基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用評測和余熱綜合利用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)余熱回收裝置和方法，特別是涉及一種基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜 合利用評測和余熱綜合利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 綠色發(fā)展是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向，節(jié)能減排是我國制造業(yè)面臨的急迫任務(wù)。許多 生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的余熱，以各種方法進(jìn)行工業(yè)余熱回收利用受到越來越多的關(guān)注。申 請?zhí)枮?201410477982.3"，發(fā)明名稱為"煙道余熱的回收系統(tǒng)"，能夠降低煙氣余熱溫度，將 煙氣中很寬溫度范圍內(nèi)的熱量回收；申請?zhí)枮?201210068312.7"，發(fā)明名稱為"工業(yè)爐余熱 回收系統(tǒng)"，其結(jié)構(gòu)簡單，余熱利用率高，在有效的將工業(yè)爐煙氣排放溫度降至130Γ左右的 同時，還能得到60°C的熱水來滿足人們的供水和采暖需求。類似的發(fā)明還有很多。
[0003] 基于工業(yè)汽輪機(jī)的工業(yè)余熱回收裝置是應(yīng)用較為廣泛的余熱綜合利用技術(shù)，申請 號為"201210139203.X"，發(fā)明名稱為"一種低溫位工業(yè)流體余熱回收系統(tǒng)"，主要采用汽輪 機(jī)連接發(fā)電機(jī)來運(yùn)行，也對其回收期、投資成本、維護(hù)成本等進(jìn)行了考慮；申請?zhí)枮?"201310029375.6"，發(fā)明名稱為"一種有機(jī)朗肯型工業(yè)余熱集成回收裝置"，實(shí)現(xiàn)了整個系 統(tǒng)余熱資源的集成回收和高效發(fā)電；申請?zhí)枮?201320517798.8"，發(fā)明名稱為"汽輪機(jī)余熱 供熱系統(tǒng)"，將循環(huán)回路由開放式改為密閉式，汽輪機(jī)排出氣體也得到回收利用。
[0004] 工業(yè)汽輪機(jī)裝置的引入對企業(yè)來講，在通過余熱回收利用帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收入的 同時，也需要大量的成本和費(fèi)用投入，其全生命周期包括設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維護(hù)及最終的回 收處理階段都會帶來一定的經(jīng)濟(jì)投入和環(huán)境影響。這需要對基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利 用的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響進(jìn)行綜合評測，確定余熱量多大，經(jīng)過多長時間，用戶能獲得多大 的綜合效益，這有助于推廣基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用技術(shù)和裝置，實(shí)現(xiàn)企業(yè)用戶、供 應(yīng)商和社會的多贏。現(xiàn)在，并未見到有專利進(jìn)行這方面的評測和分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對目前工業(yè)余熱綜合利用未考慮并量化經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響分析的問題，本發(fā) 明的目的在于提供一種基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用評測和余熱綜合利用裝置。
[0006] 本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是：
[0007] -、一種基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用評測，包括如下步驟：
[0008] 步驟1)進(jìn)行余熱源調(diào)查，企業(yè)用戶對欲綜合利用的余熱展開分析，確定生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的余熱來源，尤其判斷余熱介質(zhì)屬性；
[0009] 所述介質(zhì)屬性判斷即從廣泛的熱源中確定是否存在適合工業(yè)汽輪機(jī)進(jìn)行回收的 余熱，如果存在則采用工業(yè)汽輪機(jī)來進(jìn)行余熱回收，否則不推薦進(jìn)行；
[0010]步驟2)余熱檢測評估，在企業(yè)生產(chǎn)過程所排放余熱處安裝余熱檢測裝置，所述余 熱檢測裝置包括水質(zhì)檢測儀或蒸汽質(zhì)量測試儀，對余熱源進(jìn)行初始溫度、壓強(qiáng)和流量參數(shù) 進(jìn)行檢測、記錄和保存；
