[发明专利]一种分布式工业锅炉冷热电三联供装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式工业锅炉冷热电三联供装置，具体属节能环保技术领域。

背景技术

工业锅炉作为一种承压的特种设备，广泛应用于社会生产和人民生活的各个领域。发达国家和新兴发展中国家工业锅炉消耗的能源通常占各国总耗能的25％～45％左右，其排放的温度较高的废气亦是造成的环境污染和温室效应的罪魁祸首。 

长久以来，由于工业锅炉结构相对简单，制造相对容易，未经审批，不按照安全节能技术规范制造安装和使用的现象屡见不鲜，节能与减排效果令人堪忧。据统计，全国在用工业锅炉保有量为约53万台、125万MW，接近电站锅炉装机容量的2倍，能源消耗达4.2亿吨标准煤，占全国一次能源消费总量的27.8％。以能效为例，我国燃煤工业锅炉的平均实际热效率仅为65％，比外国水平低10～20个百分点，平均每年多耗煤6000万吨左右。以建筑用能为例，我国建筑单位面积能耗与国际水平有较大差距，据全国集中供热锅炉网对北方居住建筑采暖能耗的调查，北京、天津和东北地区一个采暖季每平方米采暖能耗平均为24.2kg标准煤，而气候条件相近的德国平均仅6.2kg标准煤，我国单位采暖能耗为德国的3.9倍。因此工业锅炉成为我国开展节能降耗、提高能效、减少污染的主要对象。

分布式能源系统是直接面对用户、按用户需求提供各种能量形式能量的中小型多功能能量转换利用系统。它不同于传统的“大机组、大电厂、大电网”的集中式能源生产与供应模式，而是分散在用户端，以能源综合梯级利用模式来达到更高能源利用率、更低能源成本、更高功能安全性以及更好的环保性能等多功能目标。其中冷热电联供系统是分布式能源发展的主要方向和主要形式，也是最具活力的系统之一，是发达国家重点研发和应用的热点之一，欧盟国家纷纷采取税收、补贴等不同方式大力促成冷热电联供项目的实施，例如意大利用减免20%至40%燃料费的办法鼓励建筑物应用冷热电联供系统。按动力子系统类型进行分类，主要有燃气轮机-吸收式制冷、内燃机-吸收式制冷、汽轮机-吸收式制冷、斯特林机-吸收式制冷、燃料电池-吸收式制冷等冷热电三联产系统。

对于传统的供热系统，虽然锅炉将燃料燃烧热量的60%至90%转换成有用的热能（蒸汽或热水）提供给用户，但是燃烧产生的高温烟气本来可以用作发电（产功），直接被用作加热较低温度的蒸汽或热水，做功能力损失很大；在制冷方面，电厂为了满足夏季空调带来的高峰电负荷，扩大电力生产，而产生的大量过剩的余热无法利用，造成能源的极大浪费；单独的吸收式制冷，又由于距离热源远或冷量无法长距离输送，而使应用受到限制，即便燃气直燃型吸收式制冷系统也一定程度存在类似锅炉的高位热用于低温目的的做功能力损失，此外，先污染后治理的能源利用模式更是造成能源与环境难以协调的根本原因。

对于传统的冷热电三联供系统，毫无疑问具有巨大的生命力和广阔的发展空间，但也存在一定的问题：燃气轮机-吸收式制冷、内燃机-吸收式制冷、斯特林机-吸收式制冷、燃料电池-吸收式制冷等冷热电三联产系统，均需要使用油、气燃料，与我国以煤为主的能源结构不相适应；汽轮机-吸收式冷热电三联供系统，可以以煤为燃料，但是需要配套一级化学除盐水系统，且化学水处理的运行成本很高，并产生一定的污染，必须要进行治理。

因此如何保留冷热电三联供系统的优点、研发出燃料适应性更广的冷热电三联供系统，真正解决工业锅炉高品位燃料低品位利用的缺点，突破传统的思路并实现工业锅炉的冷热电三联产，成为该领域研究的难点。

发明内容

本发明的目的为解决上述工业锅炉及传统冷热电三联供技术中存在的问题，提出一种分布式工业锅炉冷热电三联供装置，通过正压蒸汽朗肯循环发电系统，回收燃料的高品位能量用于发电，每吨蒸发量可以回收200度以上的电量，同时实现冷热电三联产，并高效回收烟气余热。蒸汽朗肯循环系统无传统的化学水处理系统产生的废酸、废碱，且因蒸汽朗肯循环采用纯水闭路循环，避免传统电站锅炉的氧腐蚀和结垢问题，从而实现能源的综合梯级利用，节能、环保及社会效益十分显著。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种分布式工业锅炉冷热电三联供装置，该装置包括正压蒸汽朗肯循环、供热系统、吸收式制冷系统，其特征在于：

所述的正压蒸汽朗肯循环，是指由锅炉本体1出来的饱和蒸汽2，经过热器3形成过热蒸汽3-1，送入汽轮机4带动发电机5发电；汽轮机4出来的乏汽6在冷凝器7凝结成冷凝水8，冷凝水8经给水泵9送入给水加热器10、锅炉本体1，锅炉本体1再产生饱和蒸汽，从而形成正压蒸汽朗肯循环回路。