[实用新型]一种基于可再生能源的微型燃气轮机联合循环系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳热能、生物质能等可再生能源利用技术。 

背景技术

分布式能源系统（DES，Distributed Energy Sources）是一种建立在“温度对口，能量梯级利用”概念上，将制冷、供热及发电过程一体化的多联产总能系统，它将供能系统以小规模、分散式的方式布置在用户附近，可独立为用户提供能量也可与大电网相连协同工作，具有可靠性好、能量利用率高、对环境影响小的特点。因此，相比于其他供能系统，分布式能源系统更适合于可再生能源的开发利用，具有更高的经济效益和社会效益。常规的分布式能源系统一般包括动力装置发电和余热高效利用两个环节。 

目前，市场上的分布式能源系统通常会采用锅炉汽轮机、燃气轮机、内燃机、微型燃气轮机和燃料电池等动力装置作为动力源，而这些系统在可用燃料、功率范围、发电效率等方面均存在着明显的差异。通过对比可以看出，微型燃气轮机（Microturbine）凭借其自身具备的低燃料消耗率、燃料适用范围广、容量小、低排放、初投资少等特点，相比于其他动力装置更适用于分布式能源系统。如果再引入有机朗肯循环(ORC，Organic Rankine Cycle)作为微型燃气轮机的余热利用环节，便可以实现系统效率的显著提升了。 

经文献检索发现，中国发明专利名称为：基于有机朗肯循环的发动机废热回收系统，申请号为：200910115491.3，该专利公开了一种基于有机朗肯循环的发动机废热回收系统。系统包括了多个换热器单元及能量转换装置以及相应的管路和阀门。该专利提出的废热回收系统比现有的废热回收系统的能量回收效率更高，而且整个系统的运行更为平稳，结构布置更为紧凑。 

中国发明专利名称为：基于有机朗肯循环的船用柴油发电机组废气余热发电系统，申请号为：201210265249.6，该专利公开了一种基于有机朗肯循环的船用柴油发电机组废气余热发电系统，包括了废气锅炉、有机工质膨胀机、减速器、交流发电机、回热器、冷凝器、有机工质增压泵和安装在废气锅炉里的蒸发器。该专利将有机朗肯循环作为了船用柴油发电机组的余热利用环节，从而实现了船用柴油发电机组废气余热的高效回收，提高了系统的发电效率。 

中国发明专利名称为：一种基于有机朗肯循环的锅炉烟气余热利用系统，申请号为：201210115541.X，该专利公开了一种基于有机朗肯循环的锅炉烟气余热利用系统。系统由烟气流量、有机工质流量以及空气流量三个控制子系统组成。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于可再生能源的微型燃气轮机联合循环系统。 

本实用新型是一种基于可再生能源的微型燃气轮机联合循环系统，由太阳能沼气生产子系统A、微燃机沼气发电子系统B和废气余热利用子系统C组成，三个子系统通过管道连接，组成联合循环系统，其特征在于太阳能沼气生产环节子系统A由太阳能集热器1、储热水箱2、恒温沼气池3、储气罐4组成，太阳能集热器1通过管道与储热水箱2相连通，储热水箱2与恒温沼气池3中的加热器相连，之间的管路上安装有第一阀V1、第一泵P1，加热器出口则通过第二阀V5或回热器13进入第二泵P3，与太阳能集热器1相连；恒温沼气池3的顶端与储气罐4相连，之间管路上装有第二阀V2，恒温沼气池3的底端与微藻培养池14相连通；微燃机沼气发电子系统B包括微型燃气轮机及同轴的发电机组，微型燃气轮机由压气机5、燃烧室6、燃气透平及其发电机组7及回热器8组成，其中压气机5通过回热器8与燃烧室6的下端相连，储气罐4通过第三阀V3与燃烧室6的下端相连，燃烧室6的顶端与燃气透平及其发电机组7相连，燃气透平7的出口与回热器8相连；废气余热利用环节子系统C包括蒸发换热器9、蒸汽轮机及同轴发电机组10、冷凝器11、储液罐12以及溶液泵-第三泵P2，蒸发换热器9通过与微燃机中的回热器8的出口相连进行换热，蒸发换热器9顶端的出口通过第四阀V4与蒸汽轮机及同轴发电机组10相连，蒸汽轮机10与冷凝器11相连，冷凝器11与储液罐12相连，储液罐12则与蒸发换热器9的顶端入口相连，之间管路上安装有第三泵P2。