一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明通過采用汽水循環(huán)和R123朗肯循環(huán)雙循環(huán)方式，其中汽水循環(huán)為中間循環(huán)，介于煙氣和R123循環(huán)之間，將煙氣熱傳遞給R123以實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，其中R123蒸發(fā)器（2）殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機(jī)蒸汽驅(qū)動(dòng)R123透平（3）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)（4）產(chǎn)生電能，本發(fā)明具有操作簡單、成本相對(duì)低廉、控制簡單、安全性高的特點(diǎn)。
【專利說明】一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，具體涉及一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0002]【【背景技術(shù)】】
已知的，石灰回轉(zhuǎn)窯工藝因具有產(chǎn)量大、石灰活性度高、熱效率高、排放溫度低的特點(diǎn)，因此在鋼鐵企業(yè)廣為采用，其中石灰回轉(zhuǎn)窯豎式預(yù)熱器出口廢氣溫度一般在200?250°C，屬于低溫?zé)煔庥酂幔壳?，在國?nèi)低溫排放型石灰回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電技術(shù)基本屬于空白，僅在情況較為特殊的石灰生產(chǎn)線上有應(yīng)用，比如江西新余鋼鐵2 X 600t/d石灰窯排煙溫度高達(dá)380 V，江蘇永鋼2 X 600t/d石灰窯排煙溫度高達(dá)450 V，而配套建設(shè)余熱電站發(fā)電效益良好，但不具有代表性，因此石灰回轉(zhuǎn)窯余熱發(fā)電技術(shù)目前仍存在如下缺點(diǎn):
1、水蒸汽郎肯循環(huán)效率低下，無法高效回收煙氣余熱；
2、若采用單工質(zhì)有機(jī)介質(zhì)郎肯循環(huán)則存在工質(zhì)充灌量大，相應(yīng)的蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)困難、工質(zhì)回收、貯存困難等問題；
3、國內(nèi)外習(xí)慣上采用導(dǎo)熱油和有機(jī)工質(zhì)的雙工質(zhì)系統(tǒng)，但導(dǎo)熱油價(jià)格昂貴；
4、導(dǎo)熱油為復(fù)雜高分子混合物，長期在高溫條件下工作會(huì)產(chǎn)生聚合裂解等化學(xué)反應(yīng)，降低油品質(zhì)，且會(huì)在換熱管壁結(jié)瘤，造成高溫爆管等事故；
5、導(dǎo)熱油有一定的服役周期，需定期更換，造成運(yùn)行費(fèi)用較高；
6、針對(duì)低溫余熱回收還可采用kalina技術(shù)，但該系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、實(shí)施難度大、氨泄露易導(dǎo)致中毒、爆炸事故等缺點(diǎn)。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
為克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明提供了一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明通過采用汽水循環(huán)和R123朗肯循環(huán)，其中汽水循環(huán)為中間循環(huán)，介于煙氣和R123循環(huán)之間，將煙氣熱傳遞給R123以實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，其中R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機(jī)蒸汽驅(qū)動(dòng)R123透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，本發(fā)明具有操作簡單、成本相對(duì)低廉、控制簡單、安全性高的特點(diǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案:
一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括余熱鍋爐、R123蒸發(fā)器、R123透平、發(fā)電機(jī)、凝汽器、R123工質(zhì)泵、給水泵和R123預(yù)熱器，在所述余熱鍋爐尾部煙道處設(shè)有R123預(yù)熱器，所述R123預(yù)熱器的R123出口通過管道連接R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123入口，所述R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123出口連接R123透平，所述R123透平連接發(fā)電機(jī)，R123透平的乏汽連接口連接凝汽器，所述凝汽器連接Rl23工質(zhì)泵的Rl23進(jìn)口，所述Rl23工質(zhì)泵的Rl23出口連接R123預(yù)熱器的R123入口，所述