本發(fā)明屬于工業(yè)余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

面對全球氣候變暖和資源環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我國“十三五”再次強(qiáng)調(diào)指出“在改革環(huán)境治理基礎(chǔ)制度的同時(shí)，要支持綠色清潔生產(chǎn)，推動建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展產(chǎn)業(yè)體系”，除了對煤炭、石油、天然氣、可再生能源、核電等燃料之間關(guān)系的統(tǒng)籌規(guī)劃，“十三五”能源規(guī)劃把化解過剩產(chǎn)能作為重要政策導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、加強(qiáng)多元化的能源供應(yīng)以及統(tǒng)籌平衡。

工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，也是能源消耗的主要領(lǐng)域，其能源消耗量占國家能源消耗總量的70%左右，但其中約50%的工業(yè)用熱最終以低品位余熱的形式直接排放。工業(yè)余熱就是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中，沒有被利用的熱能，廣泛存在于鋼鐵、有色金屬、建材、化工、煤炭、電力、石油、石化等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，其中包括鍋爐尾氣、工業(yè)冷卻水、生產(chǎn)工藝過程中排放的熱量、凝汽式汽輪機(jī)尾氣等等。

研究表明，在各種類型的工業(yè)余熱中，可回收利用的余熱資源部分占總余熱資源的60%，對工業(yè)余熱進(jìn)行有效地回收不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也具有一定的環(huán)保效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國高耗能行業(yè)的年余熱節(jié)能潛力超過了1000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可見余熱資源回收潛力非常大。與此同時(shí)，對余熱資源進(jìn)行利用也是解決我國日益嚴(yán)重的能源環(huán)境危機(jī)的有效途徑，對我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略有重大影響。

現(xiàn)有的余熱鍋爐發(fā)電技術(shù)只在回收高品位工業(yè)余熱中具有較好的轉(zhuǎn)換效率，針對中低品味工業(yè)余熱轉(zhuǎn)換效率低；工業(yè)熱泵技術(shù)、熱交換技術(shù)的產(chǎn)品單一，多為熱水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)，構(gòu)建一個小型ORC循環(huán)發(fā)電的分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)，以工業(yè)余熱為驅(qū)動熱源，使系統(tǒng)自動運(yùn)行同時(shí)輸出電能和熱能，工業(yè)余熱轉(zhuǎn)換效率低，回收利用效率高，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵，蒸發(fā)器輸出口連接到膨脹機(jī)輸入口，膨脹機(jī)輸出口連接到冷凝器輸入口，冷凝器輸出口連接到工質(zhì)泵，工質(zhì)泵連接到蒸發(fā)器，蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵構(gòu)成主回路，蒸發(fā)器上還連接有余熱回收的熱源回路，冷凝器上連接有冷凝回路，膨脹機(jī)上還連接有發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選的，上述主回路中循環(huán)流動的有機(jī)工質(zhì)采用R245fa。

優(yōu)選的，上述工質(zhì)泵連接有存放工質(zhì)液體的儲液罐，工質(zhì)泵選用離心泵（IB80-50-315型）。

優(yōu)選的，上述蒸發(fā)器采用板式換熱器，板寬為0.7m，板片間距為0.002m，板片長度為0.315m，板片單片換熱面積為0.0023m²。

優(yōu)選的，上述膨脹機(jī)采用螺桿型膨脹機(jī)。

優(yōu)選的，上述冷凝器采用翅片管式、風(fēng)冷，管內(nèi)徑為8mm，管外徑為10mm，管長為9.12m。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵構(gòu)成主回路對余熱回路進(jìn)行余熱回收和冷凝回路進(jìn)行利用以及發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，可以充分回收在工業(yè)余熱當(dāng)中數(shù)量更多、范圍更廣的中低品位余熱，轉(zhuǎn)換效率高，本發(fā)明回收利用工業(yè)余熱，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電和產(chǎn)能，不但能緩解能源危機(jī)，還可減輕因?yàn)橛酂崴鸬沫h(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。

實(shí)施例：如圖1所示，一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵，蒸發(fā)器輸出口連接到膨脹機(jī)輸入口，膨脹機(jī)輸出口連接到冷凝器輸入口，冷凝器輸出口連接到工質(zhì)泵，工質(zhì)泵連接到蒸發(fā)器，蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵構(gòu)成主回路，蒸發(fā)器上還連接有余熱回收的熱源回路，冷凝器上連接有冷凝回路，膨脹機(jī)上還連接有發(fā)電機(jī)。

