[发明专利]烟气热能梯级利用耦合海水淡化技术的冷热水电四联供系统

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化技术和分布式能源技术范畴，特别是涉及一种烟气热能梯级利用耦合海水淡化技术的冷热水电四联供系统。

背景技术

在能源供应日益紧缺的今天，合理利用能源、提高能源利用率已成为世界各国普遍关注的问题。冷热电三联供系统是实现能源梯级利用、提高一次能源利用率的重要技术手段，世界各国对冷热电等多联供技术的开发和利用方兴未艾。冷热电三联供系统中供热系统提供的热量主要来自动力系统的高温排气，通常使用余热锅炉或余热溴化锂吸收式机组回收热量。使用余热锅炉需要水处理设备，投资成本相对较大，使用余热溴化锂吸收式机组相对比较简单，同时可从环境中获得一部分热量供给用户，其能源利用率更高。常用的溴化锂吸收式机组分为单效和双效两种类型，双效溴化锂机组的性能系数和制冷量都大于单效溴化锂机组，但是双效溴化锂机组的高压发生器的发生温度要求较高，其排烟温度通常需控制在170～200℃之间，因此废热利用率比较低，为了提高废热利用率，应考虑进一步回收和利用排烟中的余热。双效溴化锂机组可以单独利用烟气作为热源进行驱动，也可以同时使用烟气、热水或水蒸汽作为复合热源进行驱动，复合热源驱动溴化锂机组的热力系数与单一烟气驱动溴化锂机组相比有略微降低，但其制冷量却明显增大，机组对低品位热能的综合利用率也明显提高。因此复合热源驱动的双效溴化锂机组在冷热电联供技术的发展中将占据越来越重要的地位。

与此同时，海水淡化是解决淡水资源短缺问题的有效战略途径，它是世界范围内涉及人类生存和社会发展的重大现实问题。目前海水淡化方法主要有蒸馏法和膜法。蒸馏法具有可利用低品位热源、装置生产能力大等优点, 是当前应用较为广泛的海水淡化技术。蒸馏法的加热方式一般都是用水蒸汽作为热源进行间接热交换，需要消耗大量饱和蒸汽，直接影响了海水淡化的成本。由于烟气余热具有数量大，分布广、能源品位高的特点，若采用烟气替代水蒸汽作为海水淡化的热源，将有利于降低海水淡化的成本。利用烟气余热的海水淡化技术开发是本发明申请人长期研究的课题，其核心内容已在此前申请的“新型高效海水淡化蒸发器” （专利授权号为ZL201110009250.8）专利中公开。但当时未考虑实际应用中的新型海水淡化装置与外部供热系统的耦合方式，以及水蒸汽的汽化潜热和热浓海水的余热回收利用等问题。

如能将海水淡化蒸发器和冷热电三联供系统进行耦合，利用冷热电三联供系统中的动力系统高温排气作为海水淡化蒸发器的驱动热源，利用海水淡化蒸发器的出口烟气及所产生水蒸汽的热能驱动复合热源型双效溴化锂机组工作，进一步回收溴化锂机组的排烟余热用来预热进料海水，则将使新耦合系统的能源利用率比冷热电三联供系统得到更进一步提高，同时可得到新的产品-淡水，新系统将更为经济节能。因此研究海水淡化蒸发器和冷热电三联供系统的耦合问题，提供新型的冷热水电四联供的分布式能源系统技术，具有非常广阔的市场应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟气余热回收利用率高、调节能力强、可适应不同工况下的运行烟气热能梯级利用耦合海水淡化技术的冷热水电四联供系统。

本发明的目的是通过下述的技术方案加以实现的： 

本发明是一种烟气热能梯级利用耦合海水淡化技术的冷热水电四联供系统，它包括燃气轮机发电机组、复合热源型双效溴化锂系统、海水淡化蒸发器、一级预热器、二级预热器、低位水箱、淡水管路、进料海水管道以及相关的水泵等。

所述的燃气轮机发电机组的排气出口通过管道与海水淡化蒸发器的烟气进口连接。

所述的复合热源型双效溴化锂系统包括溴化锂机组、热水泵、换热器一、热水负载、冷却塔、冷水泵、空调负载、换热器二以及相关的控制阀门等。所述的溴化锂机组的烟气出口通过管道曲折或盘旋地穿过二级预热器后排向环境，该溴化锂机组的凝结水出口通过管道连接低位水箱；溴化锂机组循环冷却水回路的冷却水出口经由热水泵后分成两条管路，一条管路上依次设有控制阀门一、换热器一、热水负载，另一条管路上依次设有控制阀门二、冷却塔；溴化锂机组循环冷媒水回路的冷媒水出口经由冷水泵后分成两条管路，一条管路上依次设有控制阀门三、空调负载，另一条管路上依次设有控制阀门四、换热器二。