本發(fā)明專利技術涉及基于吸收式換熱的區(qū)域熱電冷聯(lián)合能源系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)組成包括四部分設備，并由帶有各種水泵和閥門的管道構成的能源輸配管網(wǎng)連接而成；該四部分設備分別為：設置在熱電廠的用于發(fā)電和供熱的熱電廠汽輪機發(fā)電循環(huán)子系統(tǒng)、設置在熱電廠首站的利用余熱提高供熱和發(fā)電效率的吸收式乏汽余熱回收子系統(tǒng)、設置在二次網(wǎng)熱力站及供冷站內(nèi)的吸收式換熱站/能源中心和設置在用戶建筑處的提供給供熱/空調(diào)用戶的分散式或半集中式空調(diào)熱水子系統(tǒng)，該方法包括冬季采暖階段的運行調(diào)節(jié)、夏季供冷階段運行調(diào)節(jié)和不在上述兩個階段的過渡階段運行調(diào)節(jié)三部分，本發(fā)明專利技術可有效提高熱力系統(tǒng)能源綜合利用效益。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于熱電冷能源綜合利用
，特別涉及一種基于吸收式換熱的區(qū)域熱電冷聯(lián)合能源系統(tǒng)。
技術介紹
目前中國北方地區(qū)供暖的主要系統(tǒng)形式是熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域鍋爐房和分散采暖各占約1/3，其中一次能源利用效率最高、減排效果最好、經(jīng)濟性最合理的熱電聯(lián)產(chǎn)的推廣應用受到難以大規(guī)模擴展熱網(wǎng)規(guī)模及其供熱能力等因素的限制，亟需采取更好的技術路線與政策規(guī)劃加以推廣。熱電廠供熱發(fā)電、用戶采暖和供冷的主要現(xiàn)狀是熱電廠燃燒大量的煤、油、氣等一次燃料，在冬季發(fā)電率約占一次燃料放熱量的20 25%，約有40 50%用于供熱，約有15 25%需要通過凝汽器從冷卻塔釋放到大氣中，夏季發(fā)電率可達到30 35%，少量熱能通過熱力管網(wǎng)送往賓館酒店等某些熱用戶用于制取生活熱水等，但是大部分熱量則被白白釋放到大氣中。對于終端熱用戶，冬季通過熱力站換熱進行采暖，夏季則另設一套電制冷或吸收式制冷系統(tǒng)等解決空調(diào)供冷問題。聯(lián)接熱電廠(及集中鍋爐房)和終端用戶的是熱力站，設置有大型換熱器用于產(chǎn)生所需參數(shù)的供熱循環(huán)水，同時由于供回水溫差有限，需要設置大型水泵以提供動力。清華大學江億院士和付林教授等創(chuàng)造性地開發(fā)了基于吸收式換熱進行乏汽余熱回收供熱和大溫差換熱大幅降低一次網(wǎng)回水溫度的相關專利技術，即在熱電廠采用吸收式熱泵由中壓抽汽驅(qū)動熱泵回收汽輪機乏汽的冷凝熱，將可使熱電廠能源利用效率提高 15 25%;在熱力站采用吸收式熱泵將熱力管網(wǎng)循環(huán)水溫度從60°C左右降低到20°C左右， 從而大大提高供回水溫差，在供熱量相同時可大幅減少循環(huán)水量以減少循環(huán)水泵電耗，或者在循環(huán)水量不變時大幅提高熱網(wǎng)輸熱能力以擴大供熱面積。同時，江億院士主持開發(fā)了溶液調(diào)濕空調(diào)方式，可利用較低品位的熱能驅(qū)動進行獨立除濕和室內(nèi)干式末端降溫技術。 目前上述各項具有重大創(chuàng)新意義的節(jié)能技術及產(chǎn)品正在得到推廣應用，并逐步取得良好效益。同時，本專利技術的專利技術人分別開發(fā)了采用吸收式熱泵回收汽輪機乏汽或冷卻塔循環(huán)水余熱等用于將乏汽凝結水加熱到85 90°C后再經(jīng)各級加熱器加熱后送入鍋爐的鍋爐給水預熱技術，可節(jié)省抽汽用于發(fā)電和有效降低鍋爐發(fā)電煤耗；同時開發(fā)了多種涉及供應高溫冷凍水或制取生活熱水的吸收式熱泵技術及相關系統(tǒng)集成技術。