分布式能源电站系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921897902.4 (22)申请日 2019.11.05 (73)专利权人 华润电力郑州航空港智慧能源有 限公司 地址 450000 河南省郑州市郑州航空港区 四港联动大道西侧2号金融广场5层 5003号 (72)发明人 赵后昌王勇刚李本广陈剑 张玉杰司宏光杜军林马瑞 赵占伟赵永韬杜威马少帅 袁中羊刘垒许欣然郭燕杰 王永涛 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 尹君君 (51)Int.Cl. F02C 6/00(2006.01) F0。

2、1D 15/10(2006.01) F01K 11/02(2006.01) F01K 17/02(2006.01) F24D 1/08(2006.01) F24D 19/10(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种分布式能源电站系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种分布式能源电站系 统， 包括多个燃气轮机发电机组和多个与燃气轮 机发电机组连接的余热锅炉； 全部余热锅炉的高 压蒸汽出汽口均通过高压联络母管连接于背压 机； 全部余热锅炉的低压蒸汽出汽口均与低压联 络母管的进汽端连接； 低压联络母管的第一出汽 端通过低压阀门连接于纯凝机； 低压联络。

3、母管的 第二出汽端通过供热阀门连接于供热管道； 背压 机的排汽口通过排汽口阀门连接于低压联络母 管的进汽端。 该系统能够实现电站主机的多种配 套选型， 提供多种对外供能方式， 任一对外供能 方式均可以在优先保证其供热供电调峰工况下， 同时保证燃气轮机发电机组、 余热锅炉、 背压机 和纯凝机始终在经济负荷安全稳定运行， 实现能 源阶梯利用的最大化。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 210738682 U 2020.06.12 CN 210738682 U 1.一种分布式能源电站系统， 包括多个燃气轮机发电机组(10)和多个与所述燃气轮机 发电机组(10)连接的余热锅炉(1)， 其特征。

4、在于， 全部所述余热锅炉(1)的高压蒸汽出汽口 均通过高压联络母管(2)连接于背压机(3)； 全部所述余热锅炉(1)的低压蒸汽出汽口均与 低压联络母管(4)的进汽端连接； 所述低压联络母管(4)的第一出汽端通过低压阀门(51)连接于纯凝机(5)； 所述低压联 络母管(4)的第二出汽端通过供热阀门(61)连接于供热管道(6)； 所述背压机(3)的排汽口 通过排汽口阀门(33)连接于所述低压联络母管(4)的进汽端。 2.根据权利要求1所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 任一所述高压蒸汽出汽口 与所述低压联络母管(4)间设有用以当所述背压机(3)退出运行时自动联开的联动阀门 (21)。 3.根。

5、据权利要求2所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 所述低压联络母管(4)的 第三出汽端连接有凝汽器(7)， 所述第三出汽端与所述凝汽器(7)之间设有自动调节以实现 减温减压的低旁减温减压阀(41)； 任一所述联动阀门(21)与所述低压联络母管(4)之间设有用以当所述背压机(3)退出 运行时自动调节以实现减温减压的高旁减温减压阀(22)。 4.根据权利要求3所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 全部所述联动阀门(21)包 括多个分别设置于任一所述高压蒸汽出汽口与所述高旁减温减压阀(22)之间的第一联动 阀门和一个设置于所述高旁减温减压阀(22)与所述低压联络母管(4)之间的第二联动阀 门。

6、。 5.根据权利要求1至4任一项所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 任一所述高压 蒸汽出汽口与所述高压联络母管(2)之间、 任一所述低压蒸汽出汽口与所述低压联络母管 (4)之间均设有控制阀(8)。 6.根据权利要求5所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 任一所述高压蒸汽出汽口 与所述高压联络母管(2)之间设置两个串联的所述控制阀(8)。 7.根据权利要求5所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 所述高压联络母管(2)与所述背压机(3)之间串联设置有背压机主汽阀(31)和背压机 调节阀(32)； 所述低压联络母管(4)与所述纯凝机(5)之间串联设置有纯凝机主汽阀(52)和纯凝机 调节。

