一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，包括余熱回收裝置（1）、熱功轉(zhuǎn)換回路（2）和冷凝回路（3）；所述熱功轉(zhuǎn)換回路（2）包括依次連接成環(huán)的蒸發(fā)器（21）、熱功轉(zhuǎn)換機械（22）、冷凝器（23）、儲液罐（24）和工質(zhì)泵（25）；所述冷凝回路（3）包括依次連接成環(huán)的冷凝器（23）、冷卻塔（31）和冷卻泵（32）。本設備可利用各種低、中、高溫余熱來用于發(fā)電，具有余熱回收率高、發(fā)電量大、回收余熱的范圍廣等優(yōu)點。
【專利說明】一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力設備領域，特別涉及一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備。
【背景技術】
[0002]我國工業(yè)領域的能源消耗量約占全國能源消耗總量的70%。除了生產(chǎn)工藝相對落后、產(chǎn)業(yè)結構不合理的因素外，工業(yè)余熱利用率低，能源沒有得到充分綜合利用是造成工業(yè)領域的能耗高的主要原因。
[0003]一般按余熱載體的溫度水平不同，將余熱資源劃分為三種:高溫余熱(500°C以上)、中溫余熱(200-500°C之間)和低溫余熱(200°C以下)。目前，我國回收利用的余熱主要來自高溫煙氣的高溫顯熱和生產(chǎn)過程中排放的可燃氣，低溫余熱(即200°C以下的低品位余熱)基本上還沒有回收。相對于煤、石油、天然氣等高品位能源而言，200°C以下的低品位余熱在相同單位內(nèi)包含的能量較低，利用難度大。但從能源利用的格局來看，大量排放掉的低品位工業(yè)余熱將作為產(chǎn)能和用能的關鍵環(huán)節(jié)，對節(jié)能減排的戰(zhàn)略起到重要作用。
[0004]我國工業(yè)余熱資源豐富，特別是在鋼鐵、有色、化工、水泥、建材、石油與石化、輕工、焦炭等行業(yè)，余熱資源約占其燃料消耗總量的67%，其中有近30%以上是以200°C以下的廢氣余熱的方式被排入大氣浪費掉的，使工業(yè)余熱發(fā)電能力未能得到充分的利用和發(fā)揮，每年相當于浪費7.75億噸標準煤，不僅造成了能源浪費，而且對環(huán)境造成熱污染。
實用新型內(nèi)容
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的是提供一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，該設備能夠利用工業(yè)界大量的200°C以下的低溫余熱資源進行發(fā)電。
[0006]技術方案:本實用新型提供的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，包括余熱回收裝置、熱功轉(zhuǎn)換回路和冷凝回路；所述熱功轉(zhuǎn)換回路包括依次連接成環(huán)的蒸發(fā)器、熱功轉(zhuǎn)換機械、冷凝器、儲液罐和工質(zhì)栗；所述冷凝回路包括依次連接成環(huán)的冷凝器、冷卻塔和冷卻栗。
[0007]作為改進，還包括調(diào)壓閥，所述調(diào)壓閥設于蒸發(fā)器熱功轉(zhuǎn)換機械之間。
[0008]作為優(yōu)選，所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為30-100°C。
[0009]作為另一種優(yōu)選，所述熱功轉(zhuǎn)換回路內(nèi)采用臨界溫度100°C以下、沸點在-40°C以下的介質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)。優(yōu)選地，熱功轉(zhuǎn)換回路內(nèi)采用丙烷(C3H8)、或二氧化碳(CO2)、或丙烷和二氧化碳的混合物作為循環(huán)工質(zhì)。采用這樣的工質(zhì)具有不破壞臭氧層、化學性穩(wěn)定的優(yōu)點，同時這樣的工質(zhì)其凝固溫度小于設備循環(huán)中所有回路中的工質(zhì)最低凝固溫度。
[0010]作為另一種優(yōu)選，所述冷凝回路內(nèi)采用水或空氣作為冷卻方式。
[0011]作為另一種優(yōu)選，所述的熱功轉(zhuǎn)換機械為汽輪機或膨脹機。
[0012]作為進一步優(yōu)選，所述膨脹機為渦旋式膨脹機、螺桿式膨脹機、離心式膨脹機或活塞式膨脹機。[0013]有益效果:本實用新型提供的低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備結構簡單、成本低廉，能夠大幅降低余熱能源的利用溫度及利用率，應用范圍廣。
[0014]該設備通過采用臨界溫度100°C以下、沸點在_40°C以下的介質(zhì)作為工質(zhì)，不僅可以有效的回收40-200°C的低溫余熱，而且可以應用于回收200°C以上的中高溫余熱，能夠大幅度地提高中高溫余熱發(fā)電的余熱回收率，增加余熱回收范圍，大大提高了余熱能源的利用率。