優(yōu)選的，上述主回路中循環(huán)流動的有機(jī)工質(zhì)采用R245fa，該工質(zhì)不僅滿足環(huán)境友好、低毒性、可燃性低的基本原則，而且可使系統(tǒng)產(chǎn)生較高的系統(tǒng)熱力效率。

優(yōu)選的，上述工質(zhì)泵連接有存放工質(zhì)液體的儲液罐，工質(zhì)泵選用離心泵（IB80-50-315型），工質(zhì)泵在ORC中的作用是加壓并輸送液體工質(zhì)，本發(fā)明的工質(zhì)泵采用離心泵（IB80-50-315型），額定體積流量為Q_vN=25m³/h、轉(zhuǎn)速為n_N=1450r/min、揚(yáng)程為H_N=32m，該工質(zhì)泵具有較合適的應(yīng)用范圍，且耐高溫和耐腐蝕性較好。

蒸發(fā)器是有機(jī)工質(zhì)吸收熱源溫度變成高溫高壓蒸汽的部件，很大程度的影響了ORC系統(tǒng)的發(fā)電效率，優(yōu)選的，上述蒸發(fā)器采用板式換熱器，板寬為0.7m，板片間距為0.002m，板片長度為0.315m，板片單片換熱面積為0.0023m²，該蒸發(fā)器可以較快的使工質(zhì)達(dá)到其最佳蒸發(fā)溫度，使循環(huán)凈輸出功達(dá)到最大。

膨脹機(jī)作為ORC系統(tǒng)的動力部件，其效率值直接影響整個系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，一般可分為螺桿型、渦旋型和活塞型等三種。本發(fā)明的膨脹機(jī)采用螺桿型膨脹機(jī)，較之其他兩種，螺桿型的膨脹機(jī)使用范圍更廣、對工況的適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單，不同型號機(jī)器的實(shí)測數(shù)據(jù)表明，在中小容量范圍內(nèi)（1500kw），螺桿膨脹機(jī)的效率要高出其他兩種的 10%~20%，制造成本也相對較小。

冷凝器可以冷凝膨脹機(jī)中做功余下的高溫乏氣，為工質(zhì)泵提供液態(tài)的有機(jī)工質(zhì)，完成ORC系統(tǒng)的一次工作循環(huán)，優(yōu)選的，上述冷凝器采用翅片管式、風(fēng)冷，管內(nèi)徑為8mm，管外徑為10mm，管長為9.12m。

在主回路的基礎(chǔ)上，以蒸發(fā)器為操作對象，使工業(yè)余熱和有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行熱交換的熱源回路，在主回路的基礎(chǔ)上，以冷凝器為操作對象，使恒溫冷卻水吸收冷凝器中從膨脹機(jī)膨脹做功之后剩余常壓乏氣的高溫，得到熱水產(chǎn)生熱能，從而構(gòu)成冷凝回路。本發(fā)明采用的ORC技術(shù)低溫?zé)崃ρh(huán)性能優(yōu)越，利用該技術(shù)回收中低溫的工業(yè)余熱，可以高效的同時(shí)發(fā)電和產(chǎn)生熱能。

上述主回路中，低溫低壓液態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)泵加壓進(jìn)入蒸發(fā)器，與中低品位的工業(yè)余熱換熱變成高壓過熱蒸汽，接著進(jìn)入膨脹機(jī)，推動膨脹機(jī)做功，將攜帶的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再由發(fā)電機(jī)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能，膨脹后的乏氣進(jìn)入冷凝器冷凝為飽和液體，經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵加壓進(jìn)入蒸發(fā)器，完成一個工作周期的循環(huán)。

與現(xiàn)有的工業(yè)余熱回收利用的技術(shù)相比，現(xiàn)有的工業(yè)余熱回收利用針對余熱鍋爐發(fā)電技術(shù)只在回收高品位工業(yè)余熱中具有較好的轉(zhuǎn)換效率；工業(yè)熱泵技術(shù)、熱交換技術(shù)的產(chǎn)品單一，多為熱水，而本發(fā)明采用的ORC技術(shù)可以充分回收在工業(yè)余熱當(dāng)中數(shù)量更多、范圍更廣的中低品位余熱。采用該技術(shù)回收利用工業(yè)余熱，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電和產(chǎn)能，不但能緩解能源危機(jī)，還可減輕因?yàn)橛酂崴鸬沫h(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。