本發(fā)明屬于天然氣綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化分布式能源方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)各公司都在進(jìn)行分布式能源技術(shù)開(kāi)發(fā)。對(duì)于移動(dòng)式模塊化能源解決方案是其中最重要的一個(gè)方向。目前應(yīng)用的移動(dòng)式能源燃料主要是柴油，利用柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，其冷、熱、氣、電都是單獨(dú)一套系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)冷、熱、氣、電的聯(lián)供，能源轉(zhuǎn)化方式單一，發(fā)電過(guò)程中的廢熱無(wú)法實(shí)現(xiàn)回收利用，熱量損失較大，柴油機(jī)排放污染較高，并且裝置尺寸未標(biāo)準(zhǔn)化，轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸相對(duì)困難。而在節(jié)能減排的大背景下，lng也叫天然氣，是一種清潔能源，相對(duì)柴油污染大大降低，已成為我國(guó)燃料的主導(dǎo)氣源，如何利用lng作為移動(dòng)式能源燃料，并在一定程度上緩解柴油能源燃料的使用是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化分布式能源方法，以解決偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)無(wú)法使用管輸天然氣的問(wèn)題，并用天然氣代替罐裝液化石油氣，降低居民用氣成本、實(shí)現(xiàn)燃?xì)獠婚g斷供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)野外工程冷、熱、氣、電聯(lián)供，并提高能源利用效率，降低能源消耗；還用天然氣代替柴發(fā)電，解決柴油發(fā)電的大氣污染問(wèn)題；還用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱裝運(yùn)各個(gè)模塊，解決移動(dòng)式能源設(shè)備的轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸以及運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的對(duì)設(shè)備的損傷問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種模塊化分布式能源方法，具體包括如下步驟：

s1、將獨(dú)立模塊式結(jié)構(gòu)的lng儲(chǔ)罐模塊、增壓模塊、供冷模塊、發(fā)電模塊和供熱模塊進(jìn)行組合連接，并在lng儲(chǔ)罐模塊內(nèi)設(shè)置儲(chǔ)氣罐，在增壓模塊內(nèi)設(shè)置增壓泵和空溫式氣化器，在供冷模塊內(nèi)設(shè)置冷媒預(yù)冷器、制冷機(jī)組、與冷媒預(yù)冷器連接的冷媒入口和與制冷機(jī)組連接的冷媒出口，在發(fā)電模塊內(nèi)設(shè)置燃?xì)鈾C(jī)組和與燃?xì)鈾C(jī)組做功輸出端連接的發(fā)電機(jī)，在供熱模塊內(nèi)設(shè)置換熱器、燃?xì)鉅t、與換熱器連接的冷水入口和與燃?xì)鉅t連接的熱水出口；

s2、利用第一氣路閥將儲(chǔ)氣罐內(nèi)的液化天然氣直接引至燃?xì)夤芫W(wǎng)的天然氣管，實(shí)現(xiàn)對(duì)外低壓供氣；

s3、利用第二氣路閥將儲(chǔ)氣罐內(nèi)的液化天然氣引至增壓泵，在增壓泵內(nèi)完成對(duì)液化天然氣的加壓；

s4、利用第三氣路閥將經(jīng)過(guò)s3步驟后的高壓液化天然氣引至空溫式氣化器，在空溫式氣化器內(nèi)完成對(duì)液化天然氣的強(qiáng)制氣化；

s5、利用第四氣路閥將經(jīng)過(guò)s3步驟后的高壓液化天然氣引至冷媒預(yù)冷器，在冷媒預(yù)冷器內(nèi)完成對(duì)液化天然氣的加熱氣化，將冷媒預(yù)冷器的出氣端與空溫式氣化器的出氣端相連接，通過(guò)冷媒管閥將冷媒預(yù)冷器與制冷機(jī)組相連接，通過(guò)冷媒出口與冷媒入口與待制冷設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)外制冷；

