冷热电三联供系统提高燃气内燃机余热利用率的途径

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1、冷热电三联供系统提高燃气内燃机余热利用率的途径冯继蓓高峻杨杰北京市煤气热力工程设计院有限公司摘要：燃气内燃机发电余热的形式多，余热利用系统比较复杂。在实际工程设计中，根据用户冷热负荷的用途和参数要求，可以采取不同的技术方案，提高发电余热的利用率，进一步提高系统的能源综合利用率。关键词：冷热电三联供燃气内燃机余热利用在冷热电三联供系统中，燃料通常使用天然气等清洁能源，燃料首先进入发动机产生动力用来驱动发电机产生电力，然后利用发动机排出的余热供热和制冷。燃料输入的能量经过梯级利用，提高了燃料的综合利用率和利用价值。发挥冷热电

2、三联供系统的优势，发电余热的综合利用是系统设计的关键，必须综合考虑各个方面的要求，才能取得经济效益。在燃气冷热电三联供技术工程应用方面，我院是北京市最早也是承担项目最多的设计单位，已完成了大量方案设计、可行性研究和工程设计。燃气内燃机是小型冷热电三联供项目最常用的设备，燃气内燃机余热利用方式灵活多样，以下简单介绍我们这几年在工程设计中采用的技术方案及节能措施。1燃气内燃机的特点燃气冷热电三联供系统经常采用的发电设备有燃气轮机和内燃机。燃气轮机的余热形式主要是烟气，余热利用系统较简单；燃气内燃机的余热形式除烟气外，还有较大

3、量的冷却水，余热利用系统较复杂。燃气内燃机的余热有以下几种形式：1)烟气：-般发动机排气温度在400℃以上。2)缸套冷却水：一般内燃机缸套水温度在80℃至120℃之间，。．3)润滑油冷却水和中冷器冷却水：水温较低、热量较少。2燃气内燃机主要余热利用方式燃气内燃机发电余热的形式多样，其中烟气和缸套水热量较大，是余热利用系统需要考虑的主要部分。三联供系统制冷主设备一般为溴化锂吸收式冷温水机，目前工程中应用的形式有烟气型、热水型、烟气／热水型溴化锂吸收式冷温水机；供热主设备为溴化锂吸收式冷温水机、烟气及热水换热器等。一472—

4、在制冷工况，内燃机余热烟气进入吸收式冷温水机高压发生器，缸套水进入低压发生器。溴化锂吸收式冷温水机高压发生器烟气出口温度一般为170℃，低压发生器热水出口温度不低于80℃。在供热工况，内燃机余热烟气进入吸收式冷温水机高压发生器，缸套水进人低压发生器或热水换热器。冷温水机烟气出口温度一般不低于130℃，热水出口温度不低于50℃。燃气内燃机排气的背压较高，在一级常规余热利用设备后还有条件再安装第二级余热利用设备，进一步降低排烟温度，利用较低品位的热量。3进一步利用余热的途径3．1烟气余热烟气的热量包括两部分，即显热和潜热。烟

5、气显热可通过降低烟气温度的方式利用，但吸收式冷温水机因工艺要求烟气出口温度不宜太低，烟气热量不能全部回收。天然气的主要成分为甲烷，燃烧后排出的烟气中含有大量水蒸汽，因为温度过低会造成烟气冷凝腐蚀设备，所以系统主要设备的排烟温度必须高于烟气的露点温度，烟气中这部分水蒸汽含有大量潜热，有效利用在经济上也是很有价值的。1)制冷在溴化锂吸收式冷温水机高压发生器烟气出口设置烟气换热器，加热进入低压发生器的缸套水，增加机组吸收制冷量，进一步降低烟气出口温度，回收一部分烟气显热。2)供应生活热水对有生活热水需求的用户，在溴化锂吸收式冷

6、温水机高压发生器烟气出口设置烟气冷凝器，加热生活热水，因给水温度较低，可回收烟气中的大量冷凝潜热。3)供应采暖热水对没有生活热水需求的用户，在烟气冷凝器侧可设置热泵，烟气冷凝放出的热量作为热泵的低温热源，产生的高温水供应采暖系统使用。热泵的形式可以选用压缩式热泵或吸收式热泵，吸收式热泵可以用燃气内燃机排出的高温烟气驱动，也可以天然气直接燃烧驱动。3．2低温水余热燃气内燃机的低温冷却水主要是中冷器冷却水，水温一般低于50℃，一般工程都是设风冷式散热器将热量排掉。虽然这部分热量较少，利用价值不高，但设置风冷式散热器长期运转，

7、产生的噪音影响周围环境。1)采暖因为中冷器冷却水温度低，不可能用于热水采暖系统，但可以用于热风采暖，冬季利用低温水余热。2)预热生活热水因为水温低、热量少，仅由中冷器冷却水加热生活热水很难满足使用要求，可以用中冷器冷却水预热冷水，再用缸套水、烟气或锅炉加热至要求温度。4小结能源综合利用率是评价冷热电三联供系统的重要指标，提高发电余热的利用率，才一473—能进一步提高系统的能源综合利用率。由于用户的负荷性质和系统设置各不相同，我们在燃气冷热电三联供系统的实际工程设计中，根据用户冷热负荷的用途、参数要求，结合场地条件、自动化

8、水平、用户管理经验及投资等情况，在技术经济比较的基础上，分别采取适用的技术方案，收到了较好的效果。一474—冷热电三联供系统提高燃气内燃机余热利用率的途径作者：冯继蓓，高峻，杨杰作者单位：北京市煤气热力工程设计院有限公司本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_658