CN110863924A - 一种热电联产机组产热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热电联产机组产热回收系统，属于热电联产技术领域，包括机体、发电系统和热交换系统，所述发电系统包括发电机和用于驱动发电机工作的发动机，还包括用于交换发电机产生的热量的换热组件。工作时，发动机转动带动发电机工作，发电机工作将产生一定的热量，而通过换热组件将发电机产生的热量交换出来进行利用，达到充分回收利用机组热量的目的，有效地提高整个系统的效率；降低机组整体温度，减小能源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及热电联产技术领域，特别涉及一种热电联产机组产热回收系统。
背景技术
热电联产，也叫做热电联供。热电联产可以大大提高热电厂的热效率。因为，一般的凝汽式机组，汽轮机的排汽损失是很大的。而热电联产机组产热回收系统，通过一些方法，把一部分或者全部蒸汽通过汽轮机做功后，再对热用户输出，使排汽损失减小。并且，热电联产解决了城市集中供热的问题，取代了遍地开花的小锅炉。
现有的热电联产机组产热回收系统一般包括：机体、发电系统和热交换系统，发电系统和热交换系统均设置在机体内。对于微型热电联产机组产热回收系统，发电机的效率较低，产热较大；而且对于微型机而言，体积小，因而通常没有外设的散热系统，导致机体内温度升高，影响机组工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热电联产机组产热回收系统，具有交换发电机工作产生的热量，降低机组整体温度，减小能源浪费的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种热电联产机组产热回收系统，包括机体、发电系统和热交换系统，所述发电系统包括发电机和用于驱动发电机工作的发动机，还包括用于交换发电机产生的热量的换热组件。
实施上述技术方案，工作时，发动机转动带动发电机工作，发电机工作将产生一定的热量，而通过换热组件将发电机产生的热量交换出来进行利用，达到充分回收利用机组热量的目的，有效地提高整个系统的效率；降低机组整体温度，减小能源浪费。
本发明进一步设置为：所述热交换系统包括用于交换发动机冷却水热量的板式换热器以及用于交换发动机尾气的热量的烟气换热器，所述烟气换热器包括烟气进口、烟气出口、第一进水口和第一出水口；所述板式换热器包括进液口、出液口、第二进水口和第二出水口；所述发动机设置有冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口与出液口连通，所述冷却水出口与进液口连通。
实施上述技术方案，系统工作时，板式换热器通过冷却水将发动机产生的热量交换出来；而烟气换热器将发动机产生的尾气的热量交换出，最后输出的热水可用于用户使用，实现废气和发动机产热的热回收利用。
本发明进一步设置为：所述换热组件包括壳体，所述壳体套设于发电机上，所述壳体与发电机之间形成冷却腔，所述壳体上开设有与冷却腔连通的第三进水口和第三出水口。
实施上述技术方案，壳体与发电机之间形成冷却腔，外界的冷水通过第三进水口进入冷却腔内，将发电机产生的热量交换至冷却水中，实现交换发电机热量的目的，充分利用机组的热量，提高效率。对于微型机，体积小，没有外设的散热系统，壳体也可以吸收整体机体空间内的热量，降低机组整体温度，保证机组正常工作。
本发明进一步设置为：所述第一出水口与第二进水口连通，所述第三出水口与第一进水口连通。
实施上述技术方案，经过发电机交换后的冷却水进入到烟气换热器内，与发动机产生的尾气进行热交换，然后被加热后的冷却水进入到板式换热器内，与发动机内的冷却水进行热交换，最后输送至用户。因尾气的温度很高，先与尾气进行热交换，温差大，换热能力更强，换热效率高；而板式换热器本身换热能力强，所以等于牺牲板换面积，在同等烟换面积下可带走更多热量；进而提高机组整体的换热效率。
本发明进一步设置为：所述第三进水口位于第三出水口的下方。
实施上述技术方案，外界的冷水从下方的第三进水口进入壳体内，使得壳体内充满冷却水，与发电机充分换热后，再从第三出水口排出，提高热交换效果。
本发明进一步设置为：所述发电机为异步电机。
