一種氣液混合回收的低品質(zhì)余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)低品質(zhì)余熱回收領(lǐng)域，尤其涉及一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)低品質(zhì)廢氣、廢水聯(lián)合，有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]朗肯循環(huán)是指一種理想的簡單的水蒸氣動(dòng)力循環(huán)，有鍋爐、汽輪機(jī)、冷凝器和水栗組成。其簡要工作原理如下:水在鍋爐和過熱器中吸熱，由飽和水變?yōu)檫^熱蒸汽;過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹，對外做功;在汽輪機(jī)出口，過熱蒸汽變?yōu)榈蛪簼裾羝M(jìn)入冷凝器對冷卻水放熱冷凝至飽和水;水栗消耗外功，將凝結(jié)水升壓送回鍋爐，完成動(dòng)力循環(huán)。有機(jī)朗肯循環(huán)在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上，使用低沸點(diǎn)制冷劑作為循環(huán)工質(zhì)完成動(dòng)力循環(huán)。
[0003]有機(jī)朗肯循環(huán)雖然在工業(yè)余熱回收領(lǐng)域有廣泛運(yùn)用，但是實(shí)用新型人在實(shí)用新型此系統(tǒng)的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題:
[0004]1.沒有采用環(huán)保工質(zhì)，不能滿足環(huán)保要求。
[0005]2.余熱回收功能單一，未能針對廢氣、廢水聯(lián)合回收。
[0006]3.系統(tǒng)開發(fā)周期長，針對某一類型熱源，未能使用先進(jìn)計(jì)算和校驗(yàn)方法。
[0007]4.自動(dòng)化程度不高，系統(tǒng)對熱源變化，冷源變化適應(yīng)性不強(qiáng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種氣液混合回收的低品質(zhì)余熱發(fā)電系統(tǒng)，解決現(xiàn)有有機(jī)朗肯循環(huán)的余熱回收功能單一、計(jì)算和校驗(yàn)方法落后、對熱源變化，冷源變化適應(yīng)性不強(qiáng)的問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目標(biāo)，本實(shí)用新型提供了一種氣液混合回收的低品質(zhì)余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括控制器、熱源循環(huán)回路、工質(zhì)循環(huán)回路和冷源循環(huán)回路，所述熱源循環(huán)回路和工質(zhì)循環(huán)回路通過蒸發(fā)器進(jìn)行熱量交換，所述工質(zhì)循環(huán)回路和冷卻液循環(huán)回路通過冷凝器進(jìn)行熱量交換;所述控制器用于控制各個(gè)循環(huán)回路中閥門和栗的工作；所述熱源循環(huán)回路包括廢氣制熱循環(huán)回路和廢水制熱循環(huán)回路，所述廢氣制熱循環(huán)回路包括壓力水箱、熱水循環(huán)栗和煙氣換熱器，加壓水在壓力水箱的作用下被熱水循環(huán)栗打入煙氣換熱器與熱源尾氣發(fā)生熱交換，提高溫度并作為高溫?zé)嵩催M(jìn)入蒸發(fā)器的高溫?zé)嵩垂艿?，所述廢水制熱循環(huán)回路中熱源廢水作為低溫?zé)嵩粗苯舆M(jìn)入蒸發(fā)器的低溫?zé)嵩垂艿?工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)先與低溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換，再與高溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換，所述蒸發(fā)器的工質(zhì)出口連接膨脹機(jī)的工質(zhì)進(jìn)口，所述膨脹機(jī)對外做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從所述膨脹機(jī)流出的工質(zhì)經(jīng)過冷凝器進(jìn)入工質(zhì)栗，從所述工質(zhì)栗流出的工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器工質(zhì)進(jìn)口。
[0010]在本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括電動(dòng)球閥，所述電動(dòng)球閥設(shè)置于蒸發(fā)器與膨脹機(jī)之間的工質(zhì)回路中，用于控制膨脹機(jī)進(jìn)氣。
