一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置，包括監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)、壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)，其中壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)的天然氣排氣口與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的天然氣進(jìn)氣口相連，壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)包括膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)；天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)包括燃燒發(fā)電系統(tǒng)和吸附制冷系統(tǒng)；市電制冷系統(tǒng)主要由冷水空調(diào)組成；監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)三者的供電和供冷比例，保證電能和冷能供應(yīng)的穩(wěn)定性及發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、有效解決負(fù)載功率變化過大的問題。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心及高耗能建筑物的供電供冷，系統(tǒng)效率高，廣譜性強(qiáng)，可節(jié)約大量電費(fèi)支出。
【專利說明】
-種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明提出一種利用天然氣壓力能及天然氣自身燃燒釋放的能量發(fā)電制冷，并通 過市電輔助保證數(shù)據(jù)中屯、及其他高能耗建筑供電供冷穩(wěn)定性的一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電和冷是燃?xì)庀到y(tǒng)節(jié)能技術(shù)的兩個(gè)主要產(chǎn)品，正是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中屯、的動(dòng)力能源， 他們的有機(jī)結(jié)合將是很有前景的發(fā)展模式。
[0003] 目前，城市燃?xì)庵饕ㄟ^管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)輸，天然氣利用時(shí)，上游的天然氣通過高 壓管網(wǎng)輸送到城市燃?xì)饣虼笮陀脩?。高壓天然氣需根?jù)用戶的供氣壓力要求進(jìn)行調(diào)壓，在 各地的天然氣接收站或者調(diào)壓站調(diào)壓后進(jìn)行城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)供下游用戶使用。高壓天然 氣在調(diào)壓的過程中會(huì)產(chǎn)生很大的壓力降，釋放大量的能量，W日生產(chǎn)50萬立方米的口站為 例，壓力從4. OMPa降至0.4MPa，導(dǎo)致的壓力能損失約101.7KJA。如果能采用適當(dāng)?shù)姆绞交?收利用運(yùn)部分壓力能，將能在很大程度上提高能源利用率和天然氣管網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。"十 二五"期間，各級(jí)政府全面推廣余熱余壓回收利用技術(shù)，推進(jìn)低品質(zhì)熱源的回收利用，形成 能源的梯級(jí)綜合利用。隨著城市天然氣應(yīng)用力度的逐漸增加，天然氣管網(wǎng)的發(fā)展，高壓天然 氣的壓力能回收利用技術(shù)將具有廣闊的發(fā)展前景。
[0004] 在互聯(lián)網(wǎng)方面，隨著信息化與工業(yè)化的深入推進(jìn)，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能手機(jī) 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與普及，大大改變了人們的生活方式，社會(huì)組織與運(yùn)作模式也帶來了調(diào)整。隨著 越來越多社會(huì)和人類信息的電子化，W及信息交互與計(jì)算能力的大大提高和成本逐步下 降。人類社會(huì)的生產(chǎn)力再次得到飛躍，人們越來越多的精力投入到創(chuàng)新當(dāng)中。正是由于此輪 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，造就了數(shù)字經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)的飛速擴(kuò)張。全球G20數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長率平均為 11%，發(fā)展中國家平均達(dá)到18%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。
[0005] 數(shù)字經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，帶了大量電子數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、計(jì)算和交換的需求。數(shù)據(jù)中屯、的 需求量突飛猛進(jìn)，2008年起全球主要市場均開始了數(shù)據(jù)中屯、大規(guī)模建設(shè)的時(shí)代，年度投資 增長率保持在10% W上。數(shù)據(jù)中屯、機(jī)房內(nèi)放置著大量的服務(wù)器、交換機(jī)和儲(chǔ)存設(shè)備，運(yùn)些IT 設(shè)備需要保持7x24x365的在線工作，滿足各類數(shù)字業(yè)務(wù)的需求。IT設(shè)備的耗電量是驚人的， 每平方米建筑面積的功耗高達(dá)1000~2000瓦，甚至更高。而常規(guī)的民用或商業(yè)建筑，功耗僅 70~150瓦。
[0006] 2016年，在十=五的開局之年，在國家大力倡導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)+的環(huán)境下，天然氣余冷及 壓力能利用的節(jié)能技術(shù)，與綠色云計(jì)算數(shù)據(jù)中屯、產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，迎來了最佳發(fā)展機(jī)遇期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提出一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中屯、供能系統(tǒng)和一體化裝置，該 裝置安全性能好，低能耗，易維護(hù)，高效率的利用天然氣管網(wǎng)壓力能進(jìn)行發(fā)電制冷，并W天 然氣燃燒發(fā)電制冷為輔，市電供應(yīng)為保障，為高能耗、需求波動(dòng)較大的建筑提供穩(wěn)定的低成 本的綠色能源。
[0008] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：
