專利名稱：一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)的制作方法
一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，特別是涉及一種能夠充分利用工業(yè)余熱產(chǎn)生
動力進(jìn)行發(fā)電或做功的螺桿膨脹動力系統(tǒng)。背景技術(shù)：
我國的一次能源現(xiàn)狀不容樂觀，煤炭資源儲量雖然世界排名第二 (美國第一，是我國儲量的一倍)，但我國可開采的煤炭資源不足百年時(shí)間，遠(yuǎn)少于世界前六位儲煤量的國家；我國的石油和天然氣資源也僅夠開采幾十年，世界范圍內(nèi)的石油開采也可能在本世紀(jì)內(nèi)短缺。 由于我國能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，能源沒有實(shí)現(xiàn)充分的階梯利用，余熱資源量大而分布廣泛。例如，我國現(xiàn)有相當(dāng)部分的工業(yè)鍋爐的額定蒸汽壓力為1.3MPa，而使用時(shí)，卻需要降壓運(yùn)行、減溫減壓使用，造成大量的浪費(fèi)。 在石油化工行業(yè)，因?yàn)楣に囘^程中伴隨著大量的蒸汽，也產(chǎn)生大量的廢熱液。這些廢棄放掉的熱源本可以回收利用。同樣在冶金和鋼鐵行業(yè)，僅回收鋼鐵企業(yè)的沖渣廢熱水(80-90度) 一項(xiàng)，就可以為每個(gè)企業(yè)帶來2麗到5麗的電能，對于世界最大鋼鐵產(chǎn)量的我國來說，其社會效益和經(jīng)濟(jì)效益是不可估量的。另外，鋼鐵企業(yè)的廢棄蒸汽也很多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于沖渣廢熱水廢棄的能量，因而回收能源的空間將是巨大的。 在電力企業(yè)尤其在熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，有許多減溫減壓蒸汽節(jié)流的能量損失，以及排放廢熱(如連排水排放)的能量損失。例如冬天供暖的熱電廠，一般用高品位蒸汽來加熱低品位的供暖熱水，造成極大的能源品質(zhì)的浪費(fèi)。若將加熱蒸汽先通過螺桿膨脹機(jī)發(fā)電(或拖動負(fù)載)，然后再加熱供暖熱水，可以大幅度降低廠用電量，發(fā)電成本僅為原電廠成本的1/3-1/5。 在地?zé)岚l(fā)電和太陽能發(fā)電方面，螺桿膨脹機(jī)也可提供非常好的能量轉(zhuǎn)換途徑。地?zé)崴梢灾苯舆M(jìn)入螺桿膨脹機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，省掉了地?zé)崴Y(jié)垢腐蝕帶來系統(tǒng)龐大投資和維護(hù)的問題，前景廣闊。原來的太陽能發(fā)電主要采用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，存在成本高以及長期可靠性差的問題；現(xiàn)在可利用普通太陽能板吸收熱量再通過螺桿膨脹機(jī)發(fā)電，系統(tǒng)簡單而且造價(jià)大幅度降低，具有非常大的應(yīng)用前景。 在其他行業(yè)，包括建材水泥、造紙印染、紡織、糖業(yè)食品、酒業(yè)、藥廠等領(lǐng)域，也存在同樣的能源損失問題。 煉鋼廠目前的轉(zhuǎn)爐蒸汽回收系統(tǒng)通常是將轉(zhuǎn)爐汽包蒸汽經(jīng)過蒸汽管道匯總到一根蒸汽母管，經(jīng)過該蒸汽母管將匯總的蒸汽送到蓄熱器穩(wěn)壓，從蓄熱器引出的蒸汽經(jīng)減溫減壓后供廠區(qū)余熱熱能系統(tǒng)用汽。目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼廠減溫減壓的習(xí)慣做法是在從蓄熱器引出的熱質(zhì)主管路中加裝一臺氣動/電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)壓以達(dá)到減壓效果。這種調(diào)壓方式存在著顯著不足，那就是利用調(diào)節(jié)閥降壓所帶來的降壓節(jié)流能量損失非常大，不符合我國近期所提出的節(jié)能減排、建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策。能否將降壓節(jié)流所產(chǎn)生的能量損失采取一定的方式/裝置予以回收就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。但是，其存在如下需要克服的技
4術(shù)問題，第一，蓄熱器所提供的蒸汽品質(zhì)為飽和蒸氣(蒸汽干度低、含水量大)，常規(guī)能量轉(zhuǎn)
化設(shè)備不適用；第二，蓄熱器所提供的蒸汽存在一定的能量波動；第三，廠區(qū)余熱熱能系統(tǒng)
用汽汽壓為恒壓，故替代調(diào)節(jié)閥的能量回收裝置必須能起到減壓并穩(wěn)壓的作用。 綜上所述，需要一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其可以解決現(xiàn)有的能量利用不充分的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其能夠回收低品位