R123蒸發(fā)器管側(cè)的出水口通過管道連接給水泵的進(jìn)水口，所述給水泵的出水口通過管道連接省煤器的進(jìn)水口，所述省煤器的出水口通過管道連接汽包的進(jìn)水口，所述汽包的出水口通過管道連接鍋爐本體蒸發(fā)器管側(cè)的進(jìn)水口，所述鍋爐本體蒸發(fā)器的蒸汽出口通過管道連接汽包的蒸汽入口，所述汽包的蒸汽出口通過管道連接鍋爐本體過熱器的蒸汽入口，所述鍋爐本體過熱器的蒸汽出口通過管道連接R123蒸發(fā)器管側(cè)的進(jìn)口形成所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，所述R123蒸發(fā)器為滿液式R123蒸發(fā)器，所述滿液式R123蒸發(fā)器采用強(qiáng)化換熱銅管，滿液式R123蒸發(fā)器的殼側(cè)為R123，管側(cè)為蒸汽。
[0006]所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，所述R123工質(zhì)泵為隔膜泵或者螺桿泵。
[0007]采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性:
本發(fā)明所述的一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明通過采用汽水循環(huán)和R123朗肯循環(huán)雙循環(huán)方式，其中汽水循環(huán)為中間循環(huán)，介于煙氣和R123循環(huán)之間，將煙氣熱傳遞給R123以實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，其中R123蒸發(fā)器殼側(cè)的R123吸熱蒸發(fā)得到有機(jī)蒸汽驅(qū)動(dòng)R123透平帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，本發(fā)明具有操作簡單、成本相對(duì)低廉、控制簡單、安全性高的特點(diǎn)。
[0008]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明的工藝系統(tǒng)圖；
在圖中:1、余熱鍋爐；2、R123蒸發(fā)器；3、R123透平；4、發(fā)電機(jī)；5、凝汽器；6、R123工質(zhì)泵；7、給水泵；8、R123預(yù)熱器；9、省煤器；10、汽包；11、鍋爐本體蒸發(fā)器；12、鍋爐本體過熱器。
[0009]【【具體實(shí)施方式】】
通過下面的實(shí)施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實(shí)施例；
結(jié)合附圖1本發(fā)明所述的一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括余熱鍋爐1、R123蒸發(fā)器2、R123透平3、發(fā)電機(jī)4、凝汽器5、R123工質(zhì)泵6、給水泵7和R123預(yù)熱器8，在所述余熱鍋爐I尾部煙道處設(shè)有R123預(yù)熱器8，進(jìn)一步回收余熱鍋爐排煙余熱，實(shí)現(xiàn)余熱資源的梯級(jí)利用，提高余熱利用率；所述R123預(yù)熱器8可采用翅片鋼制換熱管，所述R123預(yù)熱器8的R123出口通過管道連接R123蒸發(fā)器2殼側(cè)的R123入口，所述R123蒸發(fā)器2為滿液式R123蒸發(fā)器，所述滿液式R123蒸發(fā)器采用強(qiáng)化換熱銅管，滿液式R123蒸發(fā)器的殼側(cè)為R123，管側(cè)為蒸汽，這樣的結(jié)構(gòu)形式可增大傳熱面積，根據(jù)工藝要求的不同蒸發(fā)器采用滿液式可避免擾流流速導(dǎo)致的蒸汽含液；所述R123蒸發(fā)器2殼側(cè)的R123出口連接R123透平3，所述R123透平3連接發(fā)電機(jī)4，R123透平3的乏汽連接口連接凝汽器5，所述凝汽器5連接R123工質(zhì)泵6的R123進(jìn)口，所述R123工質(zhì)泵6為隔膜泵或者螺桿泵，鑒于ORC系統(tǒng)有機(jī)工質(zhì)工作特點(diǎn)，工質(zhì)泵必須密封性好、無泄漏、有安全泄放裝置、維護(hù)簡單、壓頭高等特點(diǎn)，綜合這些特點(diǎn)本系統(tǒng)工質(zhì)泵擬定為隔膜泵或者螺桿泵等，綜上所述，本發(fā)明是一種簡單可行、可靠性高、易于實(shí)現(xiàn)的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)；所述R123工質(zhì)泵6的R123出口連接R123預(yù)熱器8的Rl23入口，所述Rl23蒸發(fā)器2管側(cè)的出水口通過管道連接給水泵7的進(jìn)水口，所述給水泵7的出水口通過管道連接省煤器9的進(jìn)水口，所述省煤器9的出水口通過管道連接汽包10的進(jìn)水口，所述汽包10的出水口通過管道連接鍋爐本體蒸發(fā)器11管側(cè)的進(jìn)水口，所述鍋爐本體蒸發(fā)器11的蒸汽出口通過管道連接汽包10的蒸汽入口，所述汽包10的蒸汽出口通過管道連接鍋爐本體過熱器12的蒸汽入口，所述鍋爐本體過熱器12的蒸汽出口通過管道連接R123蒸發(fā)器2管側(cè)的進(jìn)口形成所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