[0011] 步驟3)根據(jù)步驟2)檢測到的余熱源各參數(shù)值，設(shè)計(jì)基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利 用裝置；
[0012] 步驟4)獲取余熱綜合利用的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響應(yīng)綜合考 慮以達(dá)到最優(yōu)的回收方案，經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)包括整套余熱綜合利用裝置生產(chǎn)的成本和 環(huán)境影響，該裝置運(yùn)行過程的成本和效益，該裝置運(yùn)行過程的環(huán)境影響；來源于步驟1)和步 驟3)的檢測數(shù)據(jù)，企業(yè)用戶和供應(yīng)商提供的實(shí)際數(shù)據(jù)和估計(jì)值；
[0013] 步驟5)對基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用裝置進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響量化，當(dāng) 該裝置引入的時候會給企業(yè)用戶帶來一定的購買成本和負(fù)面的環(huán)境影響，故在此綜合考慮 回收余熱若干年的經(jīng)濟(jì)收入、環(huán)境影響情況，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行計(jì)算該裝置的經(jīng)濟(jì)效 益和環(huán)境影響；
[0014] 所述基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用裝置在N年的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：
[0015]
[0016]其中，Yunit-operating是余熱綜合利用每年帶來的經(jīng)濟(jì)效益;Cunit-operating是余熱綜合 利用每年帶來的成本;cunit是綜合利用裝置的購買成本；
[0017] 所述基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用裝置在N年的環(huán)境影響計(jì)算如下，主要考慮 能耗：
[0018]
[0019] 其中，Sunit是基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用裝置在生產(chǎn)制造階段產(chǎn)生的能耗； Sunit-operating是余熱綜合利用所導(dǎo)致每年減少的能耗；
[0020] 由公式(1)和公式(2)，分別計(jì)算得到達(dá)到最短經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境影響的回收年限N;
[0021] 步驟6)根據(jù)步驟5)計(jì)算的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境影響數(shù)據(jù)，提供支持用戶決策的象限圖，幫 助用戶判斷和決策。
[0022] 二、一種基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用裝置：
[0023] 包括余熱鍋爐，工業(yè)汽輪機(jī)，連接設(shè)備，機(jī)械設(shè)備和發(fā)電機(jī);余熱鍋爐的高溫飽和 蒸汽經(jīng)管路與工業(yè)汽輪機(jī)的進(jìn)汽口連接，帶動工業(yè)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸經(jīng)連接設(shè)備驅(qū)動 機(jī)械設(shè)備或發(fā)電機(jī)做功或者發(fā)電，工作后的蒸汽從工業(yè)汽輪機(jī)的排汽口排出。
[0024] 所述工業(yè)汽輪機(jī)的另一個進(jìn)汽口經(jīng)管路與燃煤鍋爐\連接，進(jìn)行補(bǔ)汽。
[0025]本發(fā)明具有的有益效果是：
[0026] 1)考慮了回收利用對象一一余熱介質(zhì)的特點(diǎn)，引入檢測裝置，為回收技術(shù)選擇、設(shè) 計(jì)和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益評價(jià)提供了參考和數(shù)據(jù)支持；
[0027] 2)增加了用戶的參與和多重選擇，綜合利用裝置可根據(jù)需求取舍相應(yīng)模塊，使用 戶決策與余熱回收的最佳方案進(jìn)行匹配和緊密結(jié)合；
[0028] 3)基于全生命周期的考慮，量化了基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用過程的經(jīng)濟(jì)效 益和環(huán)境影響，能快速給出可視化的綜合效益結(jié)果，幫助企業(yè)用戶進(jìn)行決策。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明余熱綜合利用評測流程步驟圖。