熱能并直接轉(zhuǎn)換成電能或動能。 為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，
與現(xiàn)有余熱熱能系統(tǒng)并聯(lián)，用于利用余熱熱能做功，并將做功后的乏工質(zhì)供應(yīng)至回收再利用設(shè)備，其中，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)包括通過熱質(zhì)主管路相連的螺桿膨脹機(jī)單元、多組測量裝置、多組控制閥以及疏水閥。該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括連接該余熱熱能系統(tǒng)與該螺桿
膨脹機(jī)單元的啟動旁路；該螺桿膨脹機(jī)單元包括螺桿膨脹機(jī)以及相連的負(fù)載設(shè)備。熱質(zhì)推動該螺桿膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動該負(fù)載設(shè)備工作；該多組測量裝置設(shè)于該熱質(zhì)主管路之上，用于測量熱質(zhì)的流量、溫度及壓力數(shù)；該多組控制閥設(shè)于該熱質(zhì)主管路之上，用于控制熱質(zhì)的流量；以及該疏水閥設(shè)于該熱質(zhì)主管路之上，用于通汽排水。來自該余熱熱能系統(tǒng)的管路熱質(zhì)首先通過該啟動旁路流入該螺桿膨脹機(jī)單元，使該螺桿膨脹機(jī)單元啟動；然后，來自該余熱熱能系統(tǒng)的管路熱質(zhì)經(jīng)由該熱質(zhì)主管路流入該螺桿膨脹機(jī)單元進(jìn)行做功。其中，回收再利用設(shè)備可以是用汽設(shè)備，也可以是乏汽、乏液回收設(shè)備等。 根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括設(shè)于螺桿膨脹機(jī)單元上游的減溫噴水單元，該管路熱質(zhì)為熱蒸汽，該減溫噴水單元向該管路熱質(zhì)噴水使其降溫，該余熱熱能系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽溫度為350-500度，壓力為3-5兆帕；該減溫噴水單元所供水的溫度為90-150度，壓力為5-6兆帕；經(jīng)過該減溫噴水單元降溫之后的蒸汽溫度為200-350度，壓力為2-3. 5兆帕；經(jīng)該螺桿膨脹機(jī)單元做功之后的蒸汽溫度為180-300度，壓力為1-3兆帕。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該余熱熱能系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽溫度為435度，壓力為3. 53兆帕；該減溫噴水單元所供水的溫度為104度，壓力為5. 5兆帕；經(jīng)過該減溫噴水單元降溫之后的蒸汽溫度為266度，壓力為2. 7兆帕；經(jīng)該螺桿膨脹機(jī)單元做功之后的蒸汽溫度為220度，壓力為1.7兆帕。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，來自該余熱熱能系統(tǒng)的蒸汽流量為4-50噸/小時(shí)；
該減溫噴水單元所供水的流量為1-10噸/小時(shí)；進(jìn)入該螺桿膨脹機(jī)的蒸汽流量為5-60噸
/小時(shí)。更優(yōu)選的，來自該余熱熱能系統(tǒng)的蒸汽流量為47噸/小時(shí)；該減溫噴水單元所供
水的流量為7. 4噸/小時(shí)；進(jìn)入該螺桿膨脹機(jī)的蒸汽流量為54. 4噸/小時(shí)。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該啟動旁路上設(shè)有截止閥以及控制閥，用于控制啟
動旁路的開關(guān)狀態(tài)以及熱質(zhì)流量。 本發(fā)明還提供了一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，與現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)并聯(lián)，用于利用蒸汽做功，并將做功后的乏蒸汽回收至凝結(jié)水系統(tǒng)，其中該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)包括通過蒸汽管路相連的減溫噴水單元、螺桿膨脹機(jī)單元、冷凝器、多組測量裝置以及多組控制閥，管路蒸汽