实施上述技术方案，因异步电机不需要并网控制器，可以直接上网；能够自动跟随电网频率而不需校准频率，节省了同期及频率调整设备，无同步发电机类似的振荡和失步问题，并网操作简便；结构简单，可靠性高。同时，小功率的异步电机的发电效率较低，产热较大，有利于通过水冷的方式进行换热。
本发明进一步设置为：所述烟气进口与发动机的尾气出口连通有排烟管，所述排烟管上设置有三元催化器。
实施上述技术方案，三元催化器对尾气进行处理，使得尾气达到排放标准，防止污染环境。
本发明进一步设置为：所述烟气出口连通有尾气管，所述尾气管上设置有消声器。
实施上述技术方案，尾气排放时，将产生较大的噪音，而消声器起到良好的消声效果，降低噪声污染。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
一、工作时，发动机转动带动发电机工作，发电机工作将产生一定的热量，而通过换热组件将发电机产生的热量交换出来进行利用，达到充分回收利用机组热量的目的，有效地提高整个系统的效率；降低机组整体温度，减小能源浪费；
二、发电机产生的热量交换至冷却水中，实现交换发电机热量的目的，充分利用机组的热量，提高效率；对于微型机，体积小，没有外设的散热系统，壳体也可以吸收整体机体空间内的热量，降低机组整体温度，保证机组正常工作；
三、因尾气的温度很高，先与尾气进行热交换，温差大，换热能力更强，换热效率高；而板式换热器本身换热能力强，所以等于牺牲板换面积，在同等烟换面积下可带走更多热量，进而提高机组整体的换热效率；
四、因异步电机不需要并网控制器，可以直接上网；能够自动跟随电网频率而不需校准频率，节省了同期及频率调整设备，无同步发电机类似的振荡和失步问题，并网操作简便；结构简单，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的工作流程示意图；
图2是本发明发电机的结构示意图。
附图标记：1、机体；21、发电机；22、发动机；221、冷却水进口；222、冷却水出口；31、板式换热器；311、进液口；312、出液口；313、第二进水口；314、第二出水口；32、烟气换热器；321、烟气进口；322、烟气出口；323、第一进水口；324、第一出水口；4、壳体；41、第三进水口；42、第三出水口；5、排烟管；51、三元催化器；6、尾气管；61、消声器；7、水泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种热电联产机组产热回收系统，包括机体1、发电系统和热交换系统，发电系统包括发电机21和用于驱动发电机21工作的发动机22，发动机22为燃气发动机22，发电系统和热交换系统均设置在机体1内。热交换系统包括用于交换发动机22冷却水热量的板式换热器31以及用于交换发动机22尾气的热量的烟气换热器32。
其中，如图1所示，烟气换热器32包括烟气进口321、烟气出口322、第一进水口323和第一出水口324；烟气进口321与发动机22的尾气出口连通有排烟管5，排烟管5上设置有三元催化器51；三元催化器51对尾气进行处理，使得尾气达到排放标准，防止污染环境。烟气出口322连通有尾气管6，尾气管6上设置有消声器61；尾气排放时，将产生较大的噪音，而消声器61起到良好的消声效果，降低噪声污染。
如图1所示，板式换热器31包括进液口311、出液口312、第二进水口313和第二出水口314；发动机22设置有冷却水进口221和冷却水出口222。冷却水进口221与出液口312连通，冷却水出口222与进液口311连通；且发动机22与板式换热器31之间连通有水泵7，以实现冷却水循环流动。
其中，如图1、2所示，机体1内还设置有用于交换发电机21产生的热量的换热组件，换热组件包括壳体4，壳体4密封套设于发电机21上，壳体4采用不锈钢制成，壳体4与发电机21之间形成冷却腔（图中未标示）；壳体4上开设有与冷却腔连通的第三进水口41和第三出水口42。第三进水口41位于第三出水口42的下方；外界的冷水从下方的第三进水口41进入壳体4内，使得壳体4内充满冷却水，与发电机21充分换热后，再从第三出水口42排出，提高热交换效果。其中，第一出水口324与第二进水口313连通，第三出水口42与第一进水口323连通。