[0009] -種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中屯、一體化供能裝置，其特征在于:包括監(jiān) 測調(diào)控系統(tǒng)、壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)，其中壓力能發(fā)電 制冷系統(tǒng)的天然氣排氣口與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的天然氣進(jìn)氣口相連，
[0010] 所述壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)包括膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)，所述膨脹發(fā)電系統(tǒng) 包括通過管路連接在高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間的透平膨脹機(jī)，所述透平膨脹機(jī)的輸出軸依 次連接第一變速器及第一發(fā)電機(jī)，所述第一發(fā)電機(jī)的電力輸出端通過第一變壓同步器向外 供電;所述冷媒制冷系統(tǒng)包括依靠管路依次連接形成冷媒循環(huán)回路的換熱器、冷媒累、冷媒 儲(chǔ)罐、由第一供水累供水的制冷器，所述透平膨脹機(jī)流出的天然氣與換熱器換熱后一部分 天然氣進(jìn)入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入中低壓管網(wǎng)；
[0011] 天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)包括燃燒發(fā)電系統(tǒng)和吸附制冷系統(tǒng)，所述燃燒發(fā)電系統(tǒng)包括 通過管路依次連接的燃燒室、燃?xì)馔钙?、由第二供水累供水的余熱鍋爐、蒸汽透平，所述燃 氣透平的輸出軸依次連接第二變速器及第二發(fā)電機(jī)，所述第二發(fā)電機(jī)的電力輸出端通過第 二變壓同步器向外供電；所述蒸汽透平的輸出軸依次連接第=變速器及第=發(fā)電機(jī)，所述 第=發(fā)電機(jī)的電力輸出端通過第=變壓同步器向外供電;所述吸附制冷系統(tǒng)通過管路連接 在蒸汽透平下游，主要由第=供水累供水的吸收式制冷空調(diào)組成，蒸汽透平排放的蒸汽作 為輸入吸收式制冷空調(diào)的熱源。
[0012] 所述市電制冷系統(tǒng)通過市電向負(fù)載供電，并通過水冷空調(diào)向負(fù)載供冷，主要由冷 水空調(diào)組成，通過管路依次主要由冷卻塔、第四供水累、冷水機(jī)組冷凝器、冷水機(jī)組蒸發(fā)器、 第五供水累組成。
[0013] 所述監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)包括:PLC;依次設(shè)置在高壓管網(wǎng)與透平膨脹機(jī)進(jìn)氣口之間管路 上的第一電控閥、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、第一流量計(jì)、第一流量調(diào)節(jié)閥；依次設(shè) 置在所述透平膨脹機(jī)與換熱器之間管路上的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、氣動(dòng)調(diào)節(jié) 閥；依次設(shè)置在換熱器與低壓管網(wǎng)之間管路上的壓力變送器、第二電控閥、壓力現(xiàn)場顯示 器、溫度現(xiàn)場顯示器、=通流量調(diào)節(jié)閥，所述=通流量調(diào)節(jié)閥一個(gè)出口連接天然氣冷電聯(lián)供 系統(tǒng)，另一出口連接中低壓管網(wǎng)，使所述透平膨脹機(jī)流出的天然氣與換熱器換熱后流經(jīng)= 通流量調(diào)節(jié)閥，一部分天然氣進(jìn)入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，一部分進(jìn)入中低壓管網(wǎng)；設(shè)置在第 一變速器與第一發(fā)電機(jī)之間的速度變送器;依次設(shè)置在冷媒累與冷媒儲(chǔ)罐之間管路上的第 二流量計(jì)和第二流量調(diào)節(jié)閥；設(shè)置在第一供水累與制冷器之間的第=流量調(diào)節(jié)閥和用于測 量經(jīng)制冷器制冷后冷水溫度的溫度變送器;依次設(shè)置在中壓管網(wǎng)和燃燒室進(jìn)氣口之間的第 =電控閥、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、第=流量計(jì)、第四流量調(diào)節(jié)閥；依次設(shè)置在燃 氣透平和余熱鍋爐之間的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器;設(shè)置在第二變速器和第二發(fā) 電機(jī)之間的速度變送器;依次設(shè)置在余熱鍋爐和蒸汽透平之間的壓力變送器、溫度變送器； 依次設(shè)置在蒸汽透平和吸收式制冷空調(diào)之間的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器;設(shè)置在 第=供水累與吸收式制冷空調(diào)之間的第六流量調(diào)節(jié)閥；設(shè)置在第四供水累與冷水機(jī)組冷凝 器之間的第屯流量調(diào)節(jié)閥；設(shè)置在冷水機(jī)組蒸發(fā)器與第五供水累之間的第八流量調(diào)節(jié)閥； 設(shè)置在冷水機(jī)組蒸發(fā)器出水管路上的溫度變送器；
[0014] 所述化C通過電路分別連接各電控閥、各個(gè)壓力變送器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、各流量調(diào)節(jié) 閥、各速度變送器、各溫度變送器。
[0015] 進(jìn)一步地，所述透平膨脹機(jī)與換熱器之間的管路上設(shè)置有緩沖罐，保證氣壓溫度。
[0016] 進(jìn)一步地，所述的吸收式制冷空調(diào)采用余熱蒸汽型漠化裡吸收式制冷機(jī)組。
[0017] 進(jìn)一步地，所述第一電控閥、第二電控閥和第=電控閥選用具有緊急切斷功能的 ZCRB型燃?xì)饩o急切斷閥；所述第一流量調(diào)節(jié)閥、第二流量調(diào)節(jié)閥、第S流量調(diào)節(jié)閥、第四流 量調(diào)節(jié)閥、第五流量調(diào)節(jié)閥、第六流量調(diào)節(jié)閥、第屯流量調(diào)節(jié)閥、第八流量調(diào)節(jié)閥、=通流量 調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選用電動(dòng)控制型閥。
[0018] 進(jìn)一步地，所述化C根據(jù)下游天然氣用戶用氣量的不同，通過控制各閥改變進(jìn)入不 同系統(tǒng)的天然氣流量來設(shè)置不同的壓力能控制發(fā)電制冷系統(tǒng)與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的輸 出配比，W滿足各種不同工況。
[0019] 進(jìn)一步地，當(dāng)冷負(fù)荷隨氣溫升高而增大時(shí)，所述化C通過控制各閥增大進(jìn)入裝置的 天然氣流量，一方面增大壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)或天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的制冷量，一方面將 多余的電量輸入市電制冷系統(tǒng)制冷，W滿足較大的冷負(fù)荷波動(dòng)。
