內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)余熱利用領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組由于其可小型化、輕便化被廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際中。但內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際發(fā)電效率在40%作用，有大量的熱以煙氣排放和冷卻水循環(huán)的方式向外界散失。由于單臺(tái)內(nèi)燃機(jī)模塊功率等級(jí)較低，現(xiàn)階段內(nèi)燃機(jī)的余熱多用于供熱或制冷。也有部分解決辦法是將多臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的余熱集中起來(lái)用以發(fā)電。
[0003]內(nèi)燃機(jī)煙氣余熱溫度較高，若直接用以供熱或制冷損失了大量高品質(zhì)能源，同時(shí)在一些場(chǎng)合也無(wú)熱需求或冷需求。發(fā)電可以解決余熱能的利用問(wèn)題，但需要多臺(tái)內(nèi)燃機(jī)余熱共同利用才能解決單臺(tái)余熱量小的問(wèn)題。
[0004]隨著節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段有提出采用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電的模式來(lái)利用單臺(tái)內(nèi)燃機(jī)余熱。有機(jī)朗肯循環(huán)可以很好地利用煙氣余熱能發(fā)電，但有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電效率較低，大部分熱量通過(guò)有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器散失掉，此部分熱量尚無(wú)有效的回收利用方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)，其能提高內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用效率。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)，其包括:有機(jī)工質(zhì)泵，連通外部的有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐；第一換熱器，設(shè)置在有機(jī)工質(zhì)泵的下游且連通有機(jī)工質(zhì)泵；膨脹機(jī)，設(shè)置在第一換熱器的下游且連通第一換熱器；第二換熱器，設(shè)置在膨脹機(jī)的下游且連通膨脹機(jī)并連通所述液態(tài)有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐；發(fā)電機(jī)，連接膨脹機(jī)且連接外部的供電或儲(chǔ)能裝置；進(jìn)水管，連通于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)水口 ；出水管，一端連通于內(nèi)燃機(jī)的出水口，進(jìn)水口和出水口經(jīng)由內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的通道連通；冷卻水泵，一端連通出水管，將內(nèi)燃機(jī)中的已回收內(nèi)燃機(jī)燃燒放出的熱量的冷卻水輸出進(jìn)入出水管；第一截止閥，具有進(jìn)口和出口，進(jìn)口連通于冷卻水泵的另一端；第一涼水塔，設(shè)置在第一截止閥的下游并連通第一截止閥的出口，且連通內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)水管；第二截止閥，具有進(jìn)口和出口，進(jìn)口連通于第一截止閥的進(jìn)口且連通于冷卻水泵的所述另一端；第一進(jìn)管，一端連通于第二截止閥的出口 ；吸收式熱泵機(jī)組，連通于第一進(jìn)管的另一端；第一出管，一端連通于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)水管而另一端連通于吸收式熱泵機(jī)組；煙氣余熱換熱裝置，受控連通內(nèi)燃機(jī)且內(nèi)部收容有流體且具有流體進(jìn)入口和與第一換熱器連通的流體排出口，接收內(nèi)燃機(jī)排放的煙氣且煙氣余熱換熱裝置內(nèi)部的流體與接收的煙氣進(jìn)行換熱，使所述流體吸收煙氣的熱量，且使煙氣降溫；煙氣排放管路，連通煙氣余熱換熱裝置，接收煙氣余熱換熱裝置輸出的降溫的煙氣，且將降溫的煙氣排出；流體循環(huán)進(jìn)管，一端連通于煙氣余熱換熱裝置的流體進(jìn)入口而另一端連通于第一換熱器；流體循環(huán)出管，一端連通于煙氣余熱換熱裝置的流體排出口而另一端連通于第一換熱器；第三截止閥，設(shè)置于流體循環(huán)進(jìn)管上，具有進(jìn)口和出口，進(jìn)口連通于第一換熱器，出口連通于煙氣余熱換熱裝置的流體進(jìn)入口 ；第二進(jìn)管，一端連通于流體循環(huán)進(jìn)管且連通于第三截止閥的進(jìn)口，另一端連通于吸收式熱泵機(jī)組；第二出管，一端連通于吸收式熱泵機(jī)組而另一端連通于流體循環(huán)進(jìn)管且連通于第三截止閥的出口 ；流體泵，設(shè)置于第二出管上，位于吸收式熱泵機(jī)組的下游。