[发明专利]基于隔压站的天然气补能分级利用系统及调节方法

说明书

本发明公开了一种基于隔压站的天然气补能分级利用系统及调节方法，属于供热设备技术领域，天然气补能分级利用系统包括设于隔压站的热网循环水泵、首站热网加热器、热泵和余热锅炉，一次网供水经热源供水管路经首站热网加热器及热泵两级放热后通过热源回水管路返回；用户回水一部分经首站热网加热器及热网循环水泵至用户端、另一部分经热泵及余热锅炉加热后进入用户端；余热锅炉由燃气轮机加热。本发明通过燃气轮机燃烧天然气，对余热锅炉内热网回水进行热交换，利用天然气对回收部分余热补充供热，减少了一次网输送的热量，实现了天然气高品位能源的分级利用，根据天然气的投入量，替代部分一次网供热量，优化了系统的供热能耗。

技术领域

本发明属于供热设备技术领域，尤其涉及一种基于隔压站的天然气补能分级利用系统及调节方法。

背景技术

近些年来随着我国集中供热事业的飞速发展，同时为了满足节能减排的需求，新建的热源离供热区域越来越远，供热半径越来越大，隔压站的应用也越来越多。当前的隔压站中主要采用板换和热网循环水泵，将一次网的热能传递到二次网侧，其中部分隔压站为了配合热源端的余热利用，通过在隔压站内增加热泵，以降低一次网回水温度， 热泵形式包括水源式、压缩式、吸收式等主要形式。

隔压站是城市采暖系统中实现热源与用户侧换热功能的地方，承担着隔绝一次网和二次网水压、一次网和二次网热量转换、为二次网水流提供循环动力等的职能。目前一二次网压差大的热网供暖普遍采用此种方式，并且经过多年的发展，隔压站实现了无人值守、智能控制等多种模式。但是，现有隔压站并不能提供额外的供热能力，供热参数完全依靠一次网条件，供热能耗也完全依赖于一次网，不能对二次网进行供热调整。

发明内容

本发明提供一种基于隔压站的天然气补能分级利用系统及调节方法，旨在解决现有技术中隔压站无法提供额外供热能力、供热系统能耗较大、供热调整灵活性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于隔压站的天然气补能分级利用系统，包括设置于隔压站的热网循环水泵、首站热网加热器、热泵和余热锅炉，一次网供水经热源供水管路经首站热网加热器及热泵两级放热后通过热源回水管路返回；用户回水一部分经首站热网加热器及热网循环水泵至用户端、另一部分经热泵及余热锅炉加热后进入用户端；所述余热锅炉由燃气轮机加热。

优选的，还包括发电机，所述发电机的输入轴与燃气轮机的输出轴同轴固定；所述发电机为热泵及热网循环水泵提供电源。

优选的，所述燃气轮机设有空气入口管路及天然气入口管路，所述燃气轮机的天然气入口路管上设有燃气增压装置。

优选的，所述用户回水管路依次经首站热网加热器、热网循环水泵、热网加热器供水管路与用户供水管路连通；所述用户回水管路上设有与热泵相连的分支回水管路，所述热泵出水经热泵供水管路进入余热锅炉，所述余热锅炉出水经余热锅炉供水管路与用户供水管路相连。

一种基于隔压站的天然气补能分级利用系统调节方法，包括以下步骤：

S100：首先设定一次网回水降低温度为Δt；

S200：当实际一次网回水温差小于Δt时，投运分支回水管路、热泵供水管路及余热锅炉供水管路，并计算燃气轮机的天然气投运量，进入步骤S300，

当实际一次网回水温差不小于Δt时，返回步骤S100；

S300：启动热泵、燃气轮机及余热锅炉并投入运行；

S400：根据需要调整分支回水管路、热泵供水管路及余热锅炉供水管路的管路循环流量。

优选的，所述天然气补能分级系统调节公式如下：

一次网余热回收量与一次网的热网循环水量及一次网回水降低温度的关系式：

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