[0020] 進(jìn)一步地，所述透平膨脹機(jī)、燃?xì)馔钙健⒄羝钙降乃俣茸兯推鲗⒅鬏S轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn) 換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化CJLC根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速與輸出功率之間的函數(shù)關(guān)系算出輸出功率； PLC通過對(duì)比速度變送器和所述透平膨脹機(jī)、燃?xì)馔钙?、蒸汽透平的前后壓力變送器的預(yù)設(shè) 額定值和當(dāng)前值得到控制各閥的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)載變化快速調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁亢椭评?量，進(jìn)而使得整個(gè)負(fù)載系統(tǒng)功率匹配發(fā)電量，保證發(fā)電機(jī)組持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021] 本發(fā)明與現(xiàn)有的調(diào)壓工藝和數(shù)據(jù)中屯、供冷供電方案相比有W下有益成果：
[0022] 1、能源的有效利用。本發(fā)明取代了原來的天然氣調(diào)壓工藝，回收了白白浪費(fèi)的壓 力能;膨脹降溫后的低溫天然氣與壓縮后的冷媒在套管式換熱器換熱，不僅節(jié)約了原工藝 中提升調(diào)壓后低溫天然氣的溫度所耗費(fèi)的能量和設(shè)備，而且也節(jié)省了冷媒制冷所需的冷 量。
[0023] 2、能源利用率高。通過壓力能膨脹發(fā)電制冷和冷電聯(lián)供，視輸出功的大小有效利 用電能，并節(jié)約了原有電壓縮制冷工藝的電耗，大大提升能源綜合利用率。
[0024] 3、工藝流程簡單易控，一鍵啟動(dòng)及關(guān)閉：本工藝通過調(diào)節(jié)閥口和PLC自控系統(tǒng)即可 實(shí)現(xiàn)針對(duì)下游變動(dòng)的用氣量的變化和上游高壓天然氣特性的變化，進(jìn)行生產(chǎn)狀態(tài)的調(diào)節(jié)。 根據(jù)負(fù)荷要求，進(jìn)行信號(hào)反饋，自動(dòng)開啟與關(guān)閉設(shè)備，有效實(shí)現(xiàn)了場站或數(shù)據(jù)中屯、的無人操 作，節(jié)約了大量的人力，保障站工作人員的安全。
[0025] 4、操作彈性大，安全穩(wěn)定性高:通過設(shè)置變速器，透平膨脹機(jī)的負(fù)荷波動(dòng)± 20 %范 圍發(fā)電機(jī)仍然能保證較高的效率;通過化C可控制各個(gè)系統(tǒng)中的天然氣流量和冷媒流量;通 過化C可根據(jù)天然氣下游用戶的用氣波動(dòng)和負(fù)載的波動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天 然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)之間的輸出比例，操作彈性大，安全穩(wěn)定性高。
[0026] 5、易于推廣使用：目前，國內(nèi)城市管網(wǎng)建設(shè)發(fā)達(dá)，相配套的調(diào)壓站較多，大量壓力 能未被利用，同時(shí)數(shù)據(jù)中屯、的需求量突飛猛進(jìn)。該工藝可實(shí)現(xiàn)發(fā)電和制冷一體化，為數(shù)據(jù)中 屯、節(jié)約相當(dāng)大的電力和冷能能耗費(fèi)用，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0027] 圖1為一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中屯、供能系統(tǒng)和一體化裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0028] 圖2為壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖3為天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖4為市電制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖中所示為：1-天然氣調(diào)壓設(shè)備;2-第一電控閥；3-第二電控閥;4-氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥；5- 第一流量調(diào)節(jié)閥；6-第二流量調(diào)節(jié)閥；7-第一流量計(jì)；8-第二流量計(jì)；9-PLC; 10-透平膨脹 機(jī)；11-緩沖罐；12-換熱器；13-第一變速器；14-第一發(fā)電機(jī)；15-S通流量調(diào)節(jié)閥；16-冷媒 儲(chǔ)罐；17-第一供水累；18-制冷器；19-冷媒累;20-第一變壓同步器;21-第S流量調(diào)節(jié)閥； 22-第=電控閥；23-第四流量調(diào)節(jié)閥；24-第=流量計(jì);25-第五流量調(diào)節(jié)閥；26-第六流量調(diào) 節(jié)閥；27-燃燒室；28-燃?xì)馔钙剑?9-余熱鍋爐；30-蒸汽透平;31-吸收式制冷空調(diào)；32-第二 變速器;33-第二發(fā)電機(jī)，34-第S變速器;35-第S發(fā)電機(jī);36-第二變壓同步器;37-第S變 壓同步器;38-第二供水累;39-第S供水累;40-冷卻塔;41-冷水機(jī)組冷凝器;42冷水機(jī)組蒸 發(fā)器;43-第四供水累;44-第屯流量調(diào)節(jié)閥；45-第八流量調(diào)節(jié)閥；46-第五供水累。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0033] 如圖1所示，一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中屯、一體化供能裝置，其特征在 于:包括監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)、壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)，其中 壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)的天然氣排氣口與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的天然氣進(jìn)氣口相連，
[0034] 如圖2所示，所述壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)包括膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)，所述膨 脹發(fā)電系統(tǒng)包括通過管路連接在高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間的透平膨脹機(jī)10,所述透平膨脹 機(jī)10的輸出軸依次連接第一變速器13及第一發(fā)電機(jī)14,所述第一發(fā)電機(jī)14的電力輸出端通 過第一變壓同步器20向外供電;所述冷媒制冷系統(tǒng)包括依靠管路依次連接形成冷媒循環(huán)回 路的換熱器12、冷媒累19、冷媒儲(chǔ)罐16、由第一供水累17供水的制冷器18,所述透平膨脹機(jī) 10流出的天然氣與換熱器12換熱后一部分天然氣進(jìn)入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，另一部分進(jìn)入 中低壓管網(wǎng)；
