一种燃气发电机组全余热利用装置的制作方法

本实用新型涉及余热利用技术领域，尤其是涉及一种燃气发电机组全余热利用装置。

背景技术：

燃气发电机是一种以液化气、天然气等可燃气体为燃烧物，代替汽油、柴油作为发动机动力的新型发电设备。现有的燃气发电机组，约30-35％的能量被发电机组转化为电能，燃气发电机组废热烟气排出和冷凝水损失的热量较多。

工程上对于余热利用技术主要为余热锅炉，通常将燃气发电机组烟气引入余热锅炉，烟气通过余热锅炉内部，常温水通过余热锅炉外部，利用对流和传导方式形成热水或蒸汽，提供给工业或居民热。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

在燃气发电机组余热利用方面，烟气余热回收不能方便进行发电、制冷、制暖的切换，余热回收装置难以满足提供发电、制冷、制暖和热水的四种功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种燃气发电机组全余热利用装置，以解决现有技术中存在的烟气余热回收不能方便进行发电、制冷、制暖切换，余热回收装置难以满足提供发电、制冷、制暖和热水四种功能的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的燃气发电机组全余热利用装置，包括燃气发电机组、烟气发电装置、吸收式制冷装置、气气型热管换热器和缸套水换热装置；所述燃气发电机组通过管道与所述烟气发电装置、所述吸收式制冷装置、所述气气型热管换热器和所述缸套水换热装置连接；所述烟气发电装置利用所述燃气发电机组产生的烟气发电；所述吸收式制冷装置利用所述燃气发电机组产生的烟气制冷；所述气气型热管换热器利用所述燃气发电机组产生的烟气制暖；所述燃气发电机组产生的烟气能够通过阀门进入所述烟气发电装置、所述吸收式制冷装置和所述气气型热管换热器中的任意一个；所述缸套水换热装置利用所述燃气发电机组产生的缸套水热量进行换热产生热水。

可选地，所述燃气发电机组与所述烟气发电装置的连接管道设置有第一阀门，所述燃气发电机组与所述吸收式制冷装置的连接管道设置有第二阀门，所述燃气发电机组与所述气气型热管换热器的连接管道设置有第三阀门。

可选地，所述第一阀门开启且所述第二阀门和所述第三阀门关闭后，所述燃气发电机组产生的烟气通过所述烟气发电装置进行发电；所述第二阀门开启且所述第一阀门和所述第三阀门关闭后，所述燃气发电机组产生的烟气通过所述吸收式制冷装置进行制冷；所述第三阀门开启且所述第一阀门和所述第二阀门关闭后，所述燃气发电机组产生的烟气通过所述气气型热管换热器进行制暖。

可选地，所述烟气发电装置包括第一热管换热器、膨胀机、烟气发电机、冷凝器和工质泵；所述工质泵的出口连接所述第一热管换热器的出口，所述第一热管换热器的出口连接所述膨胀机的入口，所述膨胀机连接所述烟气发电机，所述冷凝器的入口与所述膨胀机的出口连接，所述工质泵的入口与所述冷凝器的出口连接。

可选地，所述烟气发电装置采用有机朗肯循环。

可选地，所述冷凝器为壳管式冷凝器。

可选地，所述吸收式制冷装置包括溴化锂制冷机和风机盘管。

可选地，所述缸套水换热装置包括第二热管换热器，热水循环泵和生活热水储水箱；所述第二热管换热器利用缸套水的热量进行换热，生产生活热水，并通过所述热水循环泵收入所述生活热水储水箱。

可选地，所述燃气发电机组全余热利用装置还包括集装箱，所述集装箱壳体上设有设备安装预留孔。

可选地，所述集装箱壳体上还包括底座，所述燃气发电机组、所述烟气发电装置、所述吸收式制冷装置、所述气气型热管换热器和所述缸套水换热装置均安装于所述底座上。

上述任一技术方案至少可以产生如下技术效果：

本实用新型提供的燃气发电机组全余热利用装置能够根据外部需求，方便进行烟气余热回收利用的发电、制冷或制暖切换，具有提供发电、制冷、制暖和热水四种功能，更充分地利用了燃气发电机组的余热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是燃气发电机组全余热利用装置的示意图；

