[发明专利]基于煤层气的多余热资源分布式能源系统

权利要求书

1.基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：该系统由低浓度煤层气联合循环发电系统、矿井乏风余热利用系统、矿井废水余热供热系统和冬季供暖夏季制冷及全年供热水系统组成。

2.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述低浓度煤层气联合循环发电系统由内燃机、热逆流催化氧化反应器、余热锅炉、蒸汽轮机和凝汽器装置组成，发电用燃料为9%-30%低瓦斯浓度煤层气。

3.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述低浓度煤层气联合循环发电系统中，热逆流氧化反应器排气同内燃机排气一起进入余热锅炉（两者温度相当），保障余热锅炉的产汽量，保障汽轮机发电机组在低负荷下的正常工作。

4.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述矿井乏风余热利用系统由矿井乏风热逆流催化氧化反应器和余热锅炉组成；热逆流催化氧化反应器回收矿井乏风中的低浓度甲烷热量，反应器自热氧化，其初始热量由内置的电加热器提供；系统设计了煤层气补调，当乏风中的甲烷浓度低于极限值而不足以使反应器自热氧化时，通过补入适量煤层气以提高乏风中的甲烷浓度，保障反应器自热操作，反应器排气温度为400-500℃。

5.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述冬季供暖夏季制冷及全年供热水系统由吸收式热泵2、烟气换热器和储热装置组成；吸收式热泵2冬季以来自烟气换热器的热水为低温热源，通过汽轮机抽汽驱动，为用户提供冬季所需的供暖负荷；吸收式热泵2夏季用于制冷，热量通过凉水塔散发到大气中。

6.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述冬季供暖夏季制冷及全年供热水系统是由汽轮机乏汽余热和内燃机缸套冷却水余热通过溴化锂吸收式热泵1利用，为用户提供一年四季的生活热水，热泵取代凉水塔。

7.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述冬季供暖夏季制冷及全年供热水系统中设置了烟气-水换热器，被加热水作为吸收式热泵2的低温热源，排烟温度可降至80℃以下，系统的能源利用效率显著提高。

8.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述冬季供暖夏季制冷及全年供热水系统设置了相变储热装置，将烟气的多余热量储存，当低温热源的热量不足时释放热量，保障供热供暖需求，废水处理器可看作具有储热能力的装置。

9.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：所述矿井废水余热供热系统由废水处理装置和水源热泵组成，为厂区提供生活热水。

10.如权利要求1所述的基于煤层气的多余热资源分布式能源系统，其特征在于：设置过热蒸汽旁路系统，过热蒸汽通过减温减压阀后作为热泵的驱动蒸汽，当发电系统故障或检修停机时，矿井乏风自热氧化反应器的反应物进入余热锅炉产生过热蒸汽，过热蒸汽经过旁路系统进入热泵，可保障用户的热负荷和冷负荷需求。