[0035] 如圖3所示，天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)包括燃燒發(fā)電系統(tǒng)和吸附制冷系統(tǒng)，所述燃燒發(fā) 電系統(tǒng)包括通過管路依次連接的燃燒室27、燃?xì)馔钙?8、由第二供水累38供水的余熱鍋爐 29、蒸汽透平30,所述燃?xì)馔钙?8的輸出軸依次連接第二變速器32及第二發(fā)電機(jī)33,所述第 二發(fā)電機(jī)33的電力輸出端通過第二變壓同步器36向外供電;所述蒸汽透平30的輸出軸依次 連接第=變速器34及第=發(fā)電機(jī)35,所述第=發(fā)電機(jī)35的電力輸出端通過第=變壓同步器 37向外供電；所述吸附制冷系統(tǒng)通過管路連接在蒸汽透平28下游，主要由第=供水累39供 水的吸收式制冷空調(diào)31組成，蒸汽透平30排放的蒸汽作為輸入吸收式制冷空調(diào)31的熱源。
[0036] 如圖4所示，所述市電制冷系統(tǒng)通過市電向負(fù)載供電，并通過水冷空調(diào)向負(fù)載供 冷，主要由冷水空調(diào)組成，通過管路依次主要由冷卻塔40、第四供水累43、冷水機(jī)組冷凝器 41、冷水機(jī)組蒸發(fā)器42、第五供水累46組成。
[0037] 所述監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)包括:PLC9;依次設(shè)置在高壓管網(wǎng)與透平膨脹機(jī)10進(jìn)氣口之間 管路上的第一電控閥2、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、第一流量計(jì)7、第一流量調(diào)節(jié)閥 5;依次設(shè)置在所述透平膨脹機(jī)10與換熱器12之間管路上的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示 器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4;依次設(shè)置在換熱器12與低壓管網(wǎng)之間管路上的壓力變送器、第二電控閥 3、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、=通流量調(diào)節(jié)閥15，所述=通流量調(diào)節(jié)閥15-個(gè)出口 連接天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，另一出口連接中低壓管網(wǎng)，使所述透平膨脹機(jī)10流出的天然氣 與換熱器12換熱后流經(jīng)=通流量調(diào)節(jié)閥15,一部分天然氣進(jìn)入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，一部 分進(jìn)入中低壓管網(wǎng)；設(shè)置在第一變速器13與第一發(fā)電機(jī)14之間的速度變送器;依次設(shè)置在 冷媒累19與冷媒儲(chǔ)罐16之間管路上的第二流量計(jì)8和第二流量調(diào)節(jié)閥6;設(shè)置在第一供水累 17與制冷器18之間的第S流量調(diào)節(jié)閥21和用于測量經(jīng)制冷器18制冷后冷水溫度的溫度變 送器;依次設(shè)置在中壓管網(wǎng)和燃燒室進(jìn)氣口之間的第=電控閥22、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn) 場顯示器、第=流量計(jì)24、第四流量調(diào)節(jié)閥23;依次設(shè)置在燃?xì)馔钙?8和余熱鍋爐29之間的 壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器;設(shè)置在第二變速器32和第二發(fā)電機(jī)33之間的速度變送 器;依次設(shè)置在余熱鍋爐29和蒸汽透平30之間的壓力變送器、溫度變送器;依次設(shè)置在蒸汽 透平30和吸收式制冷空調(diào)31之間的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器;設(shè)置在第=供水累 39與吸收式制冷空調(diào)31之間的第六流量調(diào)節(jié)閥26;設(shè)置在第四供水累43與冷水機(jī)組冷凝器 41之間的第屯流量調(diào)節(jié)閥44;設(shè)置在冷水機(jī)組蒸發(fā)器42與第五供水累46之間的第八流量調(diào) 節(jié)閥45;設(shè)置在冷水機(jī)組蒸發(fā)器42出水管路上的溫度變送器；
[0038] 所述化C9通過電路分別連接第二電控閥3、各個(gè)壓力變送器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4、第一電 控閥2、第一流量調(diào)節(jié)閥5、各個(gè)速度變送器、第二流量調(diào)節(jié)閥6、=通流量調(diào)節(jié)閥15、第=流 量調(diào)節(jié)閥21、各個(gè)溫度變送器、第=電控閥22、第四流量調(diào)節(jié)閥25、第五流量調(diào)節(jié)閥25、第六 流量調(diào)節(jié)閥26、第屯流量調(diào)節(jié)閥44、第八流量調(diào)節(jié)閥45。
[0039] 具體而言，所述透平膨脹機(jī)10與換熱器12之間的管路上設(shè)置有緩沖罐11，保證氣 壓溫度。
[0040] 具體而言，所述的吸收式制冷空調(diào)31采用余熱蒸汽型漠化裡吸收式制冷機(jī)組。
[0041] 具體而言，所述第一電控閥2、第二電控閥3和第=電控閥22選用具有緊急切斷功 能的ZCRB型燃?xì)饩o急切斷閥；所述第一流量調(diào)節(jié)閥5、第二流量調(diào)節(jié)閥6、第S流量調(diào)節(jié)閥 21、第四流量調(diào)節(jié)閥23、第五流量調(diào)節(jié)閥25、第六流量調(diào)節(jié)閥26、第屯流量調(diào)節(jié)閥44、第八流 量調(diào)節(jié)閥45、S通流量調(diào)節(jié)閥15和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4選用電動(dòng)控制型閥。
[0042] 所述化C9根據(jù)下游天然氣用戶用氣量的不同，通過控制各閥改變進(jìn)入不同系統(tǒng)的 天然氣流量來設(shè)置不同的壓力能控制發(fā)電制冷系統(tǒng)與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的輸出配比，W 滿足各種不同工況。
[0043] 具體而言，當(dāng)冷負(fù)荷隨氣溫升高而增大時(shí)，所述化C9通過控制各閥增大進(jìn)入裝置 的天然氣流量，一方面增大壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)或天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的制冷量，一方面 將多余的電量輸入市電制冷系統(tǒng)制冷，W滿足較大的冷負(fù)荷波動(dòng)。
