進水管(16)、內(nèi)燃機(32)的進水口 (321)以及內(nèi)燃機(32)內(nèi)的通道，以進行冷卻水換熱循環(huán)，其中，第一涼水塔(20)接收冷卻水泵(18)輸出的已回收內(nèi)燃機(32)燃燒放出的熱量的冷卻水并使該冷卻水與外界通入到第一涼水塔(20)內(nèi)的空氣進行換熱，已回收內(nèi)燃機(32)燃燒放出的熱量的冷卻水放熱而降溫； 當?shù)诙刂归y(19B)的進口(191B)與第二截止閥(19B)的出口(192B)連通時，冷卻水循環(huán)的第二個回路、有機工質(zhì)朗肯循環(huán)回路以及流體循環(huán)回路工作，從內(nèi)燃機(32)的出水口(322)排出的已回收內(nèi)燃機(32)的熱量的冷卻水流經(jīng)出水管(17)、第二截止閥(19B)的進口(191B)、第二截止閥(19B)的出口(192B)、換熱管路(21)而進入第一換熱器(11)，有機工質(zhì)泵(10)將有機工質(zhì)儲液罐中的液態(tài)有機工質(zhì)輸出，有機工質(zhì)泵(10)輸出的液態(tài)有機工質(zhì)進入第一換熱器(11)，進入第一換熱器(11)的已回收內(nèi)燃機(32)的熱量的冷卻水與液態(tài)有機工質(zhì)進行換熱，液態(tài)有機工質(zhì)吸收冷卻水的熱量而預(yù)熱升溫，且冷卻水放熱而降溫，降溫的冷卻水經(jīng)由換熱管路(21)、進水管(16)而進入內(nèi)燃機(32)的進水口(321)，預(yù)熱升溫的液態(tài)有機工質(zhì)從第一換熱器(11)流出并進入第二換熱器(12)，煙氣余熱換熱裝置(22)中的吸收煙氣的熱量的流體經(jīng)由流體排出口(222)和流體循環(huán)管路(24)進入第二換熱器(12)，進入第二換熱器(12)的吸收煙氣的熱量的流體與經(jīng)過進入第二換熱器(12)的預(yù)熱升溫的液態(tài)有機工質(zhì)進行換熱，預(yù)熱升溫的液態(tài)有機工質(zhì)吸收流體的熱量并蒸發(fā)為過熱帶壓的氣態(tài)有機工質(zhì)，而流體放熱降溫，降溫的流體經(jīng)由流體循環(huán)管路(24)以及煙氣余熱換熱裝置(22)的流體進入口(221)進入煙氣余熱換熱裝置(22)內(nèi)，過熱帶壓的氣態(tài)有機工質(zhì)進入膨脹機(13)并驅(qū)動膨脹機(13)做功，膨脹機(13)做功并帶動與膨脹機(13)連接的發(fā)電機(15)發(fā)電，發(fā)電機(15)向外部的供電或儲能裝置提供所發(fā)出的電，做功后的乏氣從膨脹機(13)排出并進入第三換熱器(14)，在第三換熱器(14)，乏氣通過熱交換而冷卻成液態(tài)有機工質(zhì)、之后液態(tài)有機工質(zhì)回收到有機工質(zhì)儲液罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)還包括: 冷卻泵(25)，設(shè)置在第三換熱器(14)的下游并連通第三換熱器(14);以及 換熱介質(zhì)管路(26)，連通第一涼水塔(20)、第三換熱器(14)以及冷卻泵(25)； 其中，冷卻泵(25)、第一涼水塔(20)、換熱介質(zhì)管路(26)、第三換熱器(14)形成冷卻水子循環(huán)回路； 當?shù)诙刂归y(19B)的進口(191B)與第二截止閥(19B)的出口(192B)連通時，做功后的乏氣從膨脹機(13)排出并進入第三換熱器(14)，而第一涼水塔(20)的冷卻水在冷卻泵(25)的驅(qū)動下經(jīng)由換熱介質(zhì)管路(26)進入第三換熱器(14)，在第三換熱器(14)中，冷卻水與乏氣進行換熱，冷卻水吸收乏氣的熱量而升溫，乏氣放熱而降溫、冷卻成液態(tài)有機工質(zhì)、之后液態(tài)有機工質(zhì)回收到有機工質(zhì)儲液罐，升溫的冷卻水經(jīng)由冷卻泵(25)進入第一涼水塔(20)，第一涼水塔(20)使進入其內(nèi)的升溫的冷卻水與外界通入的空氣進行換熱，冷卻水放熱降溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)還包括: 冷卻泵(25)，設(shè)置在第三換熱器(14)的下游并連通第三換熱器(14); 第二涼水塔(27)，設(shè)置在冷卻泵(25)的下游并連通冷卻泵(25);以及 換熱介質(zhì)管路(26)，一端連通第二涼水塔(27)而另一端連通第三換熱器(14); 其中，冷卻泵(25)、第二涼水塔(27)、換熱介質(zhì)管路(26)、第三換熱器(14)形成獨立的冷卻水循環(huán)回路； 