但是，如何從進行熱力系統(tǒng)整體優(yōu)化設計的角度出發(fā)，更有效的采用上述各項具有創(chuàng)新性的技術和已有傳統(tǒng)熱利用技術，實現(xiàn)采用廉價熱能直接驅(qū)動供熱、空調(diào)，以獲得最佳節(jié)能環(huán)保效益和經(jīng)濟社會效益，仍需探討關于供熱與供冷的具有整體性和實用化的解決思路、集成系統(tǒng)和優(yōu)化設計方法。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是為克服已有技術的不足之處，設計出一種，該系統(tǒng)及方法將熱電廠、熱力站和熱用戶作為一個整體，將其所涉及的燃料、蒸汽、電力、循環(huán)熱水、采暖、生活熱水、供冷等的能源生產(chǎn)、供應、輸配、使用及其排放集成為一個采用熱能直接驅(qū)動的供熱、空調(diào)新體系，以達到能源綜合梯級利用及其經(jīng)濟性的整體最優(yōu)，該方法針對性的對相關設計與運行參數(shù)進行調(diào)整，以達到能源系統(tǒng)綜合利用效益最高。本專利技術提出的一種基于吸收式換熱的區(qū)域熱電冷聯(lián)合能源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括四部分設備，并由帶有各種水泵和閥門的管道構成的能源輸配管網(wǎng)連接而成；該四部分設備分別為設置在熱電廠的用于發(fā)電和供熱的熱電廠汽輪機發(fā)電循環(huán)子系統(tǒng)、設置在熱電廠首站的利用余熱提高供熱和發(fā)電效率的吸收式乏汽余熱回收子系統(tǒng)、設置在二次網(wǎng)熱力站及供冷站內(nèi)的吸收式換熱站/能源中心和設置在用戶建筑處的提供給供熱/空調(diào)用戶的分散式或半集中式空調(diào)熱水子系統(tǒng)，其中，所述熱電廠汽輪機發(fā)電循環(huán)子系統(tǒng)主要由汽輪機、發(fā)電機、蒸汽鍋爐、鍋爐給水加熱器組、空冷或水冷凝汽器所組成；所述吸收式乏汽余熱回收子系統(tǒng)主要包括由蒸發(fā)器、冷凝器、吸收器、發(fā)生器構成的吸收式乏汽余熱回收熱泵和首站汽水換熱器；所述吸收式換熱站/能源中心主要包括由一體機冷凝器、一體機蒸發(fā)器、一體機發(fā)生器、一體機吸收器構成的吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機，以及中間換熱器、再生器、生活熱水換熱器；所述分散式或半集中式空調(diào)熱水子系統(tǒng)主要包括由調(diào)濕裝置、表冷器、風機構成的全熱驅(qū)動獨立調(diào)濕空調(diào)機組；各設備的連接關系為所述汽輪機的中壓抽汽出口同時與首站汽水換熱器和吸收式乏汽余熱回收熱泵的發(fā)生器的高溫側進口相連，汽輪機的乏汽出口同時與空冷或水冷凝汽器的乏汽側進口和吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發(fā)器的熱源側進口相連；空冷或水冷凝汽器的凝結水出口與吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發(fā)器的熱源側出口相連后經(jīng)增壓泵與吸收式乏汽余熱回收熱泵的吸收器的冷卻側進口相連，并經(jīng)閥門后與吸收式乏汽余熱回收熱泵的冷凝器的冷卻側出口和蒸汽鍋爐的鍋爐給水加熱器組的低溫進口相連，發(fā)生器的高溫側進口還與首站汽水換熱器的高溫側進口相連，發(fā)生器的出口與首站汽水換熱器的高溫側出口和鍋爐給水加熱器組相連，冷凝器的冷卻側出口還與首站汽水換熱器的一次網(wǎng)回水進口相連，首站汽水換熱器的一次網(wǎng)回水進口還通過閥門與吸收器的冷卻側進口相連，首站汽水換熱器的一次網(wǎng)供水由一次網(