图中100、燃气发电机组；200、烟气发电装置；210、第一阀门； 220、第一热管换热器；230、膨胀机；240、烟气发电机；250、冷凝器；260、工质泵；300、吸收式制冷装置；310、第二阀门；320、溴化锂制冷机；330、风机盘管；400、气气型热管换热器；410、第三阀门；500、缸套水换热装置；510、第二热管换热器；520、热水循环泵；530、生活热水储水箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种燃气发电机组全余热利用装置，如图1 所示，包括燃气发电机组100、烟气发电装置200、吸收式制冷装置 300、气气型热管换热器400和缸套水换热装置500。燃气发电机组 100通过管道与烟气发电装置200、吸收式制冷装置300、气气型热管换热器400和缸套水换热装置500连接。烟气发电装置200利用燃气发电机组100产生的烟气发电。吸收式制冷装置300利用燃气发电机组100产生的烟气制冷，直接利用了烟气的热量，具有较高的热效率。气气型热管换热器400利用燃气发电机组100产生的烟气制暖，通过气气交换产生热空气，提供制暖。燃气发电机组100产生的烟气能够通过阀门进入烟气发电装置200、吸收式制冷装置300和气气型热管换热器400中的任意一个。缸套水换热装置500利用燃气发电机组100产生的缸套水热量进行换热产生热水。如燃气内燃机发电机组中，缸套水出口温度为88℃-88℃，进口温度不得高于82℃，这部分能量的品味低，但数量较大且稳定，难以用于制冷或发电，50℃左右的生活热水需求较大，为了提高余热利用率，通过第二热管换热器510吸收相应的缸套水热量，将缸套水的温度降到82℃以下，交换的热量用于提供生活热水。本实用新型能够实现对余热的充分利用，通过阀门控制，能够方便调节燃气发电机组100的烟气进入烟气发电装置200、吸收式制冷装置300和气气型热管换热器400中的哪一个。根据外部需求或环境温度，利用烟气热量分别进行发电、取暖或制冷，实现发电、取暖或制冷的切换。如夏季时，需要进行制冷，烟气进入吸收式制冷装置300提供制冷；冬季时，需要进行制暖，烟气进入气气型热管换热器400提供制暖；其他季节不需要制冷或制暖时，烟气进入烟气发电装置200发电。在所有季节中，生活热水一直有需求，因此持续利用燃气发电机组100的缸套水热量对外提供生活热水。因此，本实用新型能够方便进行烟气余热回收模式切换，根据外部需求切换至发电、制冷或制暖，还能提供生活热水，具有提供发电、制冷、制暖和热水的全部功能，更充分地利用了燃气发电机组的余热。

作为可选地实施方式，燃气发电机组100与烟气发电装置200 的连接管道设置有第一阀门210，燃气发电机组100与吸收式制冷装置300的连接管道设置有第二阀门310，燃气发电机组100与气气型热管换热器400的连接管道设置有第三阀门410。第一阀门210开启且第二阀门310和第三阀门410关闭后，燃气发电机组100产生的烟气通过烟气发电装置200进行发电；第二阀门310开启且第一阀门 210和第三阀门410关闭后，燃气发电机组100产生的烟气通过吸收式制冷装置300进行制冷；第三阀门410开启且第一阀门210和第二阀门310关闭后，燃气发电机组100产生的烟气通过气气型热管换热器400进行制暖。通过第一阀门210、第二阀门310和第三阀门410 的开启与关闭，能够实现本实用新型利用余热单独进行发电、制暖和制冷，具有更全面的功能。同时，可以自由组合阀门之间的开启与关闭，如第一阀门210和第二阀门310开启，第三阀门410关闭，烟气能够实现发电和制冷。在制暖或制冷的需求不大时，实现发电与制暖组合，或发电与制冷组合，能够最大程度利用余热，避免了单一的制暖或制冷量超过外部需求时造成的余热浪费，提高了利用效率。

作为可选地实施方式，烟气发电装置200包括第一热管换热器 220、膨胀机230、烟气发电机240、冷凝器250和工质泵260。工质泵260的出口连接第一热管换热器220的出口，第一热管换热器220 的出口连接膨胀机230的入口，膨胀机230连接烟气发电机240，冷凝器250的入口与膨胀机230的出口连接，工质泵260的入口与冷凝器250的出口连接。第一热管换热器220具有较高的传热效率，烟气发电装置200充分利用了烟气的热量进行发电。烟气发电装置200采用有机朗肯循环，有机朗肯循环的有机工质沸点更低，极易产生高压蒸汽，具有更高的热回收效率。燃气发电机组100产生的烟气温度较高，一般在400℃以上，还需要综合考虑循环效率、冷凝温度等选择合适的有机工质，如R134a、R22、R32、R143a、R218等，以确保烟气发电机240的工作效率。冷凝器250为壳管式冷凝器，安装方便且冷凝效果较好。

作为可选地实施方式，吸收式制冷装置300包括溴化锂制冷机 320和风机盘管330。溴化锂制冷机320以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，高温烟气进入吸收式制冷装置300进行热交换，产生冷水。风机盘管330的管内流过冷水与管外空气换热，使空气被冷却实现制冷。

作为可选地实施方式，缸套水换热装置500包括第二热管换热器 510，热水循环泵520和生活热水储水箱530。第二热管换热器510 具有较高的传热效率，利用缸套水的热量进行换热，生产生活热水，并通过热水循环泵530送入生活热水储水箱530。燃气发电机组100 工作时，缸套水换热装置500不断产生热水，当热水超过使用量时，富余热水通过生活热水储水箱530进行储存，提高了热能回收的利用效率。

作为可选地实施方式，燃气发电机组全余热利用装置还包括集装箱，集装箱壳体上设有设备安装预留孔和底座，燃气发电机组100、烟气发电装置200、吸收式制冷装置300、气气型热管换热器400和缸套水换热装置500均安装于底座上。集装箱能够方便运输，也便于安装。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。