5經(jīng)過該減溫噴水單元進(jìn)行降溫之后流入該螺桿膨脹機(jī)單元做功，做功之后的乏蒸汽經(jīng)冷凝器凝結(jié)成水并排出到凝結(jié)水系統(tǒng)，其中該螺桿膨脹機(jī)單元包括螺桿膨脹機(jī)以及相連的負(fù)載設(shè)備，其中，蒸汽推動該螺桿膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動該負(fù)載設(shè)備工作；該多組測量裝置設(shè)于該蒸汽管路之上，用于測量蒸汽的流量、溫度及壓力參數(shù)；以及該多組控制閥設(shè)于該蒸汽管路之上，用于控制蒸汽的流量。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括蒸汽蓄熱器，該蒸汽蓄熱器與該余熱熱能系統(tǒng)連接，以保證該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的不間斷蒸汽供應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括加熱器，所示加熱器鄰近所述蒸汽蓄熱器設(shè)置于所述蒸汽管路中，當(dāng)來自蒸汽管網(wǎng)的熱蒸汽不足時(shí)，所述加熱器工作以促進(jìn)熱蒸汽的產(chǎn)生，保證所述蒸汽蓄熱器輸出穩(wěn)定的熱蒸汽。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括冷水塔以及循環(huán)泵，該冷水塔、該循環(huán)泵與該冷凝器相互聯(lián)通，并在它們之間流通有冷水，以保證該冷凝器的冷凝效果。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該螺桿膨脹機(jī)單元還包括控制模塊、潤滑模塊以及密封模塊，分別對該螺桿膨脹機(jī)起到控制、潤滑以及密封作用。 根據(jù)本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例，該螺桿膨脹機(jī)單元還包括變速機(jī)，該螺桿膨脹機(jī)通過該變速機(jī)與負(fù)載設(shè)備連接。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，螺桿膨脹機(jī)單元作為低品位蒸汽發(fā)電機(jī)來說節(jié)能降耗、高效實(shí)用。不僅適用于過熱蒸汽和飽和蒸汽，而且可以直接利用熱水或汽水兩相高效率產(chǎn)生電力。由于對蒸汽的參數(shù)和品質(zhì)要求不高，可適用多種狀態(tài)的蒸汽或熱液，所以它特別適用于中、小電廠，由它替代電動機(jī)來帶動給水泵和風(fēng)機(jī)可節(jié)約大量用電，為企業(yè)排放的廢熱液和廢熱汽找到了一條可利用的途徑，帶來可觀的回收效益。同樣，本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還可以應(yīng)用于高品位工藝余熱工質(zhì)的熱能利用場合。此外，本環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還符合節(jié)能環(huán)保要求，二氧化碳排放為零，氮氧化物和硫化物排放為零。 為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點(diǎn)，可由此得到深入且具
體的了解，然而所附圖式僅供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

可參考附圖通過實(shí)例更加具體地描述本發(fā)明，其中附圖并未按照比例繪制，在附圖中 圖1A和圖1B顯示了螺桿膨脹機(jī)的基本原理；
圖2顯示了螺桿膨脹機(jī)單元的基本結(jié)構(gòu)； 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖；以及
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
請參考圖1A和圖1B，顯示了螺桿膨脹機(jī)10的基本原理。工質(zhì)由入口管道3經(jīng)入口管道口 4進(jìn)入陰螺桿2、陽螺桿1形成的齒槽內(nèi)，隨著陽螺桿1和陰螺桿2的轉(zhuǎn)動，容腔逐漸增大，工質(zhì)降壓降溫膨脹做功，做完功的工質(zhì)由出口管道5排出。功率由陽螺桿1的輸出端輸出，可帶動給水泵、風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等設(shè)備。 圖2顯示了螺桿膨脹機(jī)單元30的基本結(jié)構(gòu)，其包括螺桿膨脹機(jī)10、負(fù)載設(shè)備20、調(diào)節(jié)閥32、電器控制柜33、油箱34以及基座31。螺桿膨脹機(jī)10具有圖1所示的入口管道3及出口管道5。螺桿膨脹機(jī)10與負(fù)載設(shè)備20通過陽螺桿(圖未示)的輸出軸相連。根據(jù)需要在螺桿膨脹機(jī)10與負(fù)載設(shè)備20之間設(shè)置變速機(jī)(圖未示)。 請參考圖3，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)100的第一實(shí)施例的示意圖。圖3中左側(cè)的方框S表示與鍋爐相連的蒸汽源，比如為蓄熱器或者蒸汽聯(lián)箱，右側(cè)的方框T表示用汽設(shè)備，比如為工廠的蒸汽加熱設(shè)備、蒸汽清洗設(shè)備或者取暖設(shè)備。箭頭Pl至P2所示為現(xiàn)有的余熱熱能系統(tǒng)的線路設(shè)置情況，現(xiàn)有蒸汽直接從蒸汽源S輸送到用汽設(shè)備T。由于蒸汽源處的蒸汽壓力較大(約3.5-5兆帕)，溫度較高(約350-500攝氏度)，而用汽設(shè)備T所需要的蒸汽溫度通常為180-300度，壓力通常為l-2兆帕。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)中需要在余熱熱能系統(tǒng)P1-P2之間設(shè)置截止閥M。這造成了能源的浪費(fèi)。