[0011]在本實(shí)用新型的再一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥所在的工質(zhì)旁路使進(jìn)入膨脹機(jī)的工質(zhì)分流，所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工質(zhì)入口與電動(dòng)球閥的工質(zhì)入口并聯(lián)，所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的工質(zhì)出口與膨脹機(jī)的工質(zhì)出口并聯(lián)。
[0012]在本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，還包括潤滑油循環(huán)回路，所述潤滑油循環(huán)回路包括油箱、油栗、溫度傳感器、三通恒溫閥、油冷器、油分配、過濾器和油氣分離器;所述油箱的出油口與油栗的進(jìn)油口相連，油栗的出油口與三通恒溫閥的進(jìn)油口相連，三通恒溫閥的第一出油口與油分配器的入口相連，三通恒溫閥的第二出油口與油冷器的進(jìn)油口相連，油冷器的出油口與油分配器的入口相連，所述油分配器的出油口與膨脹機(jī)軸承、軸封和平衡活塞的進(jìn)油口相連，所述膨脹機(jī)軸承、軸封和平衡活塞的出油口與油箱的進(jìn)口相連;所述膨脹機(jī)的工質(zhì)蒸汽出口經(jīng)電磁閥與油箱內(nèi)的加熱管路相連;所述溫度傳感器檢測油溫并傳輸給控制器，所述控制器根據(jù)溫度傳感的信號(hào)控制三通恒溫閥和電磁閥的工作;所述潤滑油從油箱里出來，經(jīng)油栗升壓到三通恒溫閥，溫度傳感器檢測油溫，當(dāng)溫度正常，則控制器控制三通恒溫閥的第一出油口打開第二出油口關(guān)閉，潤滑油進(jìn)入油分配器；當(dāng)溫度過高，則控制器控制三通恒溫閥的第一出油口關(guān)閉第二出油口打開，潤滑油經(jīng)油冷器冷卻后進(jìn)入油分配器，所述油分配器分配一定油量進(jìn)入膨脹機(jī)軸承、軸封和平衡活塞，潤滑后回到油箱;如果潤滑油油溫過低，則控制器控制電磁閥打開，從膨脹機(jī)出來的有機(jī)工質(zhì)蒸汽經(jīng)電磁閥進(jìn)入油箱加熱，經(jīng)油氣分離器回到工質(zhì)主循環(huán)系統(tǒng)，分離出來的油經(jīng)單向閥回到油箱。
[0013]在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述工質(zhì)栗為變頻工質(zhì)栗，通過變頻工質(zhì)栗調(diào)節(jié)循環(huán)工質(zhì)流量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0014]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]1.實(shí)現(xiàn)了廢氣、廢水的聯(lián)合利用，采用加壓水對煙氣(廢氣)換熱，不僅比傳統(tǒng)煙氣利用中使用的導(dǎo)熱油經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，還解決了水因?yàn)槌悍悬c(diǎn)低不能產(chǎn)生高品質(zhì)熱源的難題。系統(tǒng)蒸發(fā)器采用定制的六接頭板式換熱器，對缸套水(廢水)和加壓水聯(lián)合利用，蒸發(fā)環(huán)保有機(jī)工質(zhì)。
[0016]2.具有更高的環(huán)保性能，采用環(huán)保工質(zhì)R245fa，即使意外泄漏也不會(huì)對臭氧層進(jìn)行破壞，不會(huì)使工作人員中毒。
[0017]3.為熱源工況和冷卻環(huán)境變化對系統(tǒng)的影響開發(fā)專門控制程序，比于傳統(tǒng)計(jì)算方法有數(shù)十倍的效率提升。
[0018]4.系統(tǒng)在控制中，采用了多類傳感器，能夠在一定熱源波動(dòng)范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)有機(jī)工質(zhì)的流量，自動(dòng)適配熱力平衡，能夠克服因?yàn)榕蛎洐C(jī)發(fā)熱帶來的油溫不穩(wěn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)潤滑油溫度。
[0019]5.安全性高，系統(tǒng)中膨脹機(jī)前設(shè)有電動(dòng)球閥，當(dāng)用戶所用負(fù)荷減小，發(fā)電機(jī)超速時(shí)，可緊急關(guān)閉膨脹機(jī)進(jìn)氣，打開旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，保護(hù)膨脹機(jī)和管路安全。
[0020]6.穩(wěn)定性好，由于系統(tǒng)變頻電動(dòng)機(jī)的選擇，當(dāng)熱源發(fā)生波動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)可依據(jù)蒸發(fā)器工質(zhì)出口過熱度對工質(zhì)循環(huán)量進(jìn)行增減，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0022]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。