[0044] 具體而言，所述透平膨脹機(jī)10、燃?xì)馔钙?8、蒸汽透平30的速度變送器將主軸轉(zhuǎn)速 信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9，PLC9根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速與輸出功率之間的函數(shù)關(guān)系算出輸 出功率;PLC9通過對(duì)比速度變送器和所述透平膨脹機(jī)10、燃?xì)馔钙?8、蒸汽透平30的前后壓 力變送器的預(yù)設(shè)額定值和當(dāng)前值得到控制各閥的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)載變化快速調(diào)節(jié)燃 氣流量和制冷量，進(jìn)而使得整個(gè)負(fù)載系統(tǒng)功率匹配發(fā)電量，保證發(fā)電機(jī)組持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0045] 第一發(fā)電機(jī)14、第二發(fā)電機(jī)33、第=發(fā)電機(jī)35的電力輸出端通過變壓同步器一路 與外界的各種儀表、電動(dòng)閥口等用電設(shè)備連接，一路與下游用戶連接。
[0046] 本發(fā)明的監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)的工作原理及過程為：
[0047] 壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)中，高壓管網(wǎng)天然氣通過第一電控閥2進(jìn)入系統(tǒng)，壓力變送器 (PT)將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9,當(dāng)壓力較長時(shí)間超出允許范圍內(nèi)時(shí)，PLC9 輸出切斷設(shè)備指令作用于第一電控閥2與第二電控閥3,將整套裝置與原天然氣管道徹底脫 離，同時(shí)開啟原有的天然氣調(diào)壓設(shè)備1，保證下游正常用氣，系統(tǒng)切換時(shí)間少于1秒;第一流 量調(diào)節(jié)閥5用于調(diào)節(jié)進(jìn)入透平膨脹機(jī)10的天然氣流量，當(dāng)天然氣流量在正常范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)， 透平膨脹機(jī)10與第一發(fā)電機(jī)14轉(zhuǎn)速成倍數(shù)關(guān)系而發(fā)電；第二流量調(diào)節(jié)閥6用于調(diào)節(jié)進(jìn)入往 復(fù)式的冷媒累19的冷媒流量；當(dāng)天然氣流量在異常范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，通過速度變送器(ST)將 速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9，PLC9輸出調(diào)節(jié)指令作用于第一流量調(diào)節(jié)閥5,調(diào)節(jié) 進(jìn)入透平膨脹機(jī)10的天然氣流量，從而改變透平膨脹機(jī)10轉(zhuǎn)速進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與發(fā)電機(jī)匹配發(fā) 電；當(dāng)負(fù)載波動(dòng)時(shí)，將導(dǎo)致制冷器18出水口溫度發(fā)生變化，通過速度變送器(ST)將速度信號(hào) 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9，PLC9輸出控制信號(hào)作用于第二流量調(diào)節(jié)閥6,調(diào)節(jié)進(jìn)入冷媒 累19的冷媒流量;氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的作用是調(diào)節(jié)壓力，W保證天然氣有足夠的壓力進(jìn)入天然氣 主管道。當(dāng)壓力現(xiàn)場顯示器顯示壓力過大時(shí)，通過壓力變送器(PT)將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn) 電信號(hào)反饋至化C9，PLC9控制作用于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4,增大氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的開度。反之，當(dāng)壓力 過小時(shí)，PLC9通過減小氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥4的開度保證天然氣能正常進(jìn)入下游中低壓天然氣管道； 冷水通過第一供水累17進(jìn)入制冷器18換熱，設(shè)定換熱后出水溫度，通過溫度變送器(PT)將 溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9，當(dāng)溫度較長時(shí)間超出允許范圍內(nèi)時(shí)，PLC9輸出控 制信號(hào)作用于第二流量調(diào)節(jié)閥6,調(diào)節(jié)循環(huán)冷媒的流量；當(dāng)下游用冷負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，PLC9輸出 控制信號(hào)作用于第=流量調(diào)節(jié)閥21，調(diào)節(jié)輸入制冷器18的冷水流量。
[0048] 天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)中，低壓管網(wǎng)天然氣通過第S電控閥22進(jìn)入系統(tǒng)，PLC9通過 下游用戶負(fù)載和壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)中的發(fā)電功率調(diào)節(jié)第四流量調(diào)節(jié)閥23,調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng) 的天然氣流量；當(dāng)天然氣流量在異常范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，通過速度變送器(ST)將速度信號(hào)轉(zhuǎn)換 成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9，PLC9輸出控制信號(hào)作用于第四流量調(diào)節(jié)閥23,調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室 27的天然氣流量，從而改變?nèi)細(xì)馔钙?8轉(zhuǎn)速進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與發(fā)電機(jī)匹配發(fā)電；第五流量調(diào)節(jié)閥 25根據(jù)第四流量調(diào)節(jié)閥23的流量初步調(diào)節(jié)第二供水累38進(jìn)入余熱鍋爐29的冷水流量，溫度 變送器測量從余熱鍋爐出來的蒸汽溫度，通過溫度變送器(TT)將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信 號(hào)反饋至化C9，PLC9控制第五流量調(diào)節(jié)閥25進(jìn)一步調(diào)節(jié)進(jìn)入余熱鍋爐29的冷水流量使溫度 在設(shè)定的波動(dòng)范圍內(nèi)；冷水通過第=供水累39進(jìn)入吸收式制冷空調(diào)31換熱，設(shè)定換熱后出 水溫度，通過溫度變送器(PT)將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至化C9，PLC9輸出控制信 號(hào)作用于第五流量調(diào)節(jié)閥26,調(diào)節(jié)冷水的流量，使出水溫度在設(shè)定范圍內(nèi)波動(dòng)。