本實(shí)施例的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)100與現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)Pl-P2并聯(lián)，用于利用蒸汽余熱熱能做功，并將做功后的乏蒸汽供應(yīng)至用汽設(shè)備T。該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)100包括通過熱工質(zhì)主管路(未標(biāo)示)相連的減溫噴水單元130、螺桿膨脹機(jī)單元110、流量計(jì)151、壓力表152、主汽閥141、疏水閥143及145、調(diào)節(jié)閥142以及排汽閥144。其中，螺桿膨脹機(jī)單元110又包括螺桿膨脹機(jī)112以及發(fā)電機(jī)組116。圖3中箭頭P3至P4所示的方向?yàn)檎羝诃h(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)100中沿蒸汽管路(未標(biāo)示)的流動方向。流量計(jì)151、壓力表152、主汽閥141、疏水閥143、調(diào)節(jié)閥142以及排汽閥144均設(shè)在蒸汽管路上。流量計(jì)151以及壓力表152主要用來測量蒸汽的流量以及壓力參數(shù)。當(dāng)然也可在蒸汽管路上設(shè)置溫度傳感器來測量蒸汽的溫度。主汽閥141、排汽閥144以及調(diào)節(jié)閥142主要用來控制蒸汽的流通以及流量的大小。疏水閥143及145主要用于通汽排水。此外，在現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)P1-P2上設(shè)置截止閥M，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊之隔離功能。 此外，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括連接在蒸汽管網(wǎng)與螺桿膨脹機(jī)單元110之間的啟動旁路180。啟動旁路180上設(shè)有截止閥182以及控制閥186，用于控制啟動旁路180的開關(guān)狀態(tài)以及蒸汽流量。 該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)100的工作過程如下。來自蒸汽管網(wǎng)的熱蒸汽經(jīng)過減溫噴水單元130進(jìn)行降溫，啟動旁路180投入工作，熱蒸汽流經(jīng)啟動旁路180，啟動旁路180藉由控制閥182完成發(fā)電機(jī)組定速并網(wǎng)工作。然后，來自蒸汽管網(wǎng)的熱蒸汽經(jīng)由熱工質(zhì)主管路流入螺桿膨脹機(jī)單元110做功發(fā)電，做功之后的蒸汽再經(jīng)蒸汽管路供應(yīng)至用汽設(shè)備T (如圖3中箭頭P3至P4所示的流動方向)。其中，蒸汽推動螺桿膨脹機(jī)112工作進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)組116發(fā)電。 在該實(shí)施例中，蒸汽管網(wǎng)內(nèi)的蒸汽溫度為350-500度，壓力為3_5兆帕；減溫噴水單元130所供水的溫度為90-150度，壓力為5-6兆帕；經(jīng)過減溫噴水單元130降溫之后的蒸汽溫度為200-350度，壓力為2-3. 5兆帕；經(jīng)螺桿膨脹機(jī)單元110做功之后的蒸汽溫度為180-300度，壓力為1-3兆帕。 在優(yōu)選實(shí)施例中，蒸汽管網(wǎng)內(nèi)的蒸汽溫度為435度，壓力為3. 53兆帕；減溫噴水單元所供水的溫度為104度，壓力為5. 5兆帕；經(jīng)過減溫噴水單元降溫之后的蒸汽溫度為266度，壓力為2. 7兆帕；經(jīng)螺桿膨脹機(jī)單元做功之后的蒸汽溫度為220度，壓力為1. 7兆帕。優(yōu)選的，來自該余熱熱能系統(tǒng)的蒸汽流量為4-50噸/小時(shí)；該減溫噴水單元所供水的流量為1-10噸/小時(shí)；進(jìn)入該螺桿膨脹機(jī)的蒸汽流量為5-60噸/小時(shí)。更優(yōu)選的，來自該余熱
熱能系統(tǒng)的蒸汽流量為47噸/小時(shí)；該減溫噴水單元所供水的流量為7. 4噸/小時(shí)；進(jìn)入
