[发明专利]一种燃气发动机能量回收系统及设计匹配优化方法

说明书

本申请涉及能量回收综合利用技术领域，具体涉及一种燃气发动机能量回收系统及设计匹配优化方法，设计匹配优化方法包括步骤1：搭建系统能量平衡框架建立发电模块、制热模块及制冷采暖模块与燃气供应模块的能量平衡关系；步骤2：基于用户实际用能需求和季节时间特性建立控制策略；步骤3：建立发电模块、制热模块和制冷采暖模块能的量数据流向及计算流程；步骤4：建立系统效能和经济性评价标准；步骤5：基于步骤4，确定燃气发动机能量回收系统设计匹配优化方案；本申请依据系统效能和发动机废气余热利用率最大化，优化发电模块、制热模块和制冷采暖模块的关键设备性能参数，提升系统整体效能，为系统前期设计和设备选型提供数据支撑。

技术领域

本发明涉及能量回收综合利用技术领域，具体而言，涉及一种燃气发动机能量回收系统及设计匹配优化方法。

背景技术

随着环境和能源问题的日益突出，新能源和可再生能源利用技术发展越来越受到重视。推广可再生能源应用及创新应用形式，达到节能减排。

能源始终都是人类发展过程中一个重要的影响因素。尤其是近年来，能源危机成为遏制人类未来发展的一个瓶颈。因此，提高能源的利用率，减少能源浪费成为缓解能源危机的一个重要解决办法。

专利号：ZL201610873796.0，名称为一种应用于三联供区域供能系统的能效测试方法，其技术方案是对主要设备的热工运行参数进行的计算和能效测试，并建立系统性能评价模型。该技术方案存在以下缺陷：1.没有考虑系统前期设计、设备选型性能关键参数、负荷需求预测、运营风险评估及技术路线等问题，只是简单的对系统运行过程中主要设备的热工计算；2.没有基于季节变化和用户实际用能需求建立控制策略来提升整个系统的能效和经济性。该技术方案不利于提升系统的整体效能，系统的运行成本和环境成本较高，同时无法为系统前期设计和设备选型提供数据支撑。

发明内容

本发明针对现有技术缺陷，提出一种新型的燃气发动机能量回收系统及设计匹配优化方法，有利于提升系统整体效能，以及建立系统效能和经济性评价标准，依据系统效能和发动机废气余热利用率最大化，从提高制热量和制冷采暖量两方面综合考虑，能够确定发电模块、制热模块和制冷采暖模块的关键设备性能参数，为系统前期设计和设备选型提供数据支撑。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案提供了一种燃气发动机能量回收系统及设计匹配优化方法，所述燃气发动机能量回收系统包括燃气供应模块、发电模块、制冷采暖模块和制热模块；燃气供应模块通过管路和控制阀分别与发电模块、制冷采暖模块和制热模块连接，用于提供天然气；发电模块包括发电机、燃气发动机、和中冷器，燃气发动机与发电机连接，中冷器分别与燃气发动机的进回水口连接；制冷采暖模块包括热水补燃型溴化锂机、A阀和B阀，热水补燃型溴化锂机通过A阀和管路与燃气发动机排气口连接，A阀通过开启或闭合控制热水补燃型溴化锂机回收或阻断回收燃气发动机的排气余热，热水补燃型溴化锂机通过B阀和管路与中冷器出水口连接，B阀通过开启或闭合控制热水补燃型溴化锂机回收或阻断回收中冷器内的缸套水余热；制热模块包括补燃型余热锅炉、液-液换热器、C阀和D阀，补燃型余热锅炉通过C阀和管路与燃气发动机排气口连接，C阀通过开启或闭合控制控制补燃型余热锅炉回收或阻断回收燃气发动机的排气余热，液-液换热器通过D阀和管路与燃气发动机的出水口连接，D阀通过开启和闭合控制液-液换热器回收或阻断回收燃气发动机的缸套水余热，自来水储水管连接液-液换热器，液-液换热器的自来水出口与补燃型余热锅炉连接，所述燃气发动机能量回收系统的设计匹配优化方法包括以下步骤：

步骤1：搭建燃气发动机能量回收系统的能量平衡框架，根据系统能量守恒原则，建立发电模块、制热模块、制冷采暖模块和燃气供应模块的能量平衡关系，燃气发动机能量回收系统的能量平衡关系为燃气供应模块输出管总流量＝发电模块输入管总流量+制冷采暖模块输入管总流量+制热模块输入管总流量；