CN105464730B - 一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，包括烟气换热器、热流体换热器、闪蒸罐、ORC子系统、凝汽式螺杆膨胀发电站、蒸汽冷凝器；凝汽式螺杆膨胀发电站包括膨胀机、膨胀机驱动设备；ORC子系统包括蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机、膨胀机驱动设备；低温热流体预先加热低温热水，然后加热后热水进入烟气换热器，烟气通过烟气换热器产生高温高压热水，高温高压热水在闪蒸罐内闪蒸，饱和蒸汽输送至凝汽式螺杆膨胀发电站，经蒸汽凝汽器冷凝为水后输送回换热器内；另一部分饱和水通过ORC子系统，依次经过蒸发器、预热器后，低温热水输送回换热器内，完成一次循环。本发明可利用往复发动机等的尾气及烟气的余热发电，节能环保。

Description

一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统
技术领域
本发明属于尾气回收技术领域，涉及一种尾气回收利用系统，尤其涉及一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统。
背景技术
往复式发动机也叫活塞发动机，是一种利用一个或者多个活塞将压力转换成旋转动能的发动机，也是一种将活塞的动能转化为其他机械能的机械，主要利用燃料燃烧产生的热能通过液体(如水)或气体的膨胀，从而推动活塞，将热能转化为动能的机械。
往复式发动机会产生较大的余热，如今，还没有比较好的方法对往复式发动机的余热进行回收，从而无形中损失了大量的能源。
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。排放的烟气温度高，现有的余热利用方式不能将尾气利用完全，或者能利用完全，但热效率较低，损失了大部分能源。有鉴于此，如今迫切需要设计一种烟气余热回收方式，以便克服现有技术的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，可利用往复发动机、燃气轮机、工业烟气的余热发电，节能环保。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，所述回收利用系统包括：烟气换热器、热流体换热器、闪蒸罐、ORC子系统、凝汽式螺杆膨胀发电站、蒸汽冷凝器；凝汽式螺杆膨胀发电站包括第三膨胀机、第三膨胀机驱动设备；
所述ORC子系统包括蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机、膨胀机驱动设备；蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机依次连接，膨胀机与蒸发器连接；膨胀机与膨胀机驱动设备连接；
所述膨胀机驱动设备、第三膨胀机驱动设备为发电机或旋转式耗功设备；
热流体通过所述热流体换热器产生中温热水，后输送热水进入烟气换热器，烟气通过所述烟气换热器产生高温高压热水，高温高压热水在闪蒸罐内闪蒸，饱和蒸汽输送至凝汽式螺杆膨胀发电站，最终经蒸汽凝汽器冷凝为水后输送回换热器内；另一部分饱和水通过ORC子系统，依次经过蒸发器、预热器后，低温热水输送回换热器内，完成一次循环；
蒸汽凝汽器以及ORC子系统出水先通过一个热流体热交换器，与低温热流体进行热交换，之后再进入换热器内，与烟气换热；
往复式发动机或者燃气轮机烟气多台烟气汇集在一起回收，或者每台发动机后设置一套烟气热交换装置，产生的热水统一利用。
一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，所述回收利用系统包括：换热器、闪蒸罐、ORC子系统、凝汽式螺杆膨胀发电站、蒸汽冷凝器；凝汽式螺杆膨胀发电站包括第三膨胀机、第三膨胀机驱动设备；
所述ORC子系统包括蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机、膨胀机驱动设备；蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机依次连接，膨胀机与蒸发器连接；膨胀机与膨胀机驱动设备连接；
烟气通过所述换热器产生高温高压热水，高温高压热水在闪蒸罐内闪蒸，饱和蒸汽输送至凝汽式螺杆膨胀发电站，最终经蒸汽凝汽器冷凝为水后输送回换热器内；另一部分饱和水通过ORC子系统，依次经过蒸发器、预热器后，低温热水输送回换热器内，完成一次循环。
作为本发明的一种优选方案，蒸汽凝汽器以及ORC子系统出水先通过一个热流体热交换器，与低温热流体进行热交换，之后再进入换热器内，与烟气换热；低温热流体是往复式发动机的缸套冷却液，或低温气、液体。
作为本发明的一种优选方案，往复式发动机或者燃气轮机烟气多台烟气汇集在一起回收，或者每台发动机后设置一套烟气热交换装置，产生的热水统一利用。
作为本发明的一种优选方案，所述膨胀机驱动设备、第三膨胀机驱动设备为发电机或旋转式耗功设备。
本发明的有益效果在于：本发明提出的低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，可利用往复发动机的余热发电，节能环保。
附图说明
图1为本发明低温烟气以及低温热流体的余热回收系统的组成示意图。
图2为本发明低温烟气以及低温热流体的余热回收系统的另一组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1、图2，本发明揭示了一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，所述回收利用系统包括：烟气换热器、热流体换热器、闪蒸罐、ORC子系统、凝汽式螺杆膨胀发电站、蒸汽冷凝器；凝汽式螺杆膨胀发电站包括第三膨胀机、第三膨胀机驱动设备。低温烟气含往复式发动机尾气，燃气轮机尾气，以及工业烟气等，热流体含往复式发动机缸套水、热水等其他热流体。
所述ORC子系统包括蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机、膨胀机驱动设备；蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机依次连接，膨胀机与蒸发器连接；膨胀机与膨胀机驱动设备连接。所述膨胀机驱动设备、第三膨胀机驱动设备为发电机或旋转式耗功设备。
热流体通过所述热流体换热器产生中温热水，后输送热水进入烟气换热器，烟气通过所述烟气换热器产生高温高压热水，高温高压热水在闪蒸罐内闪蒸，饱和蒸汽输送至凝汽式螺杆膨胀发电站，最终经蒸汽凝汽器冷凝为水后输送回换热器内；另一部分饱和水通过ORC子系统，依次经过蒸发器、预热器后，低温热水输送回换热器内，完成一次循环；
如图2所示，蒸汽凝汽器以及ORC子系统出水可以先通过一个热流体热交换器，与低温热流体进行热交换，之后再进入换热器内，与烟气换热。
往复式发动机或者燃气轮机的多台烟气汇集在一起回收，或者每台发动机后设置一套烟气热交换装置，产生的热水统一利用。
实施例二
一种低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，所述回收利用系统包括：换热器、闪蒸罐、ORC子系统、凝汽式螺杆膨胀发电站、蒸汽冷凝器；凝汽式螺杆膨胀发电站包括第三膨胀机、第三膨胀机驱动设备。
所述ORC子系统包括蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机、膨胀机驱动设备；蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、膨胀机依次连接，膨胀机与蒸发器连接；膨胀机与膨胀机驱动设备连接。
往复式发动机尾气通过所述换热器产生高温高压热水，高温高压热水在闪蒸罐内闪蒸，饱和蒸汽输送至凝汽式螺杆膨胀发电站，最终经蒸汽凝汽器冷凝为水后输送回换热器内；另一部分饱和水通过ORC子系统，依次经过蒸发器、预热器后，低温热水输送回换热器内，完成一次循环。
通过调整预热器与蒸发器流量比例，灵活调整不同ORC机组发电功率，并实现热流体出口温度控制。
综上所述，本发明提出的低温烟气以及低温热流体的余热回收系统，可利用往复发动机的余热发电，节能环保。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (1)