本发明中的发电机21为异步电机。因异步电机不需要并网控制器，可以直接上网；能够自动跟随电网频率而不需校准频率，节省了同期及频率调整设备，无同步发电机类似的振荡和失步问题，并网操作简便；结构简单，可靠性高。同时，小功率的异步电机的发电效率较低，产热较大，有利于通过水冷的方式进行换热。
具体工作过程：工作时，板式换热器31通过冷却水将发动机22产生的热量交换出来；而烟气换热器32将发动机22产生的尾气的热量交换出，最后输出的热水可用于用户使用，实现废气和发动机22产热的热回收利用。
发动机22转动带动发电机21工作，发电机21为异步电机，发电机21工作将产生一定的热量，特别对于50KW以下的机组，效率较低，产热大；并且因体积有限，没有外设的散热系统，因而工作时，产热较多。而通过换热组件将发电机21产生的热量交换出来进行利用，达到充分回收利用机组热量的目的，有效地提高整个系统的效率；降低机组整体温度，减小能源浪费。
而外界的冷水通过第三进水口41进入冷却腔内，将发电机21产生的热量交换至冷却水中，实现交换发电机21热量的目的，充分利用机组的热量，有效地提高整个系统的效率；降低机组整体温度，减小能源浪费。
并且对于微型机，体积小，没有外设的散热系统，壳体4也可以吸收整体机体1空间内的热量，降低机组整体温度，保证机组正常工作。
另外，经过发电机21交换后的冷却水进入到烟气换热器32内，与发动机22产生的尾气进行热交换，然后被加热后的冷却水进入到板式换热器31内，与发动机22内的冷却水进行热交换，最后输送至用户。因尾气的温度很高，先与尾气进行热交换，温差大，换热能力更强，换热效率高；而板式换热器31本身换热能力强，所以等于牺牲板换面积，在同等烟换面积下可带走更多热量；进而提高机组整体的换热效率。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种热电联产机组产热回收系统，包括机体(1)、发电系统和热交换系统，所述发电系统包括发电机(21)和用于驱动发电机(21)工作的发动机(22)，其特征在于：还包括用于交换发电机(21)产生的热量的换热组件。
2.根据权利要求1所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述热交换系统包括用于交换发动机(22)冷却水热量的板式换热器(31)以及用于交换发动机(22)尾气的热量的烟气换热器(32)，所述烟气换热器(32)包括烟气进口(321)、烟气出口(322)、第一进水口(323)和第一出水口(324)；所述板式换热器(31)包括进液口(311)、出液口(312)、第二进水口(313)和第二出水口(314)；所述发动机(22)设置有冷却水进口(221)和冷却水出口(222)，所述冷却水进口(221)与出液口(312)连通，所述冷却水出口(222)与进液口(311)连通。
3.根据权利要求2所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述换热组件包括壳体(4)，所述壳体(4)套设于发电机(21)上，所述壳体(4)与发电机(21)之间形成冷却腔，所述壳体(4)上开设有与冷却腔连通的第三进水口(41)和第三出水口(42)。
4.根据权利要求3所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述第一出水口(324)与第二进水口(313)连通，所述第三出水口(42)与第一进水口(323)连通。
5.根据权利要求4所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述第三进水口(41)位于第三出水口(42)的下方。
6.根据权利要求1所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述发电机(21)为异步电机。
7.根据权利要求2所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述烟气进口(321)与发动机(22)的尾气出口连通有排烟管(5)，所述排烟管(5)上设置有三元催化器(51)。
8.根据权利要求7所述的一种热电联产机组产热回收系统，其特征在于：所述烟气出口(322)连通有尾气管(6)，所述尾气管(6)上设置有消声器(61)。
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