專利名稱：天然氣聯合發電系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發電技術，特別是涉及一種天然氣聯合發電系統的技術。
背景技術：
天然氣發電機組是利用天然氣實現發電的設備，主要由天然氣發動機和發電機組成。天然氣發動機運行時，高壓天然氣通過減壓閥減壓后，從天然氣發動機的天然氣進氣口進入其內部的燃燒室燃燒作功，從而驅動其動力軸輸出動力帶動發電機發電，其燃燒室內燃燒后的廢氣則通過其廢氣排放口排出，由于天然氣發動機運行時會發熱，因此天然氣發動機內都設有兩套冷卻管路，其中一套冷卻管路用于冷卻天然氣發動機的各組成部件，另一套冷卻管路用于冷卻潤滑油。現有天然氣發電機組的缺陷在于利用減壓閥對高壓天然氣進行減壓會造成壓力能損失，而且天然氣發動機運行時產生的熱量不但沒有加以利用，還另需增加冷卻裝置進行冷卻，因此現有天然氣發電機組的能源利用率很差，其發電效率也相對較低。
實用新型內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能源利用率高的天然氣聯合發電系統。為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種天然氣聯合發電系統，包括天然氣發動機、主發電機，及兩個冷卻器；所述天然氣發動機設有一冷卻液進液口、一冷卻液回液口、一潤滑油進油口、一潤滑油回油口、一天然氣進氣口、一廢氣排放口，其動力軸連接主發電機；所述兩個冷卻器分別為冷卻液冷卻器、潤滑油冷卻器；其特征在于還包括熱管換熱器、透平膨脹機、輔助發電機；所述透平膨脹機設有一進氣口、一排氣口，其排氣口接到天然氣發動機的天然氣進氣口，其動力軸連接輔助發電機；每個冷卻器均由一腔體、一換熱管組成，每個冷卻器的腔體均設有一進液口、一回液口，每個冷卻器的換熱管均內置于其腔體內，其換熱管的兩端管口分別為進氣口、出氣
n ；所述冷卻液冷卻器的腔體進液口及回液口分別接到天然氣發動機的冷卻液進液口、冷卻液回液口，其換熱管的進氣口經管道接到外部天然氣氣源，其換熱管的出氣口接到潤滑油冷卻器的換熱管進氣口；所述潤滑油冷卻器的腔體進液口及回液口分別接到天然氣發動機的潤滑油進油口、潤滑油回油口 ；所述熱管換熱器由一腔體、一換熱管組成，其腔體設有一進氣口、一出氣口，其換熱管內置于其腔體內，其腔體的進氣口接到天然氣發動機的廢氣排放口，其換熱管的一端管口接到潤滑油冷卻器的換熱管出氣口，另一端管口接到透平膨脹機的進氣口。進一步的，還包括一水制熱器，所述水制熱器由一腔體、一換熱管組成，其腔體設有一進氣口、一出氣口，其換熱管內置于其腔體內，其腔體的進氣口接到熱管換熱器的出氣口，其換熱管的一端管口經管道接到外部冷水水源，另一端管口經管道接到外部蓄水槽。本實用新型提供的天然氣聯合發電系統，利用透平膨脹機對高壓天然氣進行減壓，即能實現對高壓天然氣的減壓，又能利用高壓天然氣的壓力能對外做功，從而有效避免壓力能損失，利用天然氣發動機的冷卻介質及潤滑油對低溫的高壓天然氣進行預加熱的同時，也實現了利用低溫的高壓天然氣對天然氣發動機的冷卻介質及潤滑油進行冷卻的目的，并利用天然氣發動機排放廢氣所攜帶的熱量對預加熱后的高壓天然氣進一步加熱，使天然氣在透平膨脹機內膨脹后的溫度高于0°c，避免固體冰析出，從而有效保護膨脹機，無需另配加熱裝置，能充分利用高壓天然氣的能量，具有能源利用率高的特點。
圖I是本實用新型實施例的天然氣聯合發電系統的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護范圍。如圖I所示，本實用新型實施例所提供的一種天然氣聯合發電系統，包括天然氣發動機I、主發電機2，及兩個冷卻器；所述天然氣發動機I設有一冷卻液進液口、一冷卻液回液口、一潤滑油進油口、一潤滑油回油口、一天然氣進氣口、一廢氣排放口，其動力軸連接主發電機2 ;所述兩個冷卻器分別為冷卻液冷卻器3、潤滑油冷卻器4 ;其特征在于還包括熱管換熱器7、透平膨脹機5、輔助發電機6 ；所述透平膨脹機5設有一進氣口、一排氣口，其排氣口接到天然氣發動機I的天然氣進氣口，其動力軸連接輔助發電機6 ;每個冷卻器均由一腔體、一換熱管組成，每個冷卻器的腔體均設有一進液口、一回液口，每個冷卻器的換熱管均內置于其腔體內，其換熱管的兩端管口分別為進氣口、出氣