該螺桿膨脹機(jī)的蒸汽流量為54. 4噸/小時(shí)。 在圖3所示的實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)組116可以替換為其他負(fù)載設(shè)備，比如泵或風(fēng)機(jī)等設(shè)備。此外，減溫噴水單元不是必須的配件，對于余熱工質(zhì)溫度較低的場合，則不需要該減溫噴水單元，余熱蒸汽可直接引入本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)。當(dāng)然，本實(shí)施例是以蒸汽作
為余熱工質(zhì)進(jìn)行討論的，實(shí)際應(yīng)用中并不局限于此，余熱工質(zhì)也可以為其他熱液、有機(jī)熱質(zhì)等。 請參考圖4，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)200的第二實(shí)施例的示意圖。圖4中左側(cè)的圓形框S2表示與鍋爐相連的蒸汽源，比如為轉(zhuǎn)爐汽包。右側(cè)的方框T2表示用汽設(shè)備，比如為工廠的蒸汽加熱設(shè)備、蒸汽清洗設(shè)備或者取暖設(shè)備。箭頭P21所示為現(xiàn)有的蒸汽管網(wǎng)的設(shè)置情況，現(xiàn)有蒸汽直接從蒸汽源S2輸送到用汽設(shè)備T2。
本實(shí)施例的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)200與現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)P21并聯(lián)，用于利用余熱熱能做功，將做功后的蒸汽經(jīng)冷凝器凝結(jié)成水并排出到凝結(jié)水系統(tǒng)。該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)200包括通過管道(未標(biāo)示)相連的蓄熱器240、安全閥241、主汽閥242、螺桿膨脹機(jī)單元、冷凝器270、冷水塔250以及循環(huán)泵260。其中，螺桿膨脹機(jī)單元又包括螺桿膨脹機(jī)212、發(fā)電機(jī)組216、控制模塊213、潤滑模塊214及密封模塊(圖未示)?？刂颇K213、潤滑模塊214及密封模塊分別對該螺桿膨脹單元起到控制、潤滑以及密封作用。圖4中箭頭P22至P23所示的方向?yàn)檎羝诃h(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)100中沿蒸汽管路(未標(biāo)示)的流動方向。安全閥241與主汽閥242均設(shè)在蒸汽管路上。安全閥241與主汽閥242主要用來控制蒸汽的流通以及流量的大小。當(dāng)然，也可以如實(shí)施方式一所述的在本實(shí)施方式中采用疏水閥以及測量裝置等。 蓄熱器240與蒸汽管網(wǎng)連接，以保證環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)200獲得穩(wěn)定的不間斷蒸汽供應(yīng)。冷水塔250及循環(huán)泵260與冷凝器270相互聯(lián)通，并在它們之間流通有冷水，以保證冷凝器270的冷凝效果。根據(jù)本實(shí)施例的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)200在蒸汽經(jīng)冷凝器270凝結(jié)成水后排出到凝結(jié)水系統(tǒng)，以供鍋爐下次冷凝之用。當(dāng)然也可以用著其他合適用途。
此外，還可以在該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)中設(shè)置加熱器，該加熱器鄰近蒸汽蓄熱器設(shè)置于所述蒸汽管路中，可以設(shè)于蒸汽蓄熱器的上游，也可以設(shè)于蒸汽蓄熱器的下游。當(dāng)來自蒸汽管網(wǎng)的熱蒸汽不足時(shí)，加熱器工作以促進(jìn)熱蒸汽的產(chǎn)生，保證蒸汽蓄熱器輸出穩(wěn)定的熱蒸汽。 請參考圖5，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)300的第三實(shí)施例的示意圖。圖5中左側(cè)的圓形框S3表示與鍋爐相連的蒸汽源，比如為蒸汽聯(lián)箱。箭頭P31所指為蒸汽來向。箭頭P32所指為去往用汽設(shè)備的蒸汽流向。圖5中箭頭P33至P34所示的方向?yàn)檎羝诃h(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)300中沿蒸汽管路(未標(biāo)示)的流動方向。