[0049] 監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)= 者的供電和供冷比例，保證電能和冷能供應(yīng)的穩(wěn)定性，同時(shí)保證發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、有效解 決負(fù)載功率變化過大的問題、根據(jù)負(fù)載變化快速調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁亢椭评淞?，進(jìn)而使得整個(gè)負(fù) 載系統(tǒng)功率匹配發(fā)電量，保證發(fā)電機(jī)組持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0050] 本裝置W天然氣管網(wǎng)壓力能進(jìn)行發(fā)電制冷為主，W天然氣燃燒發(fā)電制冷為輔，市 電供應(yīng)為保障，Aspen模擬結(jié)果表明：
[0051] 1、數(shù)據(jù)中屯、所需的電與冷全由壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)提供，輸入系統(tǒng)的天然氣瞬時(shí) 流量為20000kg/h，壓力4MPa，溫度20°C，通過第一電控閥2、第一流量調(diào)節(jié)閥5后進(jìn)入透平膨 脹機(jī)10膨脹降壓至-83°C，0.4M化后進(jìn)入套管式的換熱器12,與高溫高壓冷媒換熱回溫后至 5~25°C后再進(jìn)入天然氣燃燒發(fā)電系統(tǒng)和下游中低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)；
[0052] 2、高壓天然氣通過透平膨脹機(jī)10膨脹將壓力能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，然后通過第一變速 器13使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與第一發(fā)電機(jī)14頻率匹配發(fā)電，可發(fā)出977.5kW的電用于供給數(shù)據(jù)中屯、。當(dāng) 流量發(fā)生變化時(shí)需要通過化C9進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，比如系統(tǒng)從停止?fàn)顟B(tài)到工作狀態(tài)時(shí)，就需要 通過化C9進(jìn)行不斷的控制調(diào)節(jié)，使整個(gè)發(fā)電裝置可進(jìn)行正常運(yùn)作。
[0053] 3、R404a冷媒在冷媒儲(chǔ)罐的初始狀態(tài)為-25°C，0.2MPa，根據(jù)第二流量調(diào)節(jié)閥6調(diào)節(jié) 流量進(jìn)入套管式的換熱器12與低溫天然氣等壓換熱，套管式的換熱器12充當(dāng)冷凝器的作 用，冷媒變成液態(tài)（-35°C，0.2MPa)進(jìn)入制冷器18與冷凍水回水換熱，冷凍水從12°C降到7 r。
[0054] 4、表1顯示了透平膨脹機(jī)10出入口在不同壓力狀態(tài)下的燃?xì)饬髁颗c發(fā)電率的關(guān) 系。
[0055] 從表1可W看出，利用天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電-壓縮制冷的裝置的進(jìn)氣壓力范圍為 0.4~4MPa?？筛鶕?jù)不同的進(jìn)出氣壓力即不同的壓差，通過調(diào)節(jié)天然氣流量可將發(fā)電功率控 制在300~1446.2kW，滿足大部分?jǐn)?shù)據(jù)中屯、用電要求。當(dāng)進(jìn)氣壓力為較小的0.4MPa，而出氣 壓力也為較小的〇.2MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛?6000kg/h，發(fā)電功率約為300kW。當(dāng)進(jìn)氣壓力為較 大的4.0MPa，而出氣壓力為較小的0.4MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛?0000kg/h，發(fā)電功率約為 977 .化W;或進(jìn)氣壓力為1.6M化，而出氣壓力為較小的0.4MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛檩^大的 24000kg/h，發(fā)電功率約為809.3kW;當(dāng)進(jìn)氣壓力為較大的4MPa，而出氣壓力為較小的 0.2MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛檩^大的24000kg/h，發(fā)電率可達(dá)，1446.2kW?？梢?，若W20000kg/h的 天然氣流量為該套裝置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在80 %~120%即leOOOkg/h~24000kg/h的范圍內(nèi)可 通過調(diào)節(jié)天然氣流量控制發(fā)電功率在300~1446.2kW，所W本套發(fā)電系統(tǒng)可操作彈性大，能 夠利用的壓力能范圍大，廣譜性強(qiáng)，該生產(chǎn)裝置可W滿足大部分?jǐn)?shù)據(jù)中屯、的用電要求，具有 良好的節(jié)能減排效果。表1燃?xì)饬髁颗c發(fā)電量、最大制冷量的關(guān)系表：
[0化6]
[0057] 5、當(dāng)下游天然氣用量較小，壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)沒法供應(yīng)足夠的電和冷時(shí)，數(shù)據(jù) 中屯、所需的電與冷可由天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)輔助供應(yīng)。輸入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的天然氣 壓力為0.2MPa，進(jìn)入燃燒室27充分燃燒后，煙氣W1100°C的高溫進(jìn)入燃?xì)馔钙?8;燃?xì)馔钙?28的出氣溫度520°C，所出煙氣進(jìn)入余熱鍋爐29生產(chǎn)蒸汽；余熱鍋爐29的蒸汽出口壓力 4MPa，溫度498 °C左右，進(jìn)入蒸汽透平30;蒸汽輪機(jī)出口壓力為0.5MPa，溫度232 °C左右，進(jìn)入 余熱蒸汽型漠化裡吸收式制冷機(jī)組
[0058] 6、表2顯示了天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的燃?xì)饬髁颗c發(fā)電率的關(guān)系。
[0059] 從表2可W看出所有的溫度和壓力為既定，所W天然氣的流量與系統(tǒng)的發(fā)電量和 輸入吸收式制冷空調(diào)31的功率等比例變化。當(dāng)天然氣流量為2 5 0 k g / h時(shí)，總發(fā)電量為 982.7kW，輸入吸收式制冷空調(diào)31的功率為607.3kW;當(dāng)天然氣流量為500kg/h時(shí)，總發(fā)電量 為1965.4kW，輸入吸收式制冷空調(diào)31的功率為1214.5kW。取吸收式制冷空調(diào)31的COP為1.5， 則天然氣流量為250kg/h時(shí)的制冷量為910.95kW;天然氣流量為500kg/h時(shí)的制冷量為 1821.9kW。則該系統(tǒng)可在500kg/h的天然氣流量下滿足絕大多數(shù)類型的數(shù)據(jù)中屯、的電和冷 的需求，為整套裝置的發(fā)電供冷能力提供了良好的保障。