n ；所述冷卻液冷卻器3的腔體進液口及回液口分別接到天然氣發動機I的冷卻液進液口、冷卻液回液口，其換熱管的進氣口經管道接到外部天然氣氣源，其換熱管的出氣口接到潤滑油冷卻器4的換熱管進氣口 ；所述潤滑油冷卻器4的腔體進液口及回液口分別接到天然氣發動機I的潤滑油進油口、潤滑油回油口 ；所述熱管換熱器7由一腔體、一換熱管組成，其腔體設有一進氣口、一出氣口，其換熱管內置于其腔體內，其腔體的進氣口接到天然氣發動機I的廢氣排放口，其換熱管的一端管口接到潤滑油冷卻器4的換熱管出氣口，另一端管口接到透平膨脹機5的進氣口。本實用新型實施例中，還包括一水制熱器8，所述水制熱器8由一腔體、一換熱管組成，其腔體設有一進氣口、一出氣口，其換熱管內置于其腔體內，其腔體的進氣口接到熱管換熱器7的出氣口，其換熱管的一端管口經管道接到外部冷水水源，另一端管口經管道接到外部蓄水槽。[0022]本實用新型實施例的工作原理如下外部天然氣氣源的高壓天然氣溫度通常都在10°C左右，高壓天然氣先后依次流經冷卻液冷卻器的換熱管、潤滑油冷卻器的換熱管、熱管換熱器的換熱管后進入透平膨脹機，在透平膨脹機內膨脹減壓的同時對外做功，從而驅動其動力軸輸出動力帶動輔助發電機發電，膨脹減壓后的天然氣從透平膨脹機排出后進入天然氣發動機的燃燒室燃燒作功，從而驅動天然氣發動機的動力軸輸出動力帶動發電機發電；天然氣發動機運行時，其內部的冷卻介質和潤滑油受熱升溫后分別流入冷卻液冷卻器、潤滑油冷卻器，對流經冷卻液冷卻器、潤滑油冷卻器的低溫高壓天然氣進行兩次預加熱，同時低溫高壓天然氣也對分別流經冷卻液冷卻器和潤滑油冷卻器的冷卻介質、潤滑油進行了冷卻，冷卻后的冷卻介質、潤滑油再回流入天然氣發動機，經兩次預加熱后的高壓天然氣溫度可升至59°C左右；天然氣發動機運行時，其排放的廢氣流入熱管換熱器，對預加熱后的高壓天然氣進一步加熱為高溫高壓天然氣，天然氣發動機排放的廢氣通常在517°C左右,經其進一步加 熱后的高溫高壓天然氣溫度可升至120°C左右，高溫高壓天然氣在透平膨脹機內膨脹后排出時的溫度會高于0°C，能避免固體冰析出，從而有效保護膨脹機；天然氣發動機排放的廢氣在熱管換熱器內與高壓天然氣換熱后流入水制熱器，將水制熱器換熱管內的冷水加熱為熱水，水制熱器換熱管內的熱水經管道排入外部蓄水槽內存儲。
權利要求1.一種天然氣聯合發電系統，包括天然氣發動機、主發電機，及兩個冷卻器；所述天然氣發動機設有一冷卻液進液口、一冷卻液回液口、一潤滑油進油口、一潤滑油回油口、一天然氣進氣口、一廢氣排放口，其動力軸連接主發電機；所述兩個冷卻器分別為冷卻液冷卻器、潤滑油冷卻器；其特征在于還包括熱管換熱器、透平膨脹機、輔助發電機； 所述透平膨脹機設有一進氣口、一排氣口，其排氣口接到天然氣發動機的天然氣進氣口，其動力軸連接輔助發電機；每個冷卻器均由一腔體、一換熱管組成，每個冷卻器的腔體均設有一進液口、一回液口，每個冷卻器的換熱管均內置于其腔體內，其換熱管的兩端管口分別為進氣口、出氣口；所述冷卻液冷卻器的腔體進液口及回液口分別接到天然氣發動機的冷卻液進液口、冷卻液回液口，其換熱管的進氣口經管道接到外部天然氣氣源，其換熱管的出氣口接到潤滑油冷卻器的換熱管進氣口； 所述潤滑油冷卻器的腔體進液口及回液口分別接到天然氣發動機的潤滑油進油口、潤滑油回油口； 所述熱管換熱器由一腔體、一換熱管組成，其腔體設有一進氣口、一出氣口，其換熱管內置于其腔體內，其腔體的進氣口接到天然氣發動機的廢氣排放口，其換熱管的一端管口接到潤滑油冷卻器的換熱管出氣口，另一端管口接到透平膨脹機的進氣口。
2.根據權利要求I所述的系統，其特征在于還包括一水制熱器，所述水制熱器由一腔體、一換熱管組成，其腔體設有一進氣口、一出氣口，其換熱管內置于其腔體內，其腔體的進氣口接到熱管換熱器的出氣口，其換熱管的一端管口經管道接到外部冷水水源，另一端管口經管道接到外部蓄水槽。
專利摘要一種天然氣聯合發電系統，涉及發電技術領域，所解決的是提高發電效率的技術問題。該系統包括天然氣發動機、冷卻液冷卻器、潤滑油冷卻器、熱管換熱器、透平膨脹機，及連接天然氣發動機動力軸的主發電機，連接透平膨脹機動力軸的輔助發電機；所述透平膨脹機的排氣口接到天然氣發動機的天然氣進氣口，所述冷卻液冷卻器及潤滑油冷卻器的腔體分別連接天然氣發動機的冷卻液管路、潤滑油管路；所述冷卻液冷卻器的換熱管進氣口經管道接到外部天然氣氣源，其換熱管的出氣口依次經潤滑油冷卻器的換熱管、熱管換熱器的換熱管接到透平膨脹機的進氣口；所述熱管換熱器的腔體進氣口接到天然氣發動機的廢氣排放口。本實用新型提供的系統，能源利用率高。
文檔編號F01K23/02GK202510176SQ201220067778
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者張瀚青, 范希文, 趙新紅, 陳雷田 申請人:上海安悅節能技術有限公司