s6、利用第五氣路閥將經(jīng)過(guò)s4步驟和/或s5步驟后的氣化天然氣引至燃?xì)鈾C(jī)組，燃?xì)鈾C(jī)組做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外發(fā)電；

s7、利用第六氣路閥將經(jīng)過(guò)s4步驟和/或s5步驟后的氣化天然氣引至燃?xì)鉅t，天然氣在燃?xì)鉅t內(nèi)燃燒加熱冷水，實(shí)現(xiàn)對(duì)外供熱；

s8、利用煙氣管閥將經(jīng)過(guò)s6步驟后的燃?xì)鈾C(jī)組做功后的高溫廢氣引至換熱器，并通過(guò)水流管閥將換熱器與燃?xì)鉅t相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)即將進(jìn)入燃?xì)鉅t內(nèi)燃燒加熱的冷水進(jìn)行預(yù)熱；在換熱器上設(shè)有煙氣放空閥。

優(yōu)選的，將所述增壓模塊與供冷模塊集成為一體。

優(yōu)選的，在所述冷水入口處設(shè)有水處理器，用以對(duì)進(jìn)入所述換熱器的冷水進(jìn)行軟化和凈化處理。

優(yōu)選的，在增壓模塊內(nèi)還設(shè)置有控制系統(tǒng)，用以對(duì)lng儲(chǔ)罐模塊、增壓模塊、供冷模塊、發(fā)電模塊和供熱模塊進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量、控制。

本發(fā)明的有益效果是：

1、采用lng為燃料，相對(duì)傳統(tǒng)的柴油環(huán)境污染更小。

2、采用模塊化組合方案，功能多樣(具有居民用氣，工地用電、制冷、供熱等功能)，每個(gè)功能可根據(jù)實(shí)際需要單獨(dú)或組合選配。

3、相對(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)式能源效率更高，更節(jié)約能源。在制冷時(shí)，利用lng的汽化冷量給冷媒預(yù)冷，可以大大減少制冷機(jī)組的電耗；在供熱時(shí)，利用燃?xì)鈾C(jī)組的高溫廢氣預(yù)熱冷水，可以大大減少燃?xì)鉅t的天然氣消耗。

4、相比傳統(tǒng)非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的設(shè)計(jì)，本發(fā)明采用集裝箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸設(shè)計(jì)，便于公路、鐵路和海洋運(yùn)輸，并且可以減少運(yùn)輸過(guò)程中的損傷。

5、相對(duì)傳統(tǒng)的焊接，本發(fā)明模塊之間采用軟管法蘭(或螺紋)連接，組裝方便，利于減少現(xiàn)場(chǎng)施工量和安裝時(shí)間，并且可以緩沖由于地基不均勻沉降對(duì)設(shè)備管路的損傷，對(duì)設(shè)備的基礎(chǔ)要求低。

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、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)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為本發(fā)明模塊化分布式能源方法的示意圖；

附圖標(biāo)記：lng儲(chǔ)罐模塊a、增壓模塊b、供冷模塊c、發(fā)電模塊d、供熱模塊e、儲(chǔ)氣罐1、第一氣路閥2、第二氣路閥3、增壓泵4、第三氣路閥5、空溫式氣化器6、第四氣路閥7、冷媒預(yù)冷器8、制冷機(jī)組9、控制系統(tǒng)10、第五氣路閥11、發(fā)電機(jī)12、燃?xì)鈾C(jī)組13、第六氣路閥14、換熱器15、燃?xì)鉅t16、冷媒管閥17、冷媒入口18、冷媒出口19、煙氣管閥20、冷水入口21、熱水出口22、煙氣放空閥23、水流管閥24、加熱管25。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種模塊化分布式能源方法，具體包括如下步驟：

