī)模較小，比較適用于安裝在醫(yī)院附近，所以一般均采用輕型燃?xì)廨啓C不采用重型燃?xì)廨啓C。

燃?xì)廨啓C壓氣機壓縮空氣后和天然氣混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，經(jīng)透平做功用于驅(qū)動發(fā)電機。發(fā)電機出口電能一部分用于驅(qū)動電制冷機制冷(夏季工況下)，富余電能可降壓后接至醫(yī)院供電系統(tǒng)，或者并入大電網(wǎng)。燃?xì)廨啓C出口高溫?zé)煔饨?jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽和熱水。由于醫(yī)院衛(wèi)生熱水具有較大的波動性，早上和傍晚熱水需求較大，夜間對熱水需求較小，冬季負(fù)荷最高，春秋過渡季次之，夏季最小，因此在煙氣熱水換熱器之后設(shè)置熱水儲熱罐解決熱水負(fù)荷波動大的問題。儲熱罐外設(shè)保溫裝置，減少罐體散熱損失。

優(yōu)選的是，余熱鍋爐包含4級換熱器，所述4級換熱氣沿?zé)煔饬飨蚍謩e為過熱器、蒸發(fā)器、省煤器、除氧蒸發(fā)器。

優(yōu)選的是，余熱鍋爐包含2個汽包，2個汽包中還包含有一個除氧汽包。

空氣經(jīng)燃?xì)廨啓C壓氣機壓縮后進(jìn)入燃燒室，和天然氣混合后燃燒，燃燒后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入透平做功驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，燃?xì)廨啓C具有發(fā)電效率高，功率密度大，啟停迅速等優(yōu)點。

優(yōu)選的是，燃?xì)廨啓C發(fā)電機分別與電制冷機和電網(wǎng)連接。燃?xì)廨啓C發(fā)電機出口電量一部分用于驅(qū)動電制冷機制冷，多余電量用于醫(yī)院其他設(shè)備供電或者輸送至大電網(wǎng)。

本發(fā)明不僅提出了一種基于燃?xì)廨啓C的多能輸出醫(yī)院綜合供能系統(tǒng)集成方案，還提供了該系統(tǒng)的運行策略。利用上述的基于燃?xì)廨啓C的醫(yī)院綜合供能系統(tǒng)，其步驟如下：

s1：軟化水給水進(jìn)入余熱鍋爐除氧汽包，經(jīng)除氧蒸發(fā)器加熱后成飽和蒸汽，生活熱水和衛(wèi)生熱水由除氧汽包下端引出，溫度約為90℃；

s2：熱水流量通過調(diào)節(jié)儲熱罐液位高度和實際熱水需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，生活熱水由余熱鍋爐的除氧汽包中引出，送至儲熱罐；

s3：剩余熱水逆煙氣流向依次通過省煤器、汽包、蒸發(fā)器、過熱器等設(shè)備，最終成為過熱蒸汽；

s4：余熱鍋爐過熱器出口過熱蒸汽經(jīng)分配器輸送至醫(yī)院各個用汽點。

優(yōu)選的是，當(dāng)生活熱水負(fù)荷需求較大，儲熱罐內(nèi)熱水液位較低時，使用一部分蒸汽進(jìn)入到汽水換熱器，加熱給水后匯入儲熱罐內(nèi)。

進(jìn)一步，夏季工況時，余熱鍋爐出口過熱蒸汽進(jìn)入蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱機組，用于制取暖通熱水或冷水。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果：

1、本發(fā)明介紹的分布式供能系統(tǒng)可提供醫(yī)院所需的電力、熱水、蒸汽、冷能等所有能源，是醫(yī)院的綜合能源供應(yīng)中心。

2、本發(fā)明介紹的分布式供能系統(tǒng)，充分考慮醫(yī)院的用能特點，除具有多能輸出特點以外，還具有調(diào)節(jié)能力強，多能互補，快速響應(yīng)客戶端對各種不同能源需求的變化，滿足醫(yī)院實時的供能需求。