7、阀(53)。 8.根据权利要求5所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 所述燃气轮机发电机组 (10)和所述余热锅炉(1)均设置为两台， 且一台所述燃气轮机发电机组(10)对应一台所述 余热锅炉(1)。 9.根据权利要求5所述的分布式能源电站系统， 其特征在于， 所述纯凝机(5)连接有用 以当热网负荷需求增加时降低所述纯凝机(5)的发电功率、 当热网负荷需求减少时提高所 述纯凝机(5)的发电功率的纯凝机控制部。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210738682 U 2 一种分布式能源电站系统 技术领域 0001 本实用新型涉及能源领域， 尤其涉及一种分布式能源电站系统。 背景技术 000。

8、2 现有的燃气蒸汽联合循环冷、 热、 电联产机组， 一台燃气轮机对应配置一台余热锅 炉， 一台余热锅炉对应配置一台汽轮机， 燃气轮机、 余热锅炉、 汽轮机的匹配单一， 未实现能 源综合利用率的最大化， 且难以满足调节灵活和长期安全可靠的要求。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的是提供一种分布式能源电站系统， 能够提供多重能源供应方 式， 保证各个设备在经济负荷安全稳定运行的前提下， 实现能源阶梯利用的最大化。 0004 为实现上述目的， 本实用新型提供一种分布式能源电站系统， 包括多个燃气轮机 发电机组和多个与所述燃气轮机发电机组连接的余热锅炉； 全部所述余热锅炉的高压蒸汽 出汽口均通过。

9、高压联络母管连接于背压机； 全部所述余热锅炉的低压蒸汽出汽口均与低压 联络母管的进汽端连接； 0005 所述低压联络母管的第一出汽端通过低压阀门连接于纯凝机； 所述低压联络母管 的第二出汽端通过供热阀门连接于供热管道； 所述背压机的排汽口通过排汽口阀门连接于 所述低压联络母管的进汽端。 0006 优选地， 任一所述高压蒸汽出汽口与所述低压联络母管间设有用以当所述背压机 退出运行时自动联开的联动阀门。 0007 优选地， 所述低压联络母管的第三出汽端连接有凝汽器， 所述第三出汽端与所述 凝汽器之间设有自动调节以实现减温减压的低旁减温减压阀； 0008 任一所述联动阀门与所述低压联络母管之间设有用。

10、以当所述背压机退出运行时 自动调节以实现减温减压的高旁减温减压阀。 0009 优选地， 全部所述联动阀门包括多个分别设置于任一所述高压蒸汽出汽口与所述 高旁减温减压阀之间的第一联动阀门和一个设置于所述高旁减温减压阀与所述低压联络 母管之间的第二联动阀门。 0010 优选地， 任一所述高压蒸汽出汽口与所述高压联络母管之间、 任一所述低压蒸汽 出汽口与所述低压联络母管之间均设有控制阀。 0011 优选地， 任一所述高压蒸汽出汽口与所述高压联络母管之间设置两个串联的所述 控制阀。 0012 优选地， 所述高压联络母管与所述背压机之间串联设置有背压机主汽阀和背压机 调节阀； 0013 所述低压联络母管。

11、与所述纯凝机之间串联设置有纯凝机主汽阀和纯凝机调节阀。 0014 优选地， 所述余热锅炉设置为两台。 0015 优选地， 所述燃气轮机发电机组和所述余热锅炉均设置为两台， 且一台所述燃气 说明书 1/5 页 3 CN 210738682 U 3 轮机发电机组对应一台所述余热锅炉。 0016 优选地， 所述纯凝机连接有用以当热网负荷需求增加时降低所述纯凝机的发电功 率、 当热网负荷需求减少时提高所述纯凝机的发电功率的纯凝机控制部。 0017 相对于上述背景技术， 本实用新型所提供的分布式能源电站系统包括多个燃气轮 机发电机组、 多个余热锅炉、 背压机和纯凝机。 0018 燃气在燃气轮机发电机组内。

12、做功发电后， 燃气轮机发电机组生成的余热通过烟道 进入余热锅炉产生高压蒸汽和低压蒸汽。 全部余热锅炉的高压蒸汽通过高压联络母管通入 背压机内， 全部余热锅炉的低压蒸汽通入低压联络母管内； 背压机的排汽口与低压联络母 管之间设有排汽口阀门， 高压蒸汽经背压机做工后通入低压联络母管内。 0019 低压联络母管设有第一出汽端和第二出汽端， 第一出汽端通过低压阀门连接于纯 凝机， 第二出汽端通过供热阀门连接于供热管道。 0020 该分布式能源电站系统能够通过调整高压联络母管、 低压联络母管以其连接设备 的连通状态， 提供多种电站主体的配套选型方案， 进而提供多种对外供能方式。 0021 当该分布式能源。