當?shù)诙刂归y(19B)的進口(191B)與第二截止閥(19B)的出口(192B)連通時，做功后的乏氣從膨脹機(13)排出并進入第三換熱器(14)，而第二涼水塔(27)內(nèi)的冷卻水在冷卻泵(25)的驅(qū)動下經(jīng)由換熱介質(zhì)管路(26)進入第三換熱器(14)，在第三換熱器(14)中，冷卻水與乏氣進行換熱，冷卻水吸收乏氣的熱量而升溫，乏氣放熱而降溫、冷卻成液態(tài)有機工質(zhì)、之后液態(tài)有機工質(zhì)回收到有機工質(zhì)儲液罐，升溫的冷卻水經(jīng)由冷卻泵(25)進入第二涼水塔(27)，第二涼水塔(27)使進入其內(nèi)的升溫的冷卻水與外界通入的空氣進行換熱，冷卻水放熱降溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)還包括: 煙道(28)，連通在煙氣余熱換熱裝置(22)和內(nèi)燃機(32)之間，用于將內(nèi)燃機(32)排放的煙氣輸出； 第三截止閥(29A)，設(shè)置于煙道(28)，具有進口(291A)和出口(292A)，進口(291A)連通內(nèi)燃機(32)，出口(292A)連通煙氣余熱換熱裝置(22);以及 第四截止閥(29B)，具有進口(291B)和出口(292B)，進口(291B)連通第三截止閥(29A)的進口(291A)且連通內(nèi)燃機(32)，出口(292B)連通于外界大氣； 當?shù)谌刂归y(29A)的進口(291A)與第三截止閥(29A)的出口(292A)連通時，內(nèi)燃機(32)排放的煙氣輸入至煙氣余熱換熱裝置(22)，當?shù)谒慕刂归y(29B)的進口(291B)與第四截止閥(29B)的出口(293B)連通時，內(nèi)燃機(32)排放的煙氣排放進入大氣中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，煙氣余熱換熱裝置(22)內(nèi)的流體為水、導(dǎo)熱油中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)還包括: 有機朗肯循環(huán)旁通回路(30)，一端連通于膨脹機(13)的上游而另一端連通在膨脹機(13)的下游且所述另一端與第三換熱器(14)連通；以及 電動閥門(31)，設(shè)置于有機朗肯循環(huán)旁通回路(30)，控制有機朗肯循環(huán)旁通回路(30)的流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)還包括: 控制器(33)，用于控制所述內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于，控制器(33)為PLC或 DCS。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于， 第一截止閥(19A)的進口(191A)與出口(192A)和第二截止閥(19B)的進口(191B)與出口(192B)同時連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其特征在于， 第三截止閥(29A)的進口(291A)與出口(292A)和第四截止閥(29B)的進口(291B)與出口(292B)同時連通。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機余熱綜合利用系統(tǒng)，其包括：有機工質(zhì)泵、第一換熱器、第二換熱器、膨脹機、第三換熱器、發(fā)電機、進水管、出水管、冷卻水泵、第一截止閥、第一涼水塔、第二截止閥、換熱管路、煙氣余熱換熱裝置、煙氣排放管路、流體循環(huán)管路。發(fā)明采用內(nèi)燃機的冷卻水的余熱對有機工質(zhì)進行預(yù)加熱，然后再用內(nèi)燃機排放的煙氣的余熱對有機工質(zhì)進行再加熱，使有機工質(zhì)蒸發(fā)為過熱帶壓的氣態(tài)有機工質(zhì)驅(qū)動膨脹機做功。發(fā)明基于有機工質(zhì)朗肯循環(huán)，且僅采用同一套有機工質(zhì)朗肯循環(huán)回路來回收內(nèi)燃機的冷卻水和煙氣的余熱，全面回收利用了內(nèi)燃機的余熱能，且可使內(nèi)燃機的余熱最大限度地用來發(fā)電，富余的冷卻水的余熱還可以用以廠區(qū)供熱或制冷。
【IPC分類】F02B41-00, F01K23-10, F01N5-02, F01K23-04, F01K25-10
【公開號】CN104564195
【申請?zhí)枴緾N201510036945
【發(fā)明人】劉國利, 李志勇, 張明柱
【申請人】中能綠科（北京）技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月26日