本實(shí)施例的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)300與現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)P31-P32并聯(lián)，用于利用余熱熱能做功，將做功后的蒸汽經(jīng)冷凝器凝結(jié)成水并排出到凝結(jié)水系統(tǒng)。該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)300包括通過管道(未標(biāo)示)相連的安全閥(未顯示)、主汽閥341、排汽閥344、螺桿膨脹機(jī)單元、冷凝器370以及凝結(jié)水泵380。其中，螺桿膨脹機(jī)單元又包括螺桿膨脹機(jī)312、發(fā)電機(jī)組316及變速機(jī)313。安全閥、主汽閥341及排汽閥344均設(shè)在蒸汽管路上。當(dāng)然，也可以如實(shí)施方式一所述的在本實(shí)施方式中安裝疏水閥以及測量裝置等。 根據(jù)本實(shí)施例的能減排系統(tǒng)300在蒸汽經(jīng)冷凝器370凝結(jié)成水后，經(jīng)凝結(jié)水泵380的驅(qū)動排出到凝結(jié)水系統(tǒng)(沿箭頭P34方向)，以供鍋爐下次冷凝之用。當(dāng)然也可以用著其他合適用途。 需要說明的是，以上主要以鋼鐵、電力、供暖企業(yè)為例對本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)進(jìn)行了說明。其實(shí)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)可以同樣用于冶金、印染、造紙等有大量余熱產(chǎn)生的企業(yè)。 根據(jù)本發(fā)明的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)能夠回收低品位熱能并直接轉(zhuǎn)換成電能或動能，是一種在當(dāng)前能源利用領(lǐng)域重大突破性的發(fā)明，其熱源適用范圍非常廣，可以適用過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水混合物、熱水和高含鹽份的各種低品位熱源的熱電轉(zhuǎn)換。此外，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)的變工況能力十分優(yōu)越，在熱源負(fù)荷和參數(shù)大范圍(從120%到10%范圍)變化波動的情況下，不僅運(yùn)行穩(wěn)定可靠，而且高效平穩(wěn)。最后，該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用和使用技術(shù)門檻較低，其基本屬于十年無需大修的系統(tǒng)，小維護(hù)和運(yùn)行操作都簡單方便，對用戶原系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾影響，安裝和移動十分簡易。 在上述實(shí)施例中，僅對本發(fā)明進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本專利申請后可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，與現(xiàn)有余熱熱能系統(tǒng)并聯(lián)，用于利用余熱熱能做功，并將做功后的乏工質(zhì)供應(yīng)至回收再利用設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)包括通過熱質(zhì)主管路相連的螺桿膨脹機(jī)單元、多組測量裝置、多組控制閥以及疏水閥；所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括連接所述余熱熱能系統(tǒng)與所述螺桿膨脹機(jī)單元的啟動旁路；所述螺桿膨脹機(jī)單元包括螺桿膨脹機(jī)以及相連的負(fù)載設(shè)備，其中，熱質(zhì)推動所述螺桿膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動所述負(fù)載設(shè)備工作；所述多組測量裝置設(shè)于所述熱質(zhì)主管路之上，用于測量熱質(zhì)的流量、溫度及壓力數(shù)；所述多組控制閥設(shè)于所述熱質(zhì)主管路之上，用于控制熱質(zhì)的流量；以及所述疏水閥設(shè)于所述熱質(zhì)主管路之上，用于通汽排水；其中，來自所述余熱熱能系統(tǒng)的管路熱質(zhì)首先通過所述啟動旁路流入所述螺桿膨脹機(jī)單元，使所述螺桿膨脹機(jī)單元啟動；然后，來自所述余熱熱能系統(tǒng)的管路熱質(zhì)經(jīng)由所述熱質(zhì)主管路流入所述螺桿膨脹機(jī)單元進(jìn)行做功。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括設(shè)于螺桿膨脹機(jī)單元上游的減溫噴水單元，所述管路熱質(zhì)為熱蒸汽，所述減溫噴水單元向所述管路熱質(zhì)噴水使其降溫，所述余熱熱能系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽溫度為350-500度，壓力為3-5兆帕；所述減溫噴水單元所供水的溫度為90-150度，壓力為5-6兆帕；經(jīng)過所述減溫噴水單元降溫之后的蒸汽溫度為200-350度，壓力為2-3. 5兆帕；經(jīng)所述螺桿膨脹機(jī)單元做功之后的蒸汽溫度為180-300度，壓力為1-3兆帕。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱熱能系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽溫度為435度，壓力為3. 