3、本發(fā)明介紹的分布式供能系統(tǒng)集成了燃?xì)廨啓C發(fā)電技術(shù)、余熱回收技術(shù)、中低溫?zé)嵩次帐街评浼夹g(shù)、儲能技術(shù)、分布式供能系統(tǒng)集成技術(shù)等多種先進(jìn)能源技術(shù)，按照“溫度對口，梯級利用”的原則，高溫段區(qū)間用于燃?xì)廨啓C發(fā)電，中溫段區(qū)間用于提供蒸汽或制冷，低溫段區(qū)間用于提供生活熱水，實現(xiàn)了對天然氣一次能源的“吃干榨凈”，提高了整個系統(tǒng)的能源利用率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

1-輕型燃?xì)廨啓C，2-余熱鍋爐，3-電制冷機，4-熱水儲存罐，5-燃?xì)忮仩t，6-汽水換熱器，7-蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱機組，8-醫(yī)院供電系統(tǒng)，9-醫(yī)院空調(diào)供熱/供冷終端設(shè)備，10-醫(yī)院蒸汽終端設(shè)備，11-醫(yī)院衛(wèi)生熱水終端設(shè)備，12-輕型燃?xì)廨啓C天然氣管道，13-衛(wèi)生熱水管道，14-煙氣管道，15-冷凍水/暖通熱水管道，16-燃?xì)忮仩t天然氣管道，17-供電線路，18-蒸汽管道

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。

實施例1：

如圖1所示，本實施例由輕型燃?xì)廨啓C1、余熱鍋爐2、電制冷機3、熱水儲存罐4、燃?xì)忮仩t5、汽水換熱器6、蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱機組7、醫(yī)院供電系統(tǒng)8等組成。

輕型燃?xì)廨啓C1與天然氣管道12、煙氣管道14相連，天然氣進(jìn)入輕型燃?xì)廨啓C1燃燒做功后，產(chǎn)生的約450℃煙氣通過煙氣管道14進(jìn)入余熱鍋爐2，余熱鍋爐2產(chǎn)生壓力為1.5mpa，溫度為230℃的過熱蒸汽和約70℃的熱水。輕型燃?xì)廨啓C1做功所產(chǎn)生的電力通過供電線路17輸送至大電網(wǎng)。

夏季工況下，余熱鍋爐2產(chǎn)生的蒸汽一部分經(jīng)蒸汽管道18輸送至備醫(yī)院各蒸汽終端設(shè)備10，產(chǎn)生的熱水經(jīng)熱水管道13輸送至熱水儲存罐4，熱水分配至各個醫(yī)院衛(wèi)生熱水終端11。當(dāng)熱水需求較大時，則利用一部分蒸汽經(jīng)汽水換熱器產(chǎn)生熱水，補充至熱水儲存罐4。余熱鍋爐2產(chǎn)生的蒸汽大部分輸送至蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱機組7，產(chǎn)生冷凍水，冷凍水進(jìn)回水溫度約為7℃/12℃，輸送至醫(yī)院空調(diào)供熱/供冷終端設(shè)備9。當(dāng)冷負(fù)荷不足時優(yōu)先采用電制冷機3產(chǎn)生冷凍水作為調(diào)節(jié)和補充。

冬季工況下天然氣由燃?xì)忮仩t天然氣管道16進(jìn)入余熱鍋爐2產(chǎn)生的蒸汽一部分經(jīng)蒸汽管道18輸送至備醫(yī)院各蒸汽終端設(shè)備10，剩余蒸汽進(jìn)入蒸汽型溴化鋰吸收式冷熱機組產(chǎn)生約50℃左右的熱水，再經(jīng)由冷凍水/暖通熱水管道15輸送至醫(yī)院空調(diào)供熱/供冷終端設(shè)備9。醫(yī)院暖通熱水需求較大時，則啟用燃?xì)忮仩t5，產(chǎn)生與余熱鍋爐2溫度壓力相近的蒸汽，作為補充。余熱鍋爐2產(chǎn)生的熱水經(jīng)熱水管道13輸送至熱水儲存罐4，熱水分配至醫(yī)院各個衛(wèi)生熱水終端11。由于醫(yī)院衛(wèi)生熱水具有較大的波動性，早晨和傍晚熱水需求較大，夜間相對較小，因此設(shè)置熱水儲存罐4，當(dāng)衛(wèi)生熱水終端需求較大時，則使用熱水儲存罐4中的熱水作為補充，滿足不同時間醫(yī)院對衛(wèi)生熱水需求量的不同，避免因熱水負(fù)荷波動過大，引起系統(tǒng)運行不穩(wěn)定或熱水?dāng)喙﹩栴}。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。