一種氣液混合回收的低品質余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)低品質余熱回收領域，尤其涉及一種新型發(fā)動機低品質廢氣、廢水聯(lián)合，有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]朗肯循環(huán)是指一種理想的簡單的水蒸氣動力循環(huán)，有鍋爐、汽輪機、冷凝器和水栗組成。其簡要工作原理如下:水在鍋爐和過熱器中吸熱，由飽和水變?yōu)檫^熱蒸汽;過熱蒸汽進入汽輪機膨脹，對外做功;在汽輪機出口，過熱蒸汽變?yōu)榈蛪簼裾羝M入冷凝器對冷卻水放熱冷凝至飽和水;水栗消耗外功，將凝結水升壓送回鍋爐，完成動力循環(huán)。有機朗肯循環(huán)在朗肯循環(huán)基礎上，使用低沸點制冷劑作為循環(huán)工質完成動力循環(huán)。
[0003]有機朗肯循環(huán)雖然在工業(yè)余熱回收領域有廣泛運用，但是實用新型人在實用新型此系統(tǒng)的過程中，發(fā)現現有技術存在以下問題:
[0004]1.沒有采用環(huán)保工質，不能滿足環(huán)保要求。
[0005]2.余熱回收功能單一，未能針對廢氣、廢水聯(lián)合回收。
[0006]3.系統(tǒng)開發(fā)周期長，針對某一類型熱源，未能使用先進計算和校驗方法。
[0007]4.自動化程度不高，系統(tǒng)對熱源變化，冷源變化適應性不強。
【實用新型內容】
[0008]為了克服上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種氣液混合回收的低品質余熱發(fā)電系統(tǒng)，解決現有有機朗肯循環(huán)的余熱回收功能單一、計算和校驗方法落后、對熱源變化，冷源變化適應性不強的問題。
[0009]為實現本實用新型的上述目標，本實用新型提供了一種氣液混合回收的低品質余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括控制器、熱源循環(huán)回路、工質循環(huán)回路和冷源循環(huán)回路，所述熱源循環(huán)回路和工質循環(huán)回路通過蒸發(fā)器進行熱量交換，所述工質循環(huán)回路和冷卻液循環(huán)回路通過冷凝器進行熱量交換;所述控制器用于控制各個循環(huán)回路中閥門和栗的工作；所述熱源循環(huán)回路包括廢氣制熱循環(huán)回路和廢水制熱循環(huán)回路，所述廢氣制熱循環(huán)回路包括壓力水箱、熱水循環(huán)栗和煙氣換熱器，加壓水在壓力水箱的作用下被熱水循環(huán)栗打入煙氣換熱器與熱源尾氣發(fā)生熱交換，提高溫度并作為高溫熱源進入蒸發(fā)器的高溫熱源管道，所述廢水制熱循環(huán)回路中熱源廢水作為低溫熱源直接進入蒸發(fā)器的低溫熱源管道;工質在蒸發(fā)器內先與低溫熱源進行熱交換，再與高溫熱源進行熱交換，所述蒸發(fā)器的工質出口連接膨脹機的工質進口，所述膨脹機對外做功，帶動發(fā)電機發(fā)電，從所述膨脹機流出的工質經過冷凝器進入工質栗，從所述工質栗流出的工質進入蒸發(fā)器工質進口。
[0010]在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，還包括電動球閥，所述電動球閥設置于蒸發(fā)器與膨脹機之間的工質回路中，用于控制膨脹機進氣。
[0011]在本實用新型的再一種優(yōu)選實施方式中，還包括電動調節(jié)閥，所述電動調節(jié)閥所在的工質旁路使進入膨脹機的工質分流，所述電動調節(jié)閥的工質入口與電動球閥的工質入口并聯(lián)，所述電動調節(jié)閥的工質出口與膨脹機的工質出口并聯(lián)。
[0012]在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，還包括潤滑油循環(huán)回路，所述潤滑油循環(huán)回路包括油箱、油栗、溫度傳感器、三通恒溫閥、油冷器、油分配、過濾器和油氣分離器;所述油箱的出油口與油栗的進油口相連，油栗的出油口與三通恒溫閥的進油口相連，三通恒溫閥的第一出油口與油分配器的入口相連，三通恒溫閥的第二出油口與油冷器的進油口相連，油冷器的出油口與油分配器的入口相連，所述油分配器的出油口與膨脹機軸承、軸封和平衡活塞的進油口相連，所述膨脹機軸承、軸封和平衡活塞的出油口與油箱的進口相連;所述膨脹機的工質蒸汽出口經電磁閥與油箱內的加熱管路相連;所述溫度傳感器檢測油溫并傳輸給控制器，所述控制器根據溫度傳感的信號控制三通恒溫閥和電磁閥的工作;所述潤滑油從油箱里出來，經油栗升壓到三通恒溫閥，溫度傳感器檢測油溫，當溫度正常，則控制器控制三通恒溫閥的第一出油口打開第二出油口關閉，潤滑油進入油分配器；當溫度過高，則控制器控制三通恒溫閥的第一出油口關閉第二出油口打開，潤滑油經油冷器冷卻后進入油分配器，所述油分配器分配一定油量進入膨脹機軸承、軸封和平衡活塞，潤滑后回到油箱;如果潤滑油油溫過低，則控制器控制電磁閥打開，從膨脹機出來的有機工質蒸汽經電磁閥進入油箱加熱，經油氣分離器回到工質主循環(huán)系統(tǒng)，分離出來的油經單向閥回到油箱。