s1、利用連接管道和閥門(mén)將模塊式結(jié)構(gòu)的lng儲(chǔ)罐模塊a、增壓模塊b、供冷模塊c、發(fā)電模塊d和供熱模塊e進(jìn)行組合連接，并采用軟管法蘭(或螺紋)連接結(jié)構(gòu)，并在lng儲(chǔ)罐模塊a內(nèi)設(shè)置用于儲(chǔ)存液化天然氣的儲(chǔ)氣罐1，在增壓模塊b內(nèi)設(shè)置用于將液化天然氣加壓的增壓泵4和用于將液化天然氣強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成氣態(tài)的空溫式氣化器6，在供冷模塊c內(nèi)設(shè)置用于將液化天然氣加熱氣化的冷媒預(yù)冷器8、制冷機(jī)組9、與冷媒預(yù)冷器8連接的冷媒入口18和與制冷機(jī)組9連接的冷媒出口19，在發(fā)電模塊d內(nèi)設(shè)置燃?xì)鈾C(jī)組13和與燃?xì)鈾C(jī)組13做功輸出端連接的發(fā)電機(jī)12，在供熱模塊e內(nèi)設(shè)置換熱器15、燃?xì)鉅t16、與換熱器15連接的冷水入口21和與燃?xì)鉅t16連接的熱水出口22；

s2、利用第一氣路閥2將儲(chǔ)氣罐1內(nèi)的液化天然氣直接引至燃?xì)夤芫W(wǎng)的天然氣管，實(shí)現(xiàn)對(duì)外低壓供氣；

s3、利用第二氣路閥3將儲(chǔ)氣罐1內(nèi)的液化天然氣引至增壓泵4，在增壓泵4內(nèi)完成對(duì)液化天然氣的加壓；

s4、利用第三氣路閥5將經(jīng)過(guò)s3步驟后的高壓液化天然氣引至空溫式氣化器6，在空溫式氣化器6內(nèi)完成對(duì)液化天然氣的強(qiáng)制氣化；

s5、利用第四氣路閥7將經(jīng)過(guò)s3步驟后的高壓液化天然氣引至冷媒預(yù)冷器8，在冷媒預(yù)冷器8內(nèi)完成對(duì)液化天然氣的加熱氣化，并將冷媒預(yù)冷器8的出氣端與空溫式氣化器6的出氣端相連接，通過(guò)冷媒管閥17將冷媒預(yù)冷器8與制冷機(jī)組9相連接，通過(guò)冷媒出口19與冷媒入口18與待制冷設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)外制冷；

s6、利用第五氣路閥11將經(jīng)過(guò)s4步驟和/或s5步驟后的氣化天然氣引至燃?xì)鈾C(jī)組13，燃?xì)鈾C(jī)組13做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)12，實(shí)現(xiàn)對(duì)外發(fā)電；

s7、利用第六氣路閥14將經(jīng)過(guò)s4步驟和/或s5步驟后的氣化天然氣引至燃?xì)鉅t16，天然氣在燃?xì)鉅t16內(nèi)燃燒加熱冷水，實(shí)現(xiàn)對(duì)外供熱；

s8、利用煙氣管閥20將經(jīng)過(guò)s6步驟后的燃?xì)鈾C(jī)組13做功后的高溫廢氣引至換熱器15，并通過(guò)水流管閥24將換熱器15與燃?xì)鉅t16相連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)即將進(jìn)入燃?xì)鉅t16內(nèi)燃燒加熱的冷水進(jìn)行預(yù)熱；在換熱器15上設(shè)有煙氣放空閥23。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)上述方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，通過(guò)不同模塊的組合能實(shí)現(xiàn)冷、熱、氣、電的聯(lián)供，當(dāng)然用戶也可根據(jù)自己的需求單獨(dú)選配某一個(gè)或幾個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)自由組合。

上述方法中，可將增壓模塊b與供冷模塊c集成為一體。由于該兩個(gè)模塊的體積較小，可將其合并放置在一個(gè)集裝箱內(nèi)，這樣，進(jìn)一步方便安裝、使用及運(yùn)輸。

