[发明专利]一种余热多级利用的分布式能源发电系统及方法

权利要求书

1.一种余热多级利用的分布式能源发电系统，包括燃气内燃机发电机组（1）、余热锅炉（2）和蒸汽型溴化锂机组（3），所述燃气内燃机发电机组（1）、余热锅炉（2）和蒸汽型溴化锂机组（3）依次连接，其特征在于：还包括多级有机朗肯循环系统，所述多级有机朗肯循环系统包括一号工质泵（4）、一号回热器（5）、一号蒸发器（6）、一号膨胀机（7）、一号冷凝器（8）、二号工质泵（9）、二号回热器（10）、预热器（11）、二号蒸发器（12）、二号膨胀机（13）、二号冷凝器（14）、三号工质泵（15）、三号回热器（16）、三号蒸发器（17）、三号膨胀机（18）、三号冷凝器（19）和蒸汽热水型换热器（20），所述一号工质泵（4）、一号回热器（5）、一号蒸发器（6）和一号膨胀机（7）依次连接，所述一号膨胀机（7）和一号回热器（5）连接，所述一号冷凝器（8）和一号回热器（5）连接，所述一号蒸发器（6）和燃气内燃机发电机组（1）连接，所述二号工质泵（9）、二号回热器（10）、预热器（11）、二号蒸发器（12）、二号膨胀机（13）和二号冷凝器（14）依次连接，所述蒸汽型溴化锂机组（3）和一号蒸发器（6）均与二号蒸发器（12）连接，所述三号工质泵（15）、三号回热器（16）、三号蒸发器（17）、三号膨胀机（18）和三号冷凝器（19）依次连接，所述余热锅炉（2）、蒸汽热水型换热器（20）和三号蒸发器（17）依次连接；所述三号蒸发器（17）和燃气内燃机发电机组（1）连接；采用余热锅炉（2）和蒸汽型溴化锂机组（3），同时引入三级有机朗肯循环，燃气内燃机发电机组（1）排出的温度为410℃烟气经过余热锅炉（2）后温度降为130℃，作为有机工质的一路热源，温度为89℃缸套水冷却水经过与蒸汽换热后变为130℃，做为第二级有机朗肯循环的热源，蒸汽型溴化锂机组（3）出口的蒸汽温度为50℃的热水经过烟气加热后做为第三级有机朗肯循环的热源；把三种有机朗肯循环引入分布式能源系统，提高净输出功率、降低燃气内燃机的燃油消耗率，提高分布式能源系统的热效率。

2.一种使用如权利要求1所述的余热多级利用的分布式能源发电系统进行的分布式能源发电方法，其特征在于：所述分布式能源发电方法的步骤如下：

所述燃气内燃机发电机组（1）以天然气为燃料驱动发动机发电，排出的烟气首先进入余热锅炉（2）产生蒸汽驱动蒸汽型溴化锂机组（3），冬天制热、夏天制冷；

一级有机朗肯循环中的循环工质经过一号工质泵（4）加压后进入一号回热器（5）加热，然后进入一号蒸发器（6）气化为蒸汽后驱动一号膨胀机（7）发电，同时燃气内燃机发电机组（1）排出的烟气作为一号蒸发器（6）的热源，乏汽进入一号冷凝器（8）完成一级有机朗肯循环的发电；

二级有机朗肯循环中的循环工质经过二号工质泵（9）加压后进入二号回热器（10）加热，然后进入预热器（11）后进入二号蒸发器（12）气化为蒸汽后驱动二号膨胀机（13）发电，同时一号蒸发器（6）作为二号蒸发器（12）的热源，乏汽进入二号冷凝器（14）完成二级有机朗肯循环的发电；

三级有机朗肯循环中的循环工质经过三号工质泵（15）加压后进入三号回热器（16）加热，然后进入三号蒸发器（17）气化为蒸汽后驱动三号膨胀机（18）发电，同时余热锅炉（2）产生的蒸汽通过蒸汽热水型换热器（20）作为三号蒸发器（17）的热源，乏汽进入三号冷凝器（19）完成三级有机朗肯循环的发电。

3.根据权利要求2所述的余热多级利用的分布式能源发电方法，其特征在于：所述余热多级利用的分布式能源发电系统具有三级有机朗肯循环，三级有机朗肯循环的热源分别为烟气、蒸汽与水。

4.根据权利要求2所述的余热多级利用的分布式能源发电方法，其特征在于：有机工质应为干工质。

5.根据权利要求2所述的余热多级利用的分布式能源发电方法，其特征在于：燃气内燃机发电机组（1）排出的温度为410℃烟气经过余热锅炉（2）后温度降为130℃，作为有机工质的一路热源；温度为89℃缸套水冷却水经过与蒸汽换热后变为130℃，做为第二级有机朗肯循环的热源；蒸汽型溴化锂机组（3）出口的蒸汽温度为50摄氏度的热水经过烟气加热后做为第三级有机朗肯循环的热源。

6.根据权利要求2所述的余热多级利用的分布式能源发电方法，其特征在于：一级有机朗肯循环、二级有机朗肯循环和三级有机朗肯循环均以R245fa为循环工质。