[0013]在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述工質栗為變頻工質栗，通過變頻工質栗調節(jié)循環(huán)工質流量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0014]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0015]1.實現了廢氣、廢水的聯(lián)合利用，采用加壓水對煙氣(廢氣)換熱，不僅比傳統(tǒng)煙氣利用中使用的導熱油經濟實惠，還解決了水因為常壓沸點低不能產生高品質熱源的難題。系統(tǒng)蒸發(fā)器采用定制的六接頭板式換熱器，對缸套水(廢水)和加壓水聯(lián)合利用，蒸發(fā)環(huán)保有機工質。
[0016]2.具有更高的環(huán)保性能，采用環(huán)保工質R245fa，即使意外泄漏也不會對臭氧層進行破壞，不會使工作人員中毒。
[0017]3.為熱源工況和冷卻環(huán)境變化對系統(tǒng)的影響開發(fā)專門控制程序，比于傳統(tǒng)計算方法有數十倍的效率提升。
[0018]4.系統(tǒng)在控制中，采用了多類傳感器，能夠在一定熱源波動范圍內自動調節(jié)有機工質的流量，自動適配熱力平衡，能夠克服因為膨脹機發(fā)熱帶來的油溫不穩(wěn)，自動調節(jié)潤滑油溫度。
[0019]5.安全性高，系統(tǒng)中膨脹機前設有電動球閥，當用戶所用負荷減小，發(fā)電機超速時，可緊急關閉膨脹機進氣，打開旁路電動調節(jié)閥，保護膨脹機和管路安全。
[0020]6.穩(wěn)定性好，由于系統(tǒng)變頻電動機的選擇，當熱源發(fā)生波動時，控制系統(tǒng)可依據蒸發(fā)器工質出口過熱度對工質循環(huán)量進行增減，從而使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
[0021]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0022]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理圖。
[0024]附圖標記:
[0025]1.截止閥；2.循環(huán)水栗;3.煙氣換熱器;4.壓力水箱;5.管道過濾器；
[0026]6.六接口蒸發(fā)器;7.三通閥；8.電動球閥；9.電動調節(jié)閥；10.安全閥；
[0027]11.膨脹機;12.聯(lián)軸器;13.異步發(fā)電機;14.油分配座;15.油箱；
[0028]16.截止閥；17.油粗過濾器;18.油栗；19.三通恒溫閥；20.截止閥；
[0029]21.油冷卻器;22.截止閥；23.管道過濾器;24.截止閥；25.截止閥；
[0030]26.單向閥；27.油氣分離器;28.管殼式冷凝器;29.截止閥；
[0031 ]30.管道過濾器;31.工質栗;32.單向閥；33.電磁閥；34.冷卻水栗；
[0032]35.管道過濾器;36.冷卻水塔;37.截止閥；38.截止閥。
【具體實施方式】
[0033]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0034]在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0035]本實用新型低品質有機工質朗肯循環(huán)系統(tǒng)主要用于低溫余熱，包括廢水，廢氣的回收利用，把廢熱能轉變?yōu)榕蛎洐C的動能，可用于驅動栗類、風機旋轉，發(fā)電機發(fā)電等。
[0036]如圖1所示，本實用新型氣液混合回收的低品質余熱發(fā)電系統(tǒng)包括控制器、熱源循環(huán)回路、工質循環(huán)回路和冷源循環(huán)回路。其中，熱源循環(huán)回路和工質循環(huán)回路通過蒸發(fā)器進行熱量交換，工質循環(huán)回路和冷卻液循環(huán)回路通過冷凝器進行熱量交換。在本實施方式中，冷凝器可以采用現有的冷凝器。在本實施方式中，控制器控制三個循環(huán)回路中所有設備的工作，具體的控制方法采用現有技術中對相應設備的控制方法。
[0037]在本實施方式中，還設置有工質壓力傳感器、工質溫度傳感器和發(fā)電機電流傳感器，控制器接收各個傳感器的信號并控制每個循環(huán)回路中閥門和栗的工作以及發(fā)電機的運行。在本實施方式中，系統(tǒng)中有很多個傳感器，檢測工質溫度和壓力，例如在在蒸發(fā)器出口與膨脹機進口之間，即蒸發(fā)器和膨脹機之間安裝有壓力傳感器、溫度傳感器。
[0038]熱源循環(huán)回路包括廢氣制熱循環(huán)回路和廢水制熱循環(huán)回路，廢氣制熱循環(huán)回路包括壓力水箱、熱水循環(huán)栗和煙氣換熱器，加壓水在壓力水箱的作用下被熱水循環(huán)栗打入煙氣換熱器與熱源尾氣發(fā)生熱交換，提高溫度并作為高溫熱源進入蒸發(fā)器的高溫熱源管道，所述廢水制熱循環(huán)回路中熱源廢水作為低溫熱源直接進入蒸發(fā)器的低溫熱源管道。
[0039]工質在蒸發(fā)器內先與低溫熱源進行熱交換，再與高溫熱源進行熱交換，蒸發(fā)器的工質出口連接膨脹機的工質進口，膨脹機對外做功，帶動發(fā)電機發(fā)電，從膨脹機流出的工質經過冷凝器進入工質栗，從工質栗流出的工質進入蒸發(fā)器工質進口。在本實施方式中，工質栗為變頻工質栗。膨脹機也可以驅動其他耗能設備(例如風機或栗)的運行。
[0040]在本實施方式中，在蒸發(fā)器與膨脹機之間的工質回路中設置有電動球閥，該電動球閥用于控制膨脹機進氣。本實施方式中還設置電動調節(jié)閥，電動調節(jié)閥所在的工質旁路使進入膨脹機的