wǎng)循環(huán)泵送入吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機的一體機發(fā)生器，并經(jīng)過中間換熱器和再生器及生活熱水換熱器后與一體機蒸發(fā)器的熱源側進口相連，或直接經(jīng)過再生器及生活熱水換熱器后與一體機蒸發(fā)器的熱源側進口相連，一體機蒸發(fā)器的熱源側出口分別與首站汽水換熱器的一次網(wǎng)回水、全熱驅(qū)動獨立調(diào)濕空調(diào)機組的表冷器和用戶的干式空調(diào)末端相連，一體機吸收器冷卻側進口與用戶的空調(diào)冷卻水或采暖水供水管道相連， 一體機冷凝器冷卻側出口與用戶的空調(diào)冷卻水或采暖水回水管道相連，再生器再生熱水送入全熱驅(qū)動獨立調(diào)濕空調(diào)機組的調(diào)濕裝置，經(jīng)調(diào)濕調(diào)溫的空氣由風機送入用戶室內(nèi)送風采用上述系統(tǒng)實現(xiàn)全年運行調(diào)節(jié)的方法，其特征在于，包括冬季采暖階段的運行調(diào)節(jié)、夏季供冷階段運行調(diào)節(jié)和不在上述兩個階段的過渡階段運行調(diào)節(jié)三部分，具體包括以下步驟1)當進入冬季采暖階段時11)通過閥門調(diào)節(jié)汽輪機乏汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發(fā)器與空冷或水冷凝汽器的比例，調(diào)節(jié)汽輪機中壓抽汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的發(fā)生器和首站汽水換熱器的比例，使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85 90°C后送入一次網(wǎng)供水干管，或使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到110 130°C后送入一次網(wǎng)供水干管，或使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85 90°C后再經(jīng)首站汽水換熱器繼續(xù)加熱到110 130°C后送入一次網(wǎng)供水干管；12)當經(jīng)冷凝器加熱后的一次網(wǎng)供水溫度未超過85 90°C時，如有多臺吸收式熱泵并聯(lián)工作，則將蒸發(fā)器的熱源側的乏汽凝結水送入其中一臺吸收式乏汽余熱回收熱泵的吸收器和冷凝器并被加熱到不超過85 90°C后送入鍋爐給水加熱器組，當經(jīng)冷凝器加熱后的一次網(wǎng)供水溫度超過85 90°C時乏汽凝結水不進入吸收式乏汽余熱回收熱泵而由鍋爐給水加熱器組直接加熱到所需鍋爐給水溫度，一次網(wǎng)供水送入吸收式換熱站/能源中心后通過吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機和中間換熱器對用戶側空調(diào)及熱水系統(tǒng)循環(huán)水進行加熱；13)還可根據(jù)室外天氣及各熱力站用戶需要進行一次網(wǎng)供回水溫度和流量的調(diào)節(jié)；2)當進入夏季供冷階段時21)通過調(diào)節(jié)汽輪機乏汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發(fā)器與空冷或水冷凝汽器的比例，調(diào)節(jié)汽輪機中壓抽汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的發(fā)生器和首本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