1.一种低温烟气以及低温液体的余热回收系统，其特征在于，所述余热回收系统包括：烟气换热器、低温液体换热器、闪蒸罐、ORC子系统、凝汽式螺杆膨胀发电站、蒸汽冷凝器；凝汽式螺杆膨胀发电站包括第一膨胀机、第一膨胀机驱动设备；
所述ORC子系统包括蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、第二膨胀机、第二膨胀机驱动设备；蒸发器、预热器、液体泵、冷凝器、第二膨胀机依次连接，第二膨胀机与蒸发器连接；第二膨胀机与第二膨胀机驱动设备连接；
所述第一膨胀机驱动设备、第二膨胀机驱动设备为发电机或旋转式耗功设备；
低温液体通过所述低温液体换热器产生中温热水，后输送中温热水进入烟气换热器，中温热水经过所述烟气换热器成为高温高压热水，高温高压热水在闪蒸罐内闪蒸，饱和蒸汽输送至凝汽式螺杆膨胀发电站，做功后的乏气经蒸汽冷凝器冷凝为水后输送回低温液体换热器内；由闪蒸罐供应的饱和水通过ORC子系统，依次经过蒸发器、预热器成为低温热水后，被输送回低温液体换热器内，完成一次循环；
蒸汽冷凝器以及ORC子系统出水先通过一个低温液体换热器，与低温液体进行热交换，之后再进入烟气换热器内，与烟气换热；
往复式发动机或者燃气轮机的烟气汇集在一起回收，或者每台发动机后设置一套烟气换热器，产生的热水统一利用。
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