[0010]本發(fā)明以給水泵7為起點(diǎn)，水先進(jìn)入省煤器9，從省煤器9出來后進(jìn)入汽包10，再從汽包10出來，進(jìn)入鍋爐本體蒸發(fā)器11，此時(shí)鍋爐本體蒸發(fā)器11將水蒸發(fā)成飽和態(tài)的蒸汽，飽和蒸汽再返回到汽包10中進(jìn)行氣液分離，氣液分離后再離開汽包10進(jìn)入鍋爐本體過熱器12成為過熱態(tài)的蒸汽，過熱態(tài)的蒸汽從鍋爐本體過熱器12出口進(jìn)入R123蒸發(fā)器2，本發(fā)明中汽包10在鍋爐本體的汽水系統(tǒng)中是為了滿足一定的循環(huán)倍率而設(shè)置的，其作用主要是汽水分離。
[0011]本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)循環(huán)，汽水循環(huán)和R123朗肯循環(huán)，其中汽水循環(huán)為中間循環(huán)，介于煙氣和R123循環(huán)之間，將煙氣熱傳遞給R123以實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，本發(fā)明采用單壓水蒸汽鍋爐產(chǎn)生低壓過熱蒸汽，利用相變傳熱系數(shù)大，傳熱量大的特點(diǎn)減小傳熱面積和水流量；采用過熱蒸汽可避免飽和蒸汽因管道散熱損失引起的蒸汽管道內(nèi)部積水問題。石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱鍋爐I產(chǎn)生的過熱蒸汽進(jìn)入R123蒸發(fā)器2管側(cè)加熱管道外的R123得到R123高壓蒸汽，其中R123蒸發(fā)器2為管殼式換熱器，冷熱流體均有相變發(fā)生，R123高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)R123透平3帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4產(chǎn)生電能，R123透平3乏汽經(jīng)凝汽器5冷凝后由R123工質(zhì)泵6加壓送入余熱鍋爐尾部煙道布置的R123預(yù)熱器8，經(jīng)預(yù)熱后再進(jìn)入R123蒸發(fā)器2 ;其中水蒸汽在R123蒸發(fā)器2中凝結(jié)后由給水泵7再泵回鍋爐繼續(xù)吸熱蒸發(fā)。
[0012]本發(fā)明余熱鍋爐I回收石灰回轉(zhuǎn)窯廢氣余熱，可采用低壓過熱蒸汽一方面可提高余熱利用率，另一方面可避免蒸汽含濕導(dǎo)致蒸汽管道內(nèi)的積水。
[0013]本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
[0014]為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實(shí)施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例的所有變化和改進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括余熱鍋爐(I)、R123蒸發(fā)器(2)、R123透平(3)、發(fā)電機(jī)(4)、凝汽器(5)、R123工質(zhì)泵(6)、給水泵(7)和R123預(yù)熱器(8)，其特征是:在所述余熱鍋爐(I)尾部煙道處設(shè)有R123預(yù)熱器(8)，所述R123預(yù)熱器(8)的R123出口通過管道連接R123蒸發(fā)器(2)殼側(cè)的R123入口，所述R123蒸發(fā)器(2)殼側(cè)的R123出口連接R123透平(3)，所述R123透平(3)連接發(fā)電機(jī)(4)，R123透平(3)的乏汽連接口連接凝汽器(5)，所述凝汽器(5)連接R123工質(zhì)泵(6)的R123進(jìn)口，所述R123工質(zhì)泵(6)的R123出口連接R123預(yù)熱器(8 )的R123入口，所述R123蒸發(fā)器(2 )管側(cè)的出水口通過管道連接給水泵(7)的進(jìn)水口，所述給水泵(7)的出水口通過管道連接省煤器(9)的進(jìn)水口，所述省煤器(9 )的出水口通過管道連接汽包(10 )的進(jìn)水口，所述汽包(10 )的出水口通過管道連接鍋爐本體蒸發(fā)器(11)管側(cè)的進(jìn)水口，所述鍋爐本體蒸發(fā)器(11)的蒸汽出口通過管道連接汽包(10)的蒸汽入口，所述汽包(10)的蒸汽出口通過管道連接鍋爐本體過熱器(12)的蒸汽入口，所述鍋爐本體過熱器(12 )的蒸汽出口通過管道連接Rl23蒸發(fā)器(2 )管側(cè)的進(jìn)口形成所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述R123蒸發(fā)器(2)為滿液式R123蒸發(fā)器，所述滿液式R123蒸發(fā)器采用強(qiáng)化換熱銅管，滿液式R123蒸發(fā)器的殼側(cè)為R123，管側(cè)為蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述R123工質(zhì)泵(6)為隔膜泵或者螺桿泵。
【文檔編號(hào)】F01D15/10GK104405461SQ201410534848
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】彭巖, 黃高泉, 時(shí)小寶, 王新建, 侯昊, 劉懷亮 申請(qǐng)人:中信重工機(jī)械股份有限公司