[发明专利]一种用于天然气加气站的分布式能源综合利用系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源节约与综合利用领域，特别是涉及一种用于天然气加气站的余热分布式能源综合利用系统及方法。

背景技术

我国能源增速较快，供需矛盾突出，环境问题日益严重，节能减排对经济社会可持续发展具有重要意义。压缩机是国民经济中的重要耗能设备，据统计全国压缩机能耗占总电耗的10%，压缩过程产生大量的热能，为了节约压缩电耗，并适应压缩机对工质温度的要求，现有技术一般均采用多级压缩、级间冷却的方式获取高压。压缩热大多通过冷却水带走，由于换热器设计限制，冷却水水量一般较大，出口水温较低，冷却水直接排放或通过空冷塔简单冷却后循环使用，导致大量热能的浪费。由于这部分冷却水的热量品位很低，较难利用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺点和不足，而提供一种用于天然气加气站的余热分布式能源综合利用系统及方法，利用天然气加气站压缩机压缩过程产生的间冷热量，在控制系统调控下用于加气站或周边建筑供热、提供生活饮用沸水或提供生活热水，提高了冷却水的热量品位和利用效率。为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种用于天然气加气站的余热分布式能源综合利用系统，包括通过气体管路连接的多级压缩机组、多个换热器、储气装置，其特征在于，

各换热器设置于各级压缩机的排气管线上，最后一级压缩机排出的高压压缩天然气经换热器冷却后通入所述储气装置；

各所述换热器内的热流体为压缩天然气，冷流体为循环冷却水；

所述循环冷却水经供水管路分流至各所述换热器的冷流体侧，且各所述换热器的冷流体进口处的供水管路上均设有流量控制阀，以控制进入各所述换热器的冷流体的速度和流量，各所述换热器内的循环冷却水吸收压缩天然气的热量后汇流至热水储箱，

所述系统还包括至少一个二次换热器，所述热水储箱中蓄积的热水分流至各所述二次换热器的热流体侧，各所述二次换热器的冷流体侧通入待加热冷流体，且各所述二次换热器的热流体进口处的供水管路上均设有流量控制阀，各所述二次换热器内的热流体释放热量后汇流至所述循环冷却水经供水管路，

所述循环冷却水经供水管路上设有循环水泵、三通控制阀以及可选择性地切入或切出所述供水管路的进水冷却器，所述三通控制阀包括两个进水口和一个出水口，其中一个进水口与所述循环水泵的出水口连接，另一个进水口与补水管路连接，所述三通控制阀的出水口经管路分别与各所述换热器的进水口连接。

优选地，所述系统还包括控制系统，所述控制系统分别与各所述流量控制阀及所述三通控制阀电连接，用以根据设置于各换热器中的温度传感器采集到的信息控制各所述流量控制阀的开度，以及控制所述三通控制阀中两个进水口的开闭。

优选地，所述循环冷却水的供水管路上设有水处理器，用以对进入各所述换热器的冷却水进行软化和净化处理。

优选地，所述二次换热器包括至少一个供热换热器，其冷流体侧通入供热回水，热流体侧为由所述热水储箱供应的热水，所述供热回水升温后进入供热用户。

优选地，所述二次换热器还包括至少一个生活热水换热器，其冷流体侧通入生活用水，热流体侧为由所述热水储箱供应的热水。

优选地，所述二次换热器还包括至少一个饮用沸水换热器，其冷流体侧通入饮用水，热流体侧为由所述热水储箱供应的热水。

优选地，所述压缩机组由驱动电机带动。

优选地，仅第一级压缩机连接的换热器，其压缩气体所加热的循环冷却水通入所述热水储箱。

优选地，所述压缩机组为活塞式、轴流式、离心式、螺杆式或混合式压缩机，级数至少为一级。

优选地，所述换热器为是板式、管壳式或板翅式换热器，至少包括一级，其进水是经过水处理器处理后的软化水，各换热器中至少有一级的出口连接热水储箱，并可有更多级的出口连接热水储箱。

优选地，所述二次换热器组至少包括一个换热器，用于将压缩机间冷热回收用于供热、生产生活热水或生产饮用沸水。