[0060] 表2燃?xì)饬髁颗c發(fā)電率的關(guān)系：
[00611
[0062] 7、常見數(shù)據(jù)中屯、的電負(fù)荷在lOOOkW左右，故所需供冷量也在lOOOkW左右。
[0063] 如果下游用戶天然氣需求量較大，從表1我們可知，天然氣W進(jìn)口壓力為4M化，透 平膨脹機(jī)10出口壓力為0.2M化，流量為20000kg/h輸入壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)，發(fā)電量為 1205kW，制冷量為1335kW。故此時(shí)全由壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)發(fā)電供冷，可滿足絕大部分?jǐn)?shù)據(jù) 中屯、電與冷的需求。
[0064] 如果下游用戶天然氣需求量較小，從表2我們可知，天然氣W進(jìn)口壓力為0.2M化， 流量為300kg/h輸入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，發(fā)電量為1178.9kW，制冷量為1092kW。故此時(shí)全 由天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電供冷，可滿足絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)中屯、電與冷的需求。
[0065] 如果下游用戶天然氣需求量較大較為正常，假設(shè)輸入整個(gè)裝置的天然氣流量能維 持在lOOOkg/h，天然氣W進(jìn)口壓力為4MPa，透平膨脹機(jī)10出口壓力為0.2MPa，壓力能發(fā)電制 冷系統(tǒng)發(fā)電量為60kW，制冷量為66kW;從透平膨脹機(jī)10排出的天然氣，其中740kg/h進(jìn)入下 游管網(wǎng)，260kg/h輸入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電量為1021kW，制冷量 為946kW。則裝置整體發(fā)電量為lOSlkW，制冷量為1012kW，可滿足絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)中屯、電與冷 的需求。
[0066] 本裝置可根據(jù)下游天然氣用戶用氣量的不同設(shè)置不同的壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)與 天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的輸出配比，對(duì)各種工況有良好的適應(yīng)性。
[0067] 數(shù)據(jù)中屯、用電負(fù)荷較為穩(wěn)定，但冷量負(fù)荷受季節(jié)溫度變化波動(dòng)較大，此時(shí)可通過 改變輸入系統(tǒng)的天然氣流量來改變發(fā)電量，并將多余的電量輸入市電制冷系統(tǒng)制冷，從而 滿足較大的冷負(fù)荷波動(dòng)。
[0068] 本發(fā)明通過壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電與制冷一體化， 市電和市電供冷系統(tǒng)用于輔助并保證電能和冷能的穩(wěn)定供應(yīng)，同時(shí)根據(jù)負(fù)載變化快速調(diào)節(jié) 燃?xì)饬髁亢椭评淞?，進(jìn)而使得整個(gè)負(fù)載系統(tǒng)功率匹配發(fā)電量，保證發(fā)電機(jī)組持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn) 行。
[0069] 本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明 的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可W做出 其它不同形式的變化或變動(dòng)。運(yùn)里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予W窮舉。凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置，其特征在于:包括監(jiān)測 調(diào)控系統(tǒng)、壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)、天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)和市電制冷系統(tǒng)，其中壓力能發(fā)電制 冷系統(tǒng)的天然氣排氣口與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的天然氣進(jìn)氣口相連， 所述壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)包括膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)，所述膨脹發(fā)電系統(tǒng)包括 通過管路連接在高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間的透平膨脹機(jī)（10)，所述透平膨脹機(jī)(10)的輸出 軸依次連接第一變速器(13)及第一發(fā)電機(jī)(14)，所述第一發(fā)電機(jī)(14)的電力輸出端通過第 一變壓同步器(20)向外供電;所述冷媒制冷系統(tǒng)包括依靠管路依次連接形成冷媒循環(huán)回路 的換熱器（12)、冷媒栗（19)、冷媒儲(chǔ)罐（16)、由第一供水栗（17)供水的制冷器（18)，所述透 平膨脹機(jī)(10)流出的天然氣與換熱器(12)換熱后一部分天然氣進(jìn)入天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)， 另一部分進(jìn)入中低壓管網(wǎng)； 天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)包括燃燒發(fā)電系統(tǒng)和吸附制冷系統(tǒng)，所述燃燒發(fā)電系統(tǒng)包括通過 管路依次連接的燃燒室(27 )、燃?xì)馔钙?28 )、由第二供水栗(38)供水的余熱鍋爐(29 )、蒸汽 透平(30)，所述燃?xì)馔钙?28)的輸出軸依次連接第二變速器(32)及第二發(fā)電機(jī)(33)，所述 第二發(fā)電機(jī)(33)的電力輸出端通過第二變壓同步器(36)向外供電;所述蒸汽透平(30)的輸 出軸依次連接第三變速器(34)及第三發(fā)電機(jī)(35 )，所述第三發(fā)電機(jī)(35)的電力輸出端通過 第三變壓同步器(37)向外供電；所述吸附制冷系統(tǒng)通過管路連接在蒸汽透平(28)下游，主 要由第三供水栗(39)供水的吸收式制冷空調(diào)(31)組成，蒸汽透平(30)排放的蒸汽作為輸入 吸收式制冷空調(diào)(31)的熱源。 