上述方法中，可在冷水入口21處設(shè)有水處理器(未畫(huà)出)，可對(duì)進(jìn)入換熱器15的冷水進(jìn)行軟化和凈化處理，一方面防止換熱器15內(nèi)結(jié)出水垢，影響冷水供應(yīng)，另一方面可利于熱水出口22的直接使用，減少后續(xù)處理環(huán)節(jié)。

上述方法中的換熱器15采用管殼式換熱器15，當(dāng)然在不同的實(shí)施例中還可以采用板式或板翅式換熱器15。燃?xì)鉅t16內(nèi)采用呈s型加熱管25，當(dāng)然在不同的實(shí)施例中還可以采用u型或螺旋型加熱管25，該熱管的一端與水流管閥24相連接，另一端與熱水出口22相連接。

上述方法中，在增壓模塊b內(nèi)設(shè)置控制系統(tǒng)10，用以對(duì)lng儲(chǔ)罐模塊a、增壓模塊b、供冷模塊c、發(fā)電模塊d和供熱模塊e進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量、控制。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，該控制系統(tǒng)10設(shè)置在增壓模塊b內(nèi)并不是唯一結(jié)構(gòu)，也可以單獨(dú)設(shè)置，或設(shè)置在其他模塊上均可以。

總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)不同模塊組合能實(shí)現(xiàn)冷、熱、氣、電的聯(lián)供，用戶也可以根據(jù)自己的需求單獨(dú)選配某一個(gè)或幾個(gè)模塊；且供冷、供熱模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收以減少對(duì)lng的消耗，各模塊均設(shè)計(jì)在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)，便于公路、鐵路和海洋輪船運(yùn)輸。具有結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)方便、節(jié)能環(huán)保、啟動(dòng)速度快、供氣能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠性高等優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)根據(jù)上述方案，具體闡釋下其工作原理：

lng儲(chǔ)罐模塊a的儲(chǔ)氣罐1主要是用來(lái)存儲(chǔ)lng的液化天然氣。如果用在城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)，由于城鎮(zhèn)居民用氣壓力較低，無(wú)需加壓直接通過(guò)第一氣路閥2將儲(chǔ)氣罐1頂部的氣相接入燃?xì)夤芫W(wǎng)的天燃?xì)夤埽?yīng)城鎮(zhèn)居民用氣。而增壓模塊b的增壓泵4主要是將液化天然氣加壓后，進(jìn)入空溫式氣化器6進(jìn)行強(qiáng)制氣化，獲得高壓的氣化天然氣，該模塊同時(shí)集成控制系統(tǒng)10，對(duì)各模塊進(jìn)行監(jiān)控，測(cè)量，控制。需要制冷時(shí)，液化天然氣經(jīng)過(guò)增壓泵4后進(jìn)入制冷模塊的冷媒預(yù)冷器8，用冷媒預(yù)冷器8加熱液化天然氣將其氣化，冷媒被降溫預(yù)冷，回收l(shuí)ng的冷量，冷媒再經(jīng)過(guò)制冷機(jī)組9進(jìn)一步降溫后輸出本利用裝置并通過(guò)冷媒出口19與冷媒入口18與外部的待制冷設(shè)備構(gòu)成循環(huán)回路而對(duì)外制冷，從而降低制冷機(jī)組9負(fù)荷。加壓后的氣化天然氣進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)組13，燃?xì)鈾C(jī)組13對(duì)外做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)12發(fā)電。如果需要供熱，也可以將加壓后的氣化天然氣接入燃?xì)鉅t16，氣化天然氣在燃?xì)鉅t16內(nèi)燃燒加熱冷水，同時(shí)為了減少燃?xì)鉅t16的氣化天然氣消耗，先將冷水通過(guò)換熱器15與燃?xì)鈾C(jī)組13的高溫廢氣換熱，冷水被預(yù)熱后再進(jìn)入燃?xì)鉅t16，從而回收燃?xì)鈾C(jī)組13的熱量。并且每個(gè)模塊都設(shè)計(jì)集成在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱內(nèi)，模塊之間采用高壓軟管鏈接。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。