[0024]附圖標(biāo)記:
[0025]1.截止閥；2.循環(huán)水栗;3.煙氣換熱器;4.壓力水箱;5.管道過濾器；
[0026]6.六接口蒸發(fā)器;7.三通閥；8.電動(dòng)球閥；9.電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；10.安全閥；
[0027]11.膨脹機(jī);12.聯(lián)軸器;13.異步發(fā)電機(jī);14.油分配座;15.油箱；
[0028]16.截止閥；17.油粗過濾器;18.油栗；19.三通恒溫閥；20.截止閥；
[0029]21.油冷卻器;22.截止閥；23.管道過濾器;24.截止閥；25.截止閥；
[0030]26.單向閥；27.油氣分離器;28.管殼式冷凝器;29.截止閥；
[0031 ]30.管道過濾器;31.工質(zhì)栗;32.單向閥；33.電磁閥；34.冷卻水栗；
[0032]35.管道過濾器;36.冷卻水塔;37.截止閥；38.截止閥。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0034]在本實(shí)用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0035]本實(shí)用新型低品質(zhì)有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)主要用于低溫余熱，包括廢水，廢氣的回收利用，把廢熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榕蛎洐C(jī)的動(dòng)能，可用于驅(qū)動(dòng)栗類、風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)電等。
[0036]如圖1所示，本實(shí)用新型氣液混合回收的低品質(zhì)余熱發(fā)電系統(tǒng)包括控制器、熱源循環(huán)回路、工質(zhì)循環(huán)回路和冷源循環(huán)回路。其中，熱源循環(huán)回路和工質(zhì)循環(huán)回路通過蒸發(fā)器進(jìn)行熱量交換，工質(zhì)循環(huán)回路和冷卻液循環(huán)回路通過冷凝器進(jìn)行熱量交換。在本實(shí)施方式中，冷凝器可以采用現(xiàn)有的冷凝器。在本實(shí)施方式中，控制器控制三個(gè)循環(huán)回路中所有設(shè)備的工作，具體的控制方法采用現(xiàn)有技術(shù)中對相應(yīng)設(shè)備的控制方法。
[0037]在本實(shí)施方式中，還設(shè)置有工質(zhì)壓力傳感器、工質(zhì)溫度傳感器和發(fā)電機(jī)電流傳感器，控制器接收各個(gè)傳感器的信號(hào)并控制每個(gè)循環(huán)回路中閥門和栗的工作以及發(fā)電機(jī)的運(yùn)行。在本實(shí)施方式中，系統(tǒng)中有很多個(gè)傳感器，檢測工質(zhì)溫度和壓力，例如在在蒸發(fā)器出口與膨脹機(jī)進(jìn)口之間，即蒸發(fā)器和膨脹機(jī)之間安裝有壓力傳感器、溫度傳感器。
[0038]熱源循環(huán)回路包括廢氣制熱循環(huán)回路和廢水制熱循環(huán)回路，廢氣制熱循環(huán)回路包括壓力水箱、熱水循環(huán)栗和煙氣換熱器，加壓水在壓力水箱的作用下被熱水循環(huán)栗打入煙氣換熱器與熱源尾氣發(fā)生熱交換，提高溫度并作為高溫?zé)嵩催M(jìn)入蒸發(fā)器的高溫?zé)嵩垂艿溃鰪U水制熱循環(huán)回路中熱源廢水作為低溫?zé)嵩粗苯舆M(jìn)入蒸發(fā)器的低溫?zé)嵩垂艿馈?br>[0039]工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)先與低溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換，再與高溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換，蒸發(fā)器的工質(zhì)出口連接膨脹機(jī)的工質(zhì)進(jìn)口，膨脹機(jī)對外做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，從膨脹機(jī)流出的工質(zhì)經(jīng)過冷凝器進(jìn)入工質(zhì)栗，從工質(zhì)栗流出的工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器工質(zhì)進(jìn)口。在本實(shí)施方式中，工質(zhì)栗為變頻工質(zhì)栗。膨脹機(jī)也可以驅(qū)動(dòng)其他耗能設(shè)備(例如風(fēng)機(jī)或栗)的運(yùn)行。
[0040]在本實(shí)施方式中，在蒸發(fā)器與膨脹機(jī)之間的工質(zhì)回路中設(shè)置有電動(dòng)球閥，該電動(dòng)球閥用于控制膨脹機(jī)進(jìn)氣。本實(shí)施方式中還設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥所在的工質(zhì)旁路使進(jìn)入膨脹機(jī)的