[发明专利]一种小型LNG分布式能源系统及工艺方法

权利要求书

1.一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：包括LNG储存及燃料供应系统、空气供给系统、燃料电池电堆和热回收系统，其中：

所述LNG储存及燃料供应系统包括LNG储罐、LNG增压泵、LNG气化器、BOG压缩机和天然气加热器，所述LNG储罐的液相出口依次与LNG增压泵、LNG气化器、天然气加热器、燃料电池电堆相连接，LNG储罐的气相经BOG压缩机增压后并在天然气加热器前汇入燃料气管道；

所述空气供给系统包括空气压缩机和空气预热器，原料空气由空气压缩机压缩后通过空气加热器加热到设定温度后送入燃料电池电堆参加反应；

所述燃料电池电堆包括燃料电池和AC/DC转换器，燃料电池电堆通过燃料气和空气的电化学反应产生直流电，并通过AC/DC转换器转换成交流用电后对外送出；

所述热回收系统包括尾气燃烧炉、蒸汽发生器和热水换热器，燃料电池电堆产生的燃料尾气和空气尾气在尾气燃烧炉中燃烧，产生的燃烧尾气分别通过蒸汽发生器、空气预热器和热水换热器进行逐级热能回收。

2.根据权利要求1所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：经过空气压缩机后的空气分为三股：第一股空气经过第一TV阀(17)调节流量后通过管道送至空气预热器，第二股空气经第二TV阀(18)与空气预热器出口的热空气混合后通过管道一起送至燃料电池电堆7的空气入口；第三股空气经过FV阀(21)的流量控制后通过管道送至尾气燃烧炉和燃料电池电堆产生的尾气一起燃烧。

3.根据权利要求2所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：燃料电池电堆产生的高温燃料尾气一部分通过第三TV阀(15)并用管道联接到天然气加热器，另一部分高温燃料尾气通过第四TV阀(16)后和天然气加热器产生的低温燃料尾气混合后通过管道联通到尾气燃烧炉；燃料电池电堆产生的高温空气尾气和来自空气经过FV阀(21)的新鲜空气混合后通过管道联通到尾气燃烧炉。

4.根据权利要求3所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：尾气燃烧炉产生的高温燃烧尾气通过管道连接到蒸汽发生器，换热降温后变成中温燃烧尾气通过管道连接至燃料电池电堆进行补热保温后排出成为中温燃烧尾气，然后通过管道连接到空气预热器进一步换热后成为低温燃烧尾气，再通过管道接入热水换热器，回收完热量后的燃烧尾气排放至大气。

5.根据权利要求1所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：所述增压泵的出口分一支线通过FV阀及管道连接回LNG储罐的液相回液口。

6.根据权利要求1所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：所述LNG储罐为真空粉末绝热罐或高真空缠绕绝热瓶；所述LNG增压泵为潜液泵或离心泵。

7.根据权利要求1所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：所述空气压缩机为螺杆压缩机或往复压缩机。

8.根据权利要求1所述的一种小型LNG分布式能源系统，其特征在于：所述燃料电池电堆为熔融碳酸盐燃料电池堆或固体氧化物燃料电池堆。