其中:內(nèi)燃機(jī)的出水口、出水管、冷卻水泵、第一截止閥的進(jìn)口、第一截止閥的出口、第一涼水塔、進(jìn)水管、內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)水口以及內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的通道形成冷卻水循環(huán)的第一個(gè)回路；內(nèi)燃機(jī)的出水口、出水管、冷卻水泵、第二截止閥的進(jìn)口、第二截止閥的出口、第一進(jìn)管、吸收式熱泵機(jī)組、第一出管、進(jìn)水管、內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)水口以及內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的通道形成冷卻水循環(huán)的第二個(gè)回路；有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐、有機(jī)工質(zhì)泵、第一換熱器、膨脹機(jī)以及第二換熱器形成有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)回路；煙氣余熱換熱裝置的流體排出口、流體循環(huán)出管、第一換熱器、第三截止閥、流體循環(huán)進(jìn)管、流體進(jìn)入口形成流體循環(huán)的第一個(gè)回路；煙氣余熱換熱裝置的流體排出口、流體循環(huán)出管、第一換熱器、流體循環(huán)進(jìn)管、第二進(jìn)管、吸收式熱泵機(jī)組、第二出管、流體泵以及流體進(jìn)入口形成流體循環(huán)的第二個(gè)回路；當(dāng)?shù)谝唤刂归y的進(jìn)口與第一截止閥的出口連通時(shí)，冷卻水循環(huán)的第一個(gè)回路工作，從內(nèi)燃機(jī)的出水口排出的已回收內(nèi)燃機(jī)的熱量的冷卻水流經(jīng)內(nèi)燃機(jī)的出水口、出水管、第一截止閥的進(jìn)口、第一截止閥的出口、第一涼水塔、進(jìn)水管、內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)水口以及內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的通道，以進(jìn)行冷卻水換熱循環(huán)，其中，涼水塔接收冷卻水泵輸出的已回收內(nèi)燃機(jī)燃燒放出的熱量的冷卻水并使該冷卻水與外界通入到第一涼水塔內(nèi)的空氣進(jìn)行換熱，已回收內(nèi)燃機(jī)燃燒放出的熱量的冷卻水放熱而降溫；當(dāng)?shù)谌刂归y的進(jìn)口與第三截止閥的出口連通時(shí)，流體循環(huán)的第一個(gè)回路、有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)回路工作，煙氣余熱換熱裝置中的吸收煙氣的熱量的流體經(jīng)由流體排出口和流體循環(huán)出管進(jìn)入第一換熱器，有機(jī)工質(zhì)泵將有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐中的液態(tài)有機(jī)工質(zhì)輸出，有機(jī)工質(zhì)泵輸出的液態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入第一換熱器，進(jìn)入第一換熱器的吸收煙氣的熱量的流體與液態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱，液態(tài)有機(jī)工質(zhì)吸收流體的熱量并蒸發(fā)為過(guò)熱帶壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)，而流體放熱降溫，降溫的流體經(jīng)由第三截止閥以及煙氣余熱換熱裝置的流體進(jìn)入口進(jìn)入煙氣余熱換熱裝置內(nèi)，過(guò)熱帶壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)并驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)做功，膨脹機(jī)做功并帶動(dòng)與膨脹機(jī)連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)向外部的供電或儲(chǔ)能裝置提供所發(fā)出的電，做功后的乏氣從膨脹機(jī)排出并進(jìn)入第二換熱器，在第二換熱器，乏氣通過(guò)熱交換而冷卻成液態(tài)有機(jī)工質(zhì)、之后液態(tài)有機(jī)工質(zhì)回收到有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐；當(dāng)?shù)诙刂归y的進(jìn)口與第二截止閥的出口連通、第三截止閥的進(jìn)口與第三截止閥的出口關(guān)閉時(shí)，冷卻水循環(huán)的第二個(gè)回路、有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)回路以及流體循環(huán)的第二個(gè)回路工作，從內(nèi)燃機(jī)的出水口排出的已回收內(nèi)燃機(jī)的熱量的冷卻水流經(jīng)出水管、第二截止閥的進(jìn)口、第二截止閥的出口、第一進(jìn)管而進(jìn)入吸收式熱泵機(jī)組，煙氣余熱換熱裝置中的吸收煙氣的熱量的流體經(jīng)由流體排出口和流體循環(huán)出管進(jìn)入第一換熱器，有機(jī)工質(zhì)泵將有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐中的液態(tài)有機(jī)工質(zhì)輸出，有機(jī)工質(zhì)泵輸出的液態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入第一換熱器，在第一換熱器中，吸收煙氣的熱量的流體與液態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行換熱，液態(tài)有機(jī)工質(zhì)吸收流體的熱量并蒸發(fā)為過(guò)熱帶壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)，而流體放熱降溫，降溫的流體經(jīng)由流體循環(huán)進(jìn)管和第二進(jìn)管進(jìn)入吸收式熱泵機(jī)組、在吸收式熱泵機(jī)組中，進(jìn)入吸收式熱泵機(jī)組中的已回收內(nèi)燃機(jī)的熱量的冷卻水在吸收式熱泵機(jī)組中放熱降溫，經(jīng)由流體循環(huán)進(jìn)管和第二進(jìn)管進(jìn)入吸收式熱泵機(jī)組中的降溫的流體在吸收式熱泵機(jī)組中吸熱升溫，吸熱升溫的流體經(jīng)由第二出管、流體泵、流體循環(huán)進(jìn)管以及煙氣余熱換熱裝置的流體進(jìn)入口進(jìn)入煙氣余熱換熱裝置內(nèi)，過(guò)熱帶壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)并驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)做功，膨脹機(jī)做功并帶動(dòng)與膨脹機(jī)連接的發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)向外部的供電或儲(chǔ)能裝置提供所發(fā)出的電，做功后的乏氣從膨脹機(jī)排出并進(jìn)入第二換熱器，在第二換熱器，乏氣通過(guò)熱交換而冷卻成液態(tài)有機(jī)工質(zhì)、之后液態(tài)有機(jī)工質(zhì)回收到有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)液罐。
[0007]本發(fā)明的有益效果如下:
[0008]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)通過(guò)煙氣余熱換熱裝置、吸收式熱泵機(jī)組回收內(nèi)燃機(jī)排放的煙氣的余熱以及內(nèi)燃機(jī)的冷卻水的余熱用于對(duì)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行加熱，使有機(jī)工質(zhì)蒸發(fā)為過(guò)熱帶壓的氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)做功。本發(fā)明基于有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)，全面回收利用了內(nèi)燃機(jī)的余熱能，可提高內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用效率和有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)電效率。
[0009]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好，可使內(nèi)燃機(jī)的余熱最大限度地用來(lái)發(fā)電，此外富余的冷卻水的余熱還可以用以廠區(qū)供熱或制冷，而且，發(fā)電系統(tǒng)與供熱或制冷系統(tǒng)互不影響，可獨(dú)立運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖；
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的余熱綜合利用系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。
[0012]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0013]10有機(jī)工質(zhì)泵272第一截止閥出口
[0014]11第一換熱器28第二進(jìn)管
[0015]12膨脹機(jī)29第二出管
[0016]13第二換熱器30流體泵
[0017]14發(fā)電機(jī)31冷卻泵
[0018]15進(jìn)水管32換熱介質(zhì)進(jìn)管
[0019]16出水管33換熱介質(zhì)出管
[0020]17冷卻水泵34第四截止閥
[0021]18A第一截止閥341進(jìn)口
[0022]18IA 進(jìn)口342 出口
[0023]182A出口35第二涼水塔
[0024]18B第二截止閥351進(jìn)口
[0025]181B 進(jìn)口352 出口
[0026]182B出口36第三進(jìn)管
[0027]19第一涼水塔37第三出管
[0028]191 進(jìn)口38 煙道
[0029]192出口39A第五截止閥
[0030]20 第一進(jìn)管391A 進(jìn)口
[0031]21吸收式熱泵機(jī)組392A出口
[0032]22第一出管39B第六截止閥
[0033]23煙氣余熱換熱裝置391B進(jìn)口
[0034]231流體進(jìn)入口392B出口
[0035]