53兆帕；所述減溫噴水單元所供水的溫度為104度，壓力為5. 5兆帕；經(jīng)過所述減溫噴水單元降溫之后的蒸汽溫度為266度，壓力為2. 7兆帕；經(jīng)所述螺桿膨脹機(jī)單元做功之后的蒸汽溫度為220度，壓力為1. 7兆帕。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其特征在于，來自所述余熱熱能系統(tǒng)的蒸汽流量為4-50噸/小時(shí)；所述減溫噴水單元所供水的流量為1-10噸/小時(shí)；進(jìn)入所述螺桿膨脹機(jī)的蒸汽流量為5-60噸/小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動旁路上設(shè)有截止閥以及控制閥，用于控制啟動旁路的開關(guān)狀態(tài)以及熱質(zhì)流量。
6. —種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，與現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)并聯(lián)，用于利用蒸汽做功，并將做功后的乏蒸汽回收至凝結(jié)水系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)包括通過蒸汽管路相連的減溫噴水單元、螺桿膨脹機(jī)單元、冷凝器、多組測量裝置以及多組控制閥，管路蒸汽經(jīng)過所述減溫噴水單元進(jìn)行降溫之后流入所述螺桿膨脹機(jī)單元做功，做功之后的乏蒸汽經(jīng)冷凝器凝結(jié)成水并排出到凝結(jié)水系統(tǒng)，其中所述螺桿膨脹機(jī)單元包括螺桿膨脹機(jī)以及相連的負(fù)載設(shè)備，其中，蒸汽推動所述螺桿膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動所述負(fù)載設(shè)備工作；所述多組測量裝置設(shè)于所述蒸汽管路之上，用于測量蒸汽的流量、溫度及壓力參數(shù)；以及所述多組控制閥設(shè)于所述蒸汽管路之上，用于控制蒸汽的流量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括蒸汽蓄熱器，所述蒸汽蓄熱器與所述余熱熱能系統(tǒng)連接，以保證所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的不間斷蒸汽供應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，所述環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括加熱器，所示加熱器鄰近所述蒸汽蓄熱器設(shè)置于所述蒸汽管路中，以保證所述蒸汽蓄熱器輸出穩(wěn)定的熱蒸汽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，所述螺桿膨脹機(jī)單元還包括控制模塊、潤滑模塊以及密封模塊，分別對所述螺桿膨脹機(jī)起到控制、潤滑以及密封作用。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，所述螺桿膨脹機(jī)單元還包括變速機(jī)，所述螺桿膨脹機(jī)通過所述變速機(jī)與負(fù)載設(shè)備連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)，與現(xiàn)有余熱熱能系統(tǒng)并聯(lián)，用于利用余熱熱能做功。該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)包括通過熱質(zhì)主管路相連的螺桿膨脹機(jī)單元、多組測量裝置、多組控制閥以及疏水閥；該環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)還包括連接該余熱熱能系統(tǒng)與該螺桿膨脹機(jī)單元的啟動旁路；該螺桿膨脹機(jī)單元包括螺桿膨脹機(jī)以及相連的負(fù)載設(shè)備。來自該余熱熱能系統(tǒng)的管路熱質(zhì)首先通過該啟動旁路流入該螺桿膨脹機(jī)單元，使該螺桿膨脹機(jī)單元啟動；然后來自該余熱熱能系統(tǒng)的管路熱質(zhì)經(jīng)由該熱質(zhì)主管路流入螺桿膨脹機(jī)單元進(jìn)行做功。本環(huán)保節(jié)能減排系統(tǒng)作為低品位余熱熱能領(lǐng)域的新型熱力設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了將低品位熱能轉(zhuǎn)換成高效實(shí)用的電能或動力能，也為節(jié)能降耗提供了新途徑。
文檔編號F01K19/00GK101769179SQ20101010301
公開日2010年7月7日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者萬以華, 阮建國, 陳章培 申請人:江西佳能新能源發(fā)展有限公司