[0015]本該設備可利用各種低、中、高溫余熱來用于發(fā)電，具有余熱回收率高、發(fā)電量大、回收余熱的范圍廣等優(yōu)點。各類企業(yè)均可利用應用該設備利用企業(yè)自家的余熱建立自備電站，可有效降低企業(yè)的電力消耗及生產(chǎn)成本，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結構改造、節(jié)能環(huán)保雙贏的局面。同時，也是提高國內(nèi)能源使用效率、改善霧霾空氣、實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型做出進一步說明。
[0018]低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，見圖1，包括余熱回收裝置1、熱功轉(zhuǎn)換回路2和冷凝回路3 ;熱功轉(zhuǎn)換回路2包括依次連接成環(huán)的蒸發(fā)器21、調(diào)壓閥26、熱功轉(zhuǎn)換機械22、冷凝器23、儲液罐24和工質(zhì)栗25 ;冷凝回路3包括依次連接成環(huán)的冷凝器23、冷卻塔31和冷卻栗32。熱功轉(zhuǎn)換機械22與發(fā)電機4連接。
[0019]所述的熱功轉(zhuǎn)換機械22為汽輪機；可選地，也可以選擇任意合適的熱功轉(zhuǎn)換機械22 ;優(yōu)選地，可選用汽輪機或膨脹機，其中，膨脹機包括但不限于渦旋式膨脹機、螺桿式膨脹機、離心式膨脹機和活塞式膨脹機。
[0020]蒸發(fā)器23的蒸發(fā)溫度通過工質(zhì)的選擇和設計控制在30_100°C的低溫區(qū)域。
[0021]該裝置的工作原理為:
[0022]余熱回收裝置I回收工業(yè)余熱并將工業(yè)余熱換熱至有蓄熱功能的蒸發(fā)器21中，工質(zhì)栗25將循環(huán)工質(zhì)從儲液罐24輸送到蒸發(fā)器21中，蒸發(fā)器21連續(xù)將熱功轉(zhuǎn)換回路2的工質(zhì)加熱變成壓力較高的蒸汽，通過調(diào)壓閥26控制蒸汽壓力，并將蒸汽送入熱功轉(zhuǎn)換機械22內(nèi)膨脹做功，帶動發(fā)電機4發(fā)電，乏汽的循環(huán)工質(zhì)進入冷凝器23冷凝后回到儲液罐24中，完成一次循環(huán)。冷卻栗32將冷卻工質(zhì)從冷卻塔31中送入冷凝器23中，使冷凝器中的循環(huán)工質(zhì)冷卻。
[0023]將上述低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備用于不同條件下循環(huán)發(fā)電。
[0024]應用實例一，蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度為100°C，冷凝器冷凝溫度為30°C，熱功轉(zhuǎn)換回路2采用丙烷作為循環(huán)工質(zhì)，冷凝回路3內(nèi)采用水冷方式，結果見表I。
[0025]表I低溫型有機朗肯循環(huán)和國內(nèi)外低溫余熱發(fā)電的比較
[0026]
【權利要求】
1.一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:包括余熱回收裝置(I)、熱功轉(zhuǎn)換回路(2)和冷凝回路(3);所述熱功轉(zhuǎn)換回路(2)包括依次連接成環(huán)的蒸發(fā)器(21)、熱功轉(zhuǎn)換機械(22)、冷凝器(23)、儲液罐(24)和工質(zhì)栗(25);所述冷凝回路(3)包括依次連接成環(huán)的冷凝器(23 )、冷卻塔(31)和冷卻栗(32 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:還包括調(diào)壓閥(26)，所述調(diào)壓閥(26)設于蒸發(fā)器(21)和熱功轉(zhuǎn)換機械(22)之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:所述蒸發(fā)器(23)的蒸發(fā)溫度為30-100°C。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:所述熱功轉(zhuǎn)換回路(2)內(nèi)采用臨界溫度100°C以下、沸點在-40°C以下的介質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:熱功轉(zhuǎn)換回路(2)內(nèi)采用丙烷或二氧化碳作為循環(huán)工質(zhì)。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:所述冷凝回路(3)采用水或空氣作為冷卻方式。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:所述的熱功轉(zhuǎn)換機械(22)為汽輪機或膨脹機。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種低溫型有機朗肯循環(huán)工業(yè)余熱發(fā)電設備，其特征在于:所述膨脹機為渦旋式膨脹機、螺桿式膨脹機、離心式膨脹機或活塞式膨脹機。
【文檔編號】F01K27/00GK203603991SQ201320466900
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權日:2013年8月1日
【發(fā)明者】孟寧 申請人:南京微陽電力科技有限公司