采用超臨界二氧化碳工質的工業(yè)余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及余熱利用領域，具體地，涉及一種采用超臨界二氧化碳工質的工業(yè)余熱利用系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]余熱是指能源利用系統(tǒng)或設備中未被有效利用的能源。據(jù)統(tǒng)計，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%_67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。電力、冶金、化工、紡織、水泥等行業(yè)存在大量的高溫廢氣的排放，對高溫廢氣中的余熱加以回收利用是降低能耗、節(jié)能減排的重要措施。
[0003]余熱利用一般分為供熱和發(fā)電兩種，而目前余熱發(fā)電一般采用余熱鍋爐，利用廢氣加熱余熱鍋爐內的水產(chǎn)生蒸汽，通過朗肯循環(huán)實現(xiàn)由熱能到電能的轉換。工業(yè)熱源大多排放的是高溫廢氣，但朗肯循環(huán)在高溫下效率并不理想，且系統(tǒng)復雜、設備多、體積大，投資成本較高，投資回收周期長，限制了企業(yè)投資余熱利用設備的積極性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種工業(yè)余熱利用系統(tǒng)，解決目前工業(yè)余熱利用效率低、投資成本高的技術問題。
[0005]本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是:
[0006]采用超臨界二氧化碳工質的工業(yè)余熱利用系統(tǒng)，包括
[0007]主工藝熱源:提供帶有工業(yè)余熱的氣體或液體；
[0008]煙氣換熱器:用于供主工藝熱源產(chǎn)生的工業(yè)余熱與復合循環(huán)回路內的超臨界二氧化碳工質進行熱交換；
[0009]分級串聯(lián)式的復合循環(huán)回路:包括第一透平、第一發(fā)電機、第一回熱器、第二回熱器、冷卻器、壓氣機、第二透平以及第二發(fā)電機;所述第一透平的入口與所述煙氣換熱器的二次側出口相連通，所述第一透平的出口與所述第一回熱器的高溫側入口相連通，所述第一透平的輸出端與所述第一發(fā)電機的輸入端相連，所述第一回熱器的高溫側出口與所述第二回熱器的高溫側入口相連通，所述第二回熱器的高溫側出口與所述冷卻器的入口相連通，所述冷卻器的出口與所述壓氣機的入口相連通，所述壓氣機的出口分別與所述煙氣換熱器的二次側入口及所述第二回熱器的低溫側入口相連通，所述第二回熱器的低溫側出口與所述第一回熱器的低溫側入口相連通，所述第一回熱器的低溫側出口與所述第二透平的入口相連通，所述第二透平的出口與所述第二回熱器的高溫側入口相連通，所述第二透平的輸出端與所述第二發(fā)電機的輸入端相連，且該復合循環(huán)回路內的工質為超臨界二氧化碳。
[0010]進一步地，所述主工藝熱源為能夠產(chǎn)生工業(yè)余熱的各種工業(yè)設備。
[0011]進一步地，所述主工藝熱源為火電站鍋爐、柴油機、燃氣輪機、轉爐或焦爐。
[0012]進一步地，所述煙氣換熱器設置于所述主工藝熱源內，所述主工藝熱源產(chǎn)生的帶有工業(yè)余熱的氣體或液體從所述煙氣換熱器的一次側入口進入并于所述煙氣換熱器內進行熱交換后從所述煙氣換熱器的一次側出口排出。
[0013]進一步地，所述煙氣換熱器為耐高壓的緊湊板式換熱器。
[0014]進一步地，所述工業(yè)余熱利用系統(tǒng)還包括脫硫裝置，所述脫硫裝置與所述煙氣換熱器的一次側相連通。
[0015]進一步地，所述工業(yè)余熱利用系統(tǒng)還包括脫硝裝置，所述脫硝裝置與所述煙氣換熱器的一次側相連通。
[0016]進一步地，所述工業(yè)余熱利用系統(tǒng)還包括蓄熱器，所述蓄熱器的入口與所述煙氣換熱器的二次側出口相連通，所述蓄熱器的出口與所述第一透平的入口相連通。
[0017]綜上，本實用新型的有益效果是:本實用新型所述的工業(yè)余熱利用系統(tǒng)根據(jù)工業(yè)余熱的特點，設計所述分級串聯(lián)式的復合循環(huán)回路，能夠較好地匹配各類工業(yè)余熱的溫度參數(shù)范圍，可比當前采用的余熱鍋爐蒸汽發(fā)電效率提高5%_10%，設備占地面積縮小20%-60%，投資成本降低25%_50%，投資回收周期縮短一半以上，經(jīng)濟競爭力大幅提升。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型較佳實施例所示的工業(yè)余熱利用系統(tǒng)的結構示意圖；
[0019]附圖中標記及相應的零部件名稱:工業(yè)余熱利用系統(tǒng)100、主工藝熱源10、煙氣換熱器20、第一透平30、第一發(fā)電機31、第一回熱器40、第二回熱器50、冷卻器60、壓氣機70、第二透平80、第二發(fā)電機81。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0021]實施例1
[0022]請參閱圖1，本實用新型較佳實施例所示的工業(yè)余熱利用系統(tǒng)100，包括主工藝熱源10、煙氣換熱器20、第一透平30、第一發(fā)電機31、第一回熱器40、第二回熱器50、冷卻器60、壓氣機70、第二透平80以及第二發(fā)電機81。
[0023]所述主工藝熱源10為能夠產(chǎn)生工業(yè)余熱的各種工業(yè)設備，如可以是各種工業(yè)使用的加熱爐或發(fā)熱設備，更具體地可以為火電站鍋爐、柴油機、燃氣輪機、轉爐、焦爐等。
[0024]所述煙氣換熱器20設置于所述主工藝熱源10內，所述主工藝熱源10產(chǎn)生的帶有工業(yè)余熱的氣體或液體從所述煙氣換熱器20的一次側入口進入并于所述煙氣換熱器20內進行熱交換后從所述煙氣換熱器20的一次側出口排出。本實施例中，所述煙氣換熱器20優(yōu)選耐高壓的緊湊板式換熱器。
[0025]所述第一透平30的入口與所述煙氣換熱器20的二次側出口相連通，所述第一透平30的出口與所述第一回熱器40的高溫側入口相連通，所述第一透平30的輸出端與所述第一發(fā)電機31的輸入端相連。所述第一回熱器40的高溫側出口與所述第二回熱器50的高溫側入口相連通，所述第二回熱器50的高溫側出口與所述冷卻器60的入口相連通，所述冷卻器60的出口與所述壓氣機70的入口相連通，所述壓氣機70的出口分別與所述煙氣換熱器20的二次側入口及所述第二回熱器50的低溫側入口相連通，所述第二回熱器50的低溫側出口與所述第一回熱器40的低溫側入口相連通，所述第一回熱器40的低溫側出口與所述第二透平80的入口相連通，所述第二透平80的出口與所述第二回熱器50的高溫側入口相連通，所述第二透平80的輸出端與所述第二發(fā)電機81