[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热多级利用的分布式能源发电系统及方法，属于能源利用技术领域。

背景技术

分布式能源是一种建在用户侧的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，根据用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。

分布式能源具有高效、节能、环保等特点，促进了低碳排的目的。分布式能源收到越来越广泛的关注。分布式能源系统也存在一些问题，目前天然气分布式能源相关的国家政策并不明朗，燃气价格较高，余热利用系统的效率与燃气锅炉相比并不具有优势，在这种情况下能够有效的利用分布式能源系统做完功的余热提高分布式能源的效率是分布式能源发展的关键。现在也有一些其他结构的分布式能源利用系统，如公开日为2013年07月24日，公开号为CN203081665U的中国专利中，公开的一种分布式多级太阳能热发电系统，又如公开日为2013年01月16日，公开号为CN102878035A的中国专利中，公开的一种多级太阳能与其他能源互补热发电及多联产系统，这些分布式能源利用系统的热效率也不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，热效率高的余热多级利用的分布式能源发电系统及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该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、余热锅炉和蒸汽型溴化锂机组，所述燃气内燃机发电机组、余热锅炉和蒸汽型溴化锂机组依次连接，其结构特点在于：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、一号回热器、一号蒸发器、一号膨胀机、一号冷凝器、二号工质泵、二号回热器、预热器、二号蒸发器、二号膨胀机、二号冷凝器、三号工质泵、三号回热器、三号蒸发器、三号膨胀机、三号冷凝器和蒸汽热水型换热器，所述一号工质泵、一号回热器、一号蒸发器和一号膨胀机依次连接，所述一号膨胀机和一号回热器连接，所述一号冷凝器和一号回热器连接，所述一号蒸发器和燃气内燃机发电机组连接，所述二号工质泵、二号回热器、预热器、二号蒸发器、二号膨胀机和二号冷凝器依次连接，所述蒸汽型溴化锂机组和一号蒸发器均与二号蒸发器连接，所述三号工质泵、三号回热器、三号蒸发器、三号膨胀机和三号冷凝器依次连接，所述余热锅炉、蒸汽热水型换热器和三号蒸发器依次连接。

作为优选，本发明所述三号蒸发器和燃气内燃机发电机组连接。

一种使用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，其特点在于：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产生蒸汽驱动蒸汽型溴化锂机组，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加压后进入一号回热器加热，然后进入一号蒸发器气化为蒸汽后驱动一号膨胀机发电，同时燃气内燃机发电机组排出的烟气作为一号蒸发器的热源，乏汽进入一号冷凝器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加压后进入二号回热器加热，然后进入预热器后进入二号蒸发器气化为蒸汽后驱动二号膨胀机发电，同时一号蒸发器作为二号蒸发器的热源，乏汽进入二号冷凝器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加压后进入三号回热器加热，然后进入三号蒸发器气化为蒸汽后驱动三号膨胀机发电，同时余热锅炉产生的蒸汽通过蒸汽热水型换热器作为三号蒸发器的热源，乏汽进入三号冷凝器完成三级有机朗肯循环的发电。

作为优选，本发明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。

作为优选，本发明有机工质应为干工质。

作为优选，本发明燃气内燃机发电机组排出的温度为410℃烟气经过余热锅炉后温度降为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。

作为优选，本发明一级有机朗肯循环、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。