13、电站系统处于供电调峰工况时， 供热阀门关闭； 全部余热锅炉的 高压蒸汽进入背压机做功发电； 背压机排出的蒸汽通过排汽口阀门进入低压联络母管， 全 部余热锅炉的低压蒸汽进入低压联络母管， 前述两路蒸汽混合后进入纯凝机做功发电。 0022 当该分布式能源电站系统处于供热调峰工况时， 低压阀门关闭， 排汽口阀门开启， 供热阀门打开； 全部余热锅炉的高压蒸汽进入背压机做功发电； 背压机排出的蒸汽进入低 压联络母管， 全部余热锅炉的低压蒸汽也进入低压联络母管， 低压联络母管内的混合蒸汽 通过供热阀门进入供热管道， 达到对外供热顶峰。 0023 当该分布式能源电站系统处于热电联供灵活调峰工况时， 低压阀门。

14、和供热阀门均 保持一定开度， 排汽口阀门33全开； 全部余热锅炉的高压蒸汽进入背压机做功； 背压机排出 的蒸汽进入低压联络母管， 全部余热锅炉的低压蒸汽也进入低压联络母管， 低压联络母管 内的混合蒸汽一部分通过低压阀门进入纯凝机做功发电， 另一部分通过供热阀门对外供 热。 0024 上述任何一种对外供能方式均可以在优先保证其供热供电调峰工况下， 同时保证 余热锅炉、 背压机和纯凝机始终在经济负荷安全稳定运行， 实现能源阶梯利用的最大化。 附图说明 0025 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下。

15、面描述中的附图仅仅 是本实用新型的实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还 可以根据提供的附图获得其他的附图。 0026 图1为本实用新型实施例所提供的第一种分布式能源电站系统的结构示意图； 0027 图2为本实用新型实施例所提供的第二种分布式能源电站系统的原则性热力系统 图。 0028 其中， 1-余热锅炉、 2-高压联络母管、 21-联动阀门、 22-高旁减温减压阀、 3-背压 机、 31-背压机主汽阀、 32-背压机调节阀、 33-排汽口阀门、 4-低压联络母管、 41-低旁减温减 压阀、 5-纯凝机、 51-低压阀门、 52-纯凝机主汽阀、 53-纯凝机。

16、调节阀、 6-供热管道、 61-供热 说明书 2/5 页 4 CN 210738682 U 4 阀门、 7-凝汽器、 8-控制阀、 9-减温水入口、 10-燃气轮机发电机组。 具体实施方式 0029 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0030 为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案， 下面结合附图和具体 实施方式对本。

17、实用新型作进一步的详细说明。 0031 请参考图1和图2， 图1为本实用新型实施例所提供的第一种分布式能源电站系统 的结构示意图； 图2为本实用新型实施例所提供的第二种分布式能源电站系统的原则性热 力系统图。 0032 本实用新型提供一种分布式能源电站系统， 包括多个燃气轮机发电机组10、 多个 余热锅炉1、 背压机3和纯凝机5； 全部余热锅炉1的高压蒸汽出汽口均通过高压联络母管2与 背压机3连通， 全部余热锅炉1的低压蒸汽出汽口均通过低压联络母管4与纯凝机5连通。 0033 燃气轮机发电机组10的数目可与余热锅炉1的数目相等。 一台燃气轮机发电机组 10对应连接一台余热锅炉1， 燃气在燃气轮。

18、机发电机组10内做功发电后， 燃气轮机发电机组 10生成的余热通过烟道进入余热锅炉1产生蒸汽(包括高压蒸汽和低压蒸汽)。 0034 背压机3的排汽口通过排汽口阀门33连接于低压联络母管4， 高压蒸汽进入背压机 3内做功， 用于向用户供电， 做功后排出的蒸汽进入低压联络母管4， 进而与全部余热锅炉1 的低压蒸汽混合。 0035 低压联络母管4设有第一出汽端和第二出汽端； 第一出汽端与纯凝机5连通， 且第 一出汽端与纯凝机5连接设有低压阀门51， 当低压阀门51打开时， 低压联络母管4内的混合 蒸汽进入纯凝机5内做功， 用于向用户供电； 第二出汽端与供热管道6连通， 且第二出汽端与 供热管道6连接。