[0030] 圖2是余熱綜合利用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖中：1、燃煤鍋爐，2、余熱鍋爐，3、工業(yè)汽輪機(jī)，4、連接設(shè)備，5、機(jī)械設(shè)備，6、發(fā)電 機(jī)。
[0032] 圖3是基于經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響的支持用戶決策象限圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0034] 如圖1所示，基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利用評測方法，包括如下步驟：
[0035] 步驟1)進(jìn)行余熱源調(diào)查，企業(yè)用戶對欲綜合利用的余熱展開分析，確定生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的余熱來源，尤其判斷余熱介質(zhì)屬性；
[0036] 所述介質(zhì)屬性判斷即從廣泛的熱源中確定是否存在適合工業(yè)汽輪機(jī)進(jìn)行回收的 余熱，工業(yè)余熱多種多樣，如冷卻水、高溫蒸汽、煙道排汽、化學(xué)反應(yīng)熱、爐渣余熱等，而工業(yè) 汽輪機(jī)工作則主要依靠高溫飽和蒸汽的熱能進(jìn)行驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動做功。如果存在高溫蒸汽和 熱水，則采用工業(yè)汽輪機(jī)來進(jìn)行余熱回收，否則不推薦進(jìn)行；
[0037] 步驟2)余熱檢測評估，在企業(yè)生產(chǎn)過程所排放余熱處安裝余熱檢測裝置，所述余 熱檢測裝置包括水質(zhì)檢測儀或蒸汽質(zhì)量測試儀，對余熱源進(jìn)行初始溫度、壓強(qiáng)和流量參數(shù) 進(jìn)行檢測、記錄和保存；
[0038] 步驟3)根據(jù)步驟2)檢測到的余熱源各參數(shù)值，設(shè)計(jì)基于工業(yè)汽輪機(jī)的余熱綜合利 用裝置，主要考慮回收技術(shù)可行性分析，余熱量是否足夠，以及工業(yè)汽輪機(jī)的驅(qū)動終端設(shè)備 如何；
[0039] 如圖2所示，余熱綜合利用裝置，包括余熱鍋爐2,工業(yè)汽輪機(jī)3,連接設(shè)備4,機(jī)械設(shè) 備5和發(fā)電機(jī)6;余熱鍋爐2的高溫飽和蒸汽經(jīng)管路與工業(yè)汽輪機(jī)3的進(jìn)汽口連接，帶動工業(yè) 汽輪機(jī)3轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸經(jīng)連接設(shè)備4驅(qū)動機(jī)械設(shè)備5或發(fā)電機(jī)6做功或者發(fā)電，工作后的蒸 汽從工業(yè)汽輪機(jī)3的排汽口排出。圖2中實(shí)線為物質(zhì)流，虛線為能量流。
[0040]所述工業(yè)汽輪機(jī)3的另一個進(jìn)汽口經(jīng)管路與燃煤鍋爐1連接，進(jìn)行補(bǔ)汽。
[0041]燃煤鍋爐1主要配合余熱鍋爐2工作，若生產(chǎn)過程產(chǎn)生的余熱量不足以單獨(dú)驅(qū)動工 業(yè)汽輪機(jī)，則需要引入新的熱源來補(bǔ)汽，燃煤燃燒將水加熱為高溫飽和蒸汽，以保證工業(yè)汽 輪機(jī)正常工作。在提供高溫飽和蒸汽的同時也會隨著煙氣的排出而帶走一定的熱能。
[0042]余熱鍋爐2主要用于將余熱轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，或?qū)Φ推焚|(zhì)余熱預(yù)處理，提升其溫度及壓 強(qiáng)，滿足工業(yè)汽輪機(jī)的驅(qū)動需要。
[0043] 工業(yè)汽輪機(jī)3主要是采用高溫飽和蒸汽驅(qū)動不同級轉(zhuǎn)子及葉片轉(zhuǎn)動，從而將熱能 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，蒸汽來源主要是企業(yè)生產(chǎn)過程的余熱。做工后的高溫飽和蒸汽經(jīng)排汽口排 出，也會帶有少量熱能。
[0044] 連接設(shè)備4則是根據(jù)實(shí)際工作狀況、設(shè)備需求而引入的輔助設(shè)備，協(xié)調(diào)工業(yè)汽輪機(jī) 和終端設(shè)備的工作。故圖2中的連接設(shè)備4可為工業(yè)透平。
[0045] 機(jī)械設(shè)備5和發(fā)電機(jī)6,均是工業(yè)汽輪機(jī)所要驅(qū)動的終端設(shè)備之一，企業(yè)用戶可根 據(jù)自身生產(chǎn)需求，用余熱綜合利用來發(fā)電，將廢棄熱能轉(zhuǎn)化為電能，帶來一定的額外經(jīng)濟(jì)效 益；或者用工業(yè)汽輪機(jī)驅(qū)動企業(yè)的其他大型回轉(zhuǎn)設(shè)備，將廢棄熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，節(jié)約電 能。
[0046] 如圖2所示，根據(jù)用戶需求進(jìn)行實(shí)際余熱綜合利用裝置的配置和設(shè)計(jì)。首先對于工 業(yè)汽輪機(jī)驅(qū)