１．一種基于吸收式換熱的區(qū)域熱電冷聯(lián)合能源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括四部分設備，并由帶有各種水泵和閥門的管道構成的能源輸配管網(wǎng)連接而成；該四部分設備分別為：設置在熱電廠的用于發(fā)電和供熱的熱電廠汽輪機發(fā)電循環(huán)子系統(tǒng)、設置在熱電廠首站的利用余熱提高供熱和發(fā)電效率的吸收式乏汽余熱回收子系統(tǒng)、設置在二次網(wǎng)熱力站及供冷站內(nèi)的吸收式換熱站／能源中心和設置在用戶建筑處的提供給供熱／空調(diào)用戶的分散式或半集中式空調(diào)熱水子系統(tǒng)，其中，所述熱電廠汽輪機發(fā)電循環(huán)子系統(tǒng)主要由汽輪機、發(fā)電機、蒸汽鍋爐、鍋爐給水加調(diào)末端相連，一體機吸收器冷卻側進口與用戶的空調(diào)冷卻水或采暖水供水管道相連，一體機冷凝器冷卻側出口與用戶的空調(diào)冷卻水或采暖水回水管道相連，再生器再生熱水送入全熱驅(qū)動獨立調(diào)濕空調(diào)機組的調(diào)濕裝置，經(jīng)調(diào)濕調(diào)溫的空氣由風機送入用戶室內(nèi)送風口。過中間換熱器和再生器及生活熱水換熱器后與一體機蒸發(fā)器的熱源側進口相連，或直接經(jīng)過再生器及生活熱水換熱器后與一體機蒸發(fā)器的熱源側進口相連，一體機蒸發(fā)器的熱源側出口分別與首站汽水換熱器的一次網(wǎng)回水、全熱驅(qū)動獨立調(diào)濕空調(diào)機組的表冷器和用戶的干式空爐給水加熱器組相連，冷凝器的冷卻側出口還與首站汽水換熱器的一次網(wǎng)回水進口相連，首站汽水換熱器的一次網(wǎng)回水進口還通過閥門與吸收器的冷卻側進口相連，首站汽水換熱器的一次網(wǎng)供水由一次網(wǎng)循環(huán)泵送入吸收式熱泵／高溫吸收式制冷一體機的一體機發(fā)生器，并經(jīng)式乏汽余熱回收熱泵的吸收器的冷卻側進口相連，并經(jīng)閥門后與吸收式乏汽余熱回收熱泵的冷凝器的冷卻側出口和蒸汽鍋爐的鍋爐給水加熱器組的低溫進口相連，發(fā)生器的高溫側進口還與首站汽水換熱器的高溫側進口相連，發(fā)生器的出口與首站汽水換熱器的高溫側出口和鍋吸收式乏汽余熱回收熱泵的發(fā)生器的高溫側進口相連，汽輪機的乏汽出口同時與空冷或水冷凝汽器的乏汽側進口和吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發(fā)器的熱源側進口相連；空冷或水冷凝汽器的凝結水出口與吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發(fā)器的熱源側出口相連后經(jīng)增壓泵與吸收的吸收式熱泵／高溫吸收式制冷一體機，以及中間換熱器、再生器、生活熱水換熱器；所述分散式或半集中式空調(diào)熱水子系統(tǒng)主要包括由調(diào)濕裝置、表冷器、風機構成的全熱驅(qū)動獨立調(diào)濕空調(diào)機組；各設備的連接關系為：所述汽輪機的中壓抽汽出口同時與首站汽水換熱器和熱器組、空冷或水冷凝汽器所組成；所述吸收式乏汽余熱回收子系統(tǒng)主要包括由蒸發(fā)器、冷凝器、吸收器、發(fā)生器構成的吸收式乏汽余熱回收熱泵和首站汽水換熱器；所述吸收式換熱站／能源中心主要包括由一體機冷凝器、一體機蒸發(fā)器、一體機發(fā)生器、一體機吸收器構成...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張茂勇，張軍，
申請(專利權)人：北京中科華譽能源技術發(fā)展有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：11
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