19、设有供热阀门61， 当供热阀门61打开时， 低压联络母管4内的混合蒸汽进入 供热管道6， 用于向用户供热。 0036 正常工作状态下， 该分布式能源电站系统包括三种工况： 一、 供电调峰工况； 二、 供 热调峰工况； 三、 热电联供灵活调峰工况。 0037 针对供电调峰工况， 该分布式能源电站系统的供热阀门61关闭， 高压联络母管2、 低压联络母管4、 低压阀门51和排汽口阀门33均处于连通状态。 全部余热锅炉1的高压蒸汽 经由高压联络母管2进入背压机3做功发电， 背压机3排出的蒸汽通过排汽口阀门33进入低 压联络母管4， 全部余热锅炉1的低压蒸汽同样进入低压联络母管4， 前述两路蒸汽混合后进。

20、 入纯凝机5做功发电。 0038 针对供热调峰工况， 该分布式能源电站系统的低压阀门51关闭， 排汽口阀门33开 启， 高压联络母管2、 低压联络母管4和供热阀门61均处于连通状态。 全部余热锅炉1的高压 蒸汽进入背压机3做功发电； 背压机3排出的蒸汽进入低压联络母管4， 全部余热锅炉1的低 压蒸汽也进入低压联络母管4， 前述两路蒸汽混合后通过供热阀门61进入供热管道6， 达到 对外供热顶峰。 0039 针对热电联供灵活调峰工况， 该分布式能源电站系统的低压阀门51和供热阀门61 说明书 3/5 页 5 CN 210738682 U 5 均保持一定开度， 排汽口阀门33全开； 全部余热锅炉1的。

21、高压蒸汽进入背压机3做功； 背压机 3排出的蒸汽进入低压联络母管4， 全部余热锅炉1的低压蒸汽也进入低压联络母管4， 前述 两路蒸汽混合后一部分通过低压阀门51进入纯凝机5做功发电， 另一部分通过供热阀门61 进入供热管道6对外供热。 根据热电联供的具体需求调整低压阀门51和供热阀门61中一者 或多者的开度， 从而调节纯凝机5的发电情况以及供热管道6的供热情况。 0040 综上， 上述分布式能源电站系统通过调节各个阀门的状态以及背压机3、 纯凝机5 和供热管道6的状态实现多种供能方式， 任何一种对外供能方式均可以在优先保证其各自 供热供电调峰工况下， 同时保证余热锅炉1、 背压机3和纯凝机5始。

22、终在经济负荷安全稳定运 行， 实现能源阶梯利用的最大化。 0041 下面结合附图和实施方式， 对本实用新型所提供的分布式能源电站系统做更进一 步的说明。 0042 为了提高该分布式能源电站系统的可靠性， 上述分布式能源电站系统还包括设置 于任一高压蒸汽出汽口与低压联络母管4之间的联动阀门21。 0043 当背压机3因故障或其他原因退出运行时， 联动阀门21自动接通， 从而使全部余热 锅炉1内的高压蒸汽进入低压联络母管4， 用于纯凝机5做功发电和/或供热管道6供热。 通 常， 余热锅炉1内的高压蒸汽进入低压联络母管4之前还需要减温减压。 针对前述减温减压 的相关设备和操作均可参照现有技术。 00。

23、44 如图2所示， 供热管道6还设置有用于通入减温水的减温水入口9， 从而调节供热管 道6内的蒸汽温度。 0045 上述分布式能源电站系统能够有效应对背压机3或纯凝机5的特殊工作状态， 提高 该系统调节的灵活性、 安全性和稳定性。 0046 为了更好的技术效果， 在上述实施例的基础上， 低压联络母管4的第三出汽端通过 低旁减温减压阀41与凝汽器7连接； 任一联动阀门21与低压联络母管4之间设有高旁减温减 压阀22。 其中， 凝汽器7也连接于纯凝机5的排汽口。 0047 当背压机3退出运行后联动阀门21接通高压蒸汽出汽口与低压联络母管4， 此时， 高旁减温减压阀22能够自动调节进入低压联络母管4。