所述市電制冷系統(tǒng)通過市電向負(fù)載供電，并通過水冷空調(diào)向負(fù)載供冷，主要由冷水空 調(diào)組成，通過管路依次主要由冷卻塔(40)、第四供水栗(43)、冷水機(jī)組冷凝器(41)、冷水機(jī) 組蒸發(fā)器(42 )、第五供水栗(46)組成； 所述監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)包括:PLC(9);依次設(shè)置在高壓管網(wǎng)與透平膨脹機(jī)（10)進(jìn)氣口之間 管路上的第一電控閥（2)、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、第一流量計(jì)(7)、第一流量調(diào) 節(jié)閥（5);依次設(shè)置在所述透平膨脹機(jī)（10)與換熱器（12)之間管路上的壓力現(xiàn)場顯示器、溫 度現(xiàn)場顯示器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4);依次設(shè)置在換熱器（12)與低壓管網(wǎng)之間管路上的壓力變送 器、第二電控閥（3)、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器、三通流量調(diào)節(jié)閥（15)，所述三通流 量調(diào)節(jié)閥（15)-個(gè)出口連接天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)，另一出口連接中低壓管網(wǎng)；設(shè)置在第一 變速器(13)與第一發(fā)電機(jī)(14)之間的速度變送器;依次設(shè)置在冷媒栗（19)與冷媒儲(chǔ)罐(16) 之間管路上的第二流量計(jì)(8)和第二流量調(diào)節(jié)閥(6);設(shè)置在第一供水栗（17)與制冷器(18) 之間的第三流量調(diào)節(jié)閥（21)和用于測量經(jīng)制冷器（18)制冷后冷水溫度的溫度變送器;依次 設(shè)置在中壓管網(wǎng)和燃燒室進(jìn)氣口之間的第三電控閥（22)、壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示 器、第三流量計(jì)(24)、第四流量調(diào)節(jié)閥（23);依次設(shè)置在燃?xì)馔钙?28)和余熱鍋爐(29)之間 的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器;設(shè)置在第二變速器(32)和第二發(fā)電機(jī)(33)之間的速 度變送器;依次設(shè)置在余熱鍋爐(29)和蒸汽透平(30)之間的壓力變送器、溫度變送器;依次 設(shè)置在蒸汽透平（30)和吸收式制冷空調(diào)（31)之間的壓力現(xiàn)場顯示器、溫度現(xiàn)場顯示器;設(shè) 置在第三供水栗(39)與吸收式制冷空調(diào)(31)之間的第六流量調(diào)節(jié)閥（26);設(shè)置在第四供水 栗(43)與冷水機(jī)組冷凝器(41)之間的第七流量調(diào)節(jié)閥（44);設(shè)置在冷水機(jī)組蒸發(fā)器(42)與 第五供水栗(46)之間的第八流量調(diào)節(jié)閥（45);設(shè)置在冷水機(jī)組蒸發(fā)器(42)出水管路上的溫 度變送器； 所述PLC(9)通過電路分別連接各電控閥、各個(gè)壓力變送器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（4)、各流量調(diào) 節(jié)閥、各速度變送器、各溫度變送器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置， 其特征在于:所述透平膨脹機(jī)(10)與換熱器12之間的管路上設(shè)置有緩沖罐(11)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置， 其特征在于:所述的吸收式制冷空調(diào)(31)采用余熱蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置， 其特征在于:所述第一電控閥2、第二電控閥3和第三電控閥（22)選用具有緊急切斷功能的 ZCRB型燃?xì)饩o急切斷閥；所述第一流量調(diào)節(jié)閥5、第二流量調(diào)節(jié)閥6、第三流量調(diào)節(jié)閥21、第 四流量調(diào)節(jié)閥（23)、第五流量調(diào)節(jié)閥（25)、第六流量調(diào)節(jié)閥（26)、第七流量調(diào)節(jié)閥（44)、第 八流量調(diào)節(jié)閥（45)、三通流量調(diào)節(jié)閥（15)和氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（4)選用電動(dòng)控制型閥。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置， 其特征在于:所述PLC(9)根據(jù)下游天然氣用戶用氣量的不同，通過控制各閥改變進(jìn)入不同 系統(tǒng)的天然氣流量來設(shè)置不同的壓力能控制發(fā)電制冷系統(tǒng)與天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的輸出 配比，以滿足各種不同工況。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置， 其特征在于：當(dāng)冷負(fù)荷隨氣溫升高而增大時(shí)，所述PLC(9)通過控制各閥增大進(jìn)入裝置的天 然氣流量，一方面增大壓力能發(fā)電制冷系統(tǒng)或天然氣冷電聯(lián)供系統(tǒng)的制冷量，一方面將多 余的電量輸入市電制冷系統(tǒng)制冷，以滿足較大的冷負(fù)荷波動(dòng)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用管網(wǎng)天然氣發(fā)電制冷的數(shù)據(jù)中心一體化供能裝置， 其特征在于:所述透平膨脹機(jī)(10)、燃?xì)馔钙?28)、蒸汽透平(30)的速度變送器將主軸轉(zhuǎn)速 信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)反饋至PLC(9)，PLC(9)根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速與輸出功率之間的函數(shù)關(guān)系算 出輸出功率;PLC(9)通過對(duì)比速度變送器和所述透平膨脹機(jī)（10)、燃?xì)馔钙?28)、蒸汽透平 (30)的前后壓力變送器的預(yù)設(shè)額定值和當(dāng)前值得到控制各閥的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)載變 化快速調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁亢椭评淞?，進(jìn)而使得整個(gè)負(fù)載系統(tǒng)功率匹配發(fā)電量，保證發(fā)電機(jī)組持 續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】F17D1/07GK106050341SQ201610615548
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月28日
【發(fā)明人】徐文東, 熊凡凡, 符仁義, 丁際昭, 張容偉, 陳秋雄, 陳運(yùn)文, 陸涵, 溫永剛, 安成名, 游詠
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué), 深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司