24、内的高压蒸汽的蒸汽压力和蒸汽温 度， 以使经低压联络母管4进入纯凝机5的蒸汽实现纯凝机5的正常做功发电， 和/或经低压 联络母管4进入供热管道6的蒸汽正常运输。 0048 在上述过程中， 凝汽器7主要用于回收纯凝机5运行时的排汽， 同样， 低压联络母管 4内的一小部分蒸汽也能够进入凝汽器7内， 低旁减温减压阀41能够自动调节进入凝汽器7 内的蒸汽压力和蒸汽温度， 确保凝汽器7安全运行。 0049 进一步的， 联动阀门21包括多个第一联动阀门和一个第二联动阀门； 多个第一联 动阀门分别设置于任一高压蒸汽出汽口与高旁减温减压阀22之间， 第二联动阀门设置于高 旁减温减压阀22与低压联络母管4之间。。

25、 举例来说， 余热锅炉1设置为两个， 则两个余热锅炉 1各自的高压蒸汽出汽口均与低压联络母管4连接， 任意一个高压蒸汽出汽口处的管道设置 一个第一联动阀门， 两个管道汇合后与低压联络母管4连接， 汇合后的管道设置有高旁减温 减压阀22和第二联动阀门。 0050 本申请所提供的分布式能源电站系统的任一高压蒸汽出汽口与高压联络母管2之 间设有控制阀8， 用于接通和断开余热锅炉1的高压蒸汽出汽口与高压联络母管2。 同理， 任 说明书 4/5 页 6 CN 210738682 U 6 一低压蒸汽出汽口与低压联络母管4之间均设有控制阀8， 用于接通和断开余热锅炉1的低 压蒸汽出汽口与低压联络母管4。 0。

26、051 示例性的， 任一高压蒸汽出汽口与高压联络母管2的控制阀8设置两个， 且两个控 制阀8串联， 从而提高操作安全性和可靠性。 0052 本申请所提供的分布式能源电站系统的高压联络母管2与背压机3之间还设有背 压机主汽阀31和背压机调节阀32。 背压机主汽阀31和背压机调节阀32串联， 通常， 背压机主 汽阀31设置于靠近高压联络母管2的一侧， 背压机调节阀32设置于靠近背压机3的一侧。 0053 相应的， 低压联络母管4与纯凝机5之间还设有纯凝机主汽阀52和纯凝机调节阀 53。 纯凝机主汽阀52和纯凝机调节阀53串联， 通常， 纯凝机主汽阀52设置于靠近低压联络母 管4的一侧， 纯凝机调节。

27、阀53设置于靠近纯凝机5的一侧。 0054 背压机主汽阀31和背压机调节阀32用于调节背压机3的发电功率， 纯凝机主汽阀 52和纯凝机调节阀53用于调节纯凝机5的发电功率， 从而在热电联供灵活调峰工况下灵活 调整该分布式能源电站系统。 0055 本实用新型所提供的分布式能源电站系统的余热锅炉1可设置为两台， 两台余热 锅炉1的高压蒸汽出汽口均通过高压联络母管2连接于背压机3， 两台余热锅炉1的低压蒸汽 出汽口均通过低压联络母管4连接于纯凝机5和供热管道6。 相应地， 燃气轮机发电机组10也 可设置为两台， 两台燃气轮机发电机组10分别对应于两台余热锅炉1。 0056 为了方便调节， 本实用新型。

28、所提供的分布式能源电站系统还设有纯凝机控制部， 纯凝机控制部与纯凝机5连接， 用于调节纯凝机5的发电功率。 具体的， 当热网负荷需求增加 时， 纯凝机控制部降低纯凝机5的发电功率； 当热网负荷需求减少时， 纯凝机控制部增加纯 凝机5的发电功率。 0057 以上对本实用新型所提供的分布式能源电站系统进行了详细介绍。 本文中应用了 具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理 解本实用新型的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不 脱离本实用新型原理的前提下， 还可以对本实用新型进行若干改进和修饰， 这些改进和修 饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。 说明书 5/5 页 7 CN 210738682 U 7 图1 说明书附图 1/2 页 8 CN 210738682 U 8 图2 说明书附图 2/2 页 9 CN 210738682 U 9 。