CN114234472A - 一种发电机组余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电机组余热利用系统，通过发电机组、吸收式制冷机、烟气低低温节能器、第二类吸收式热泵四者的组合优化，高效的满足了制药与纺织行业工艺上的冷能、电能、蒸汽的集中需求，利用发电机组发电时产生的高温烟气和中温缸套水实现生产所需的冷能和蒸汽，最大限度的对发电机工作产生的热能进行回收利用，提高能源的利用率，避免浪费。

Description

一种发电机组余热利用系统

技术领域

本发明涉及余热利用技术领域，尤其是涉及一种发电机组余热利用系统。

背景技术

冷能、电能、蒸汽是制药和纺织行业生产所需要的重要能源，制药工艺生产中的加热浓缩、干燥、灭菌等环节都要用到蒸汽，纺织工艺的车间加湿消耗蒸汽量比较大，制药与纺织的许多工艺上都需要冷却降温，因此冷能需求量也比较大。但是现有的燃气内燃发电机组与溴化锂吸收式制冷机组合技术，仅能实现制冷、制热和发电功能，无法利用余热实现制取蒸汽。而且发电机组排烟达到120℃左右排放，无法对烟气的热能充分利用，不能实现燃气热量的最大利用，燃气利用效率低，造成燃气浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电机组余热利用系统，该系统能够最大限度的利用烟气热量，实现燃气热量的最大利用，燃气利用效率高。

本发明提供一种发电机组余热利用系统，包括发电机组、吸收式制冷机、烟气低低温节能器和第二类吸收式热泵，所述发电机组的排烟管穿过所述吸收式制冷机后与所述烟气低低温节能器连通，所述烟气低低温节能器进水口连接补水管，所述烟气低低温节能器的出水口与所述第二类吸收式热泵连通，所述发电机组的缸套水出口与所述第二类吸收式热泵连通，所述第二类吸收式热泵的出口与所述发电机组的缸套水入口连通。

进一步的，所述吸收式制冷机的工质为溴化锂水溶液。

进一步的，所述第二类吸收式热泵的工质为溴化锂水溶液。

进一步的，所述吸收式制冷机包括第一发生器，所述第一发生器内设有第一换热管，所述第一换热管的进口端与所述排烟管连通，所述第一换热管的出口端与所述烟气低低温节能器连通。

进一步的，所述第二类吸收式热泵包括第二发生器和第二蒸发器，所述第二发生器和所述第二蒸发器内均设有第二换热管，所述第二发电机组的缸套水出口和缸套水入口与两个所述第二换热换管串联。

进一步的，所述发电机组为燃气内燃机发电机组。

进一步的，所述燃气内燃发电机组排出的烟气为350-500℃的高温烟气。

进一步的，所述吸收式制冷机排出的烟气为170℃的中温烟气。

进一步的，所述烟气低低温节能器排放的烟气温度小于30℃。

进一步的，所述燃气内燃发电机组排出的缸套水温度在85-90℃之间。

本发明的技术方案提供了一种发电机组余热利用系统，通过发电机组、吸收式制冷机、烟气低低温节能器、第二类吸收式热泵四者的组合优化，高效的满足了制药与纺织行业工艺上的冷能、电能、蒸汽的集中需求，利用发电机组发电时产生的高温烟气和中温缸套水实现生产所需的冷能和蒸汽，最大限度的对发电机工作产生的热能进行回收利用，提高能源的利用率，避免浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图；

附图标记说明：1-燃气内燃发电机组、2-溴化锂吸收式制冷机、3-烟气低低温节能器、4-第二类溴化锂吸收式热泵；

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种发电机组余热利用系统，包括发电机组、吸收式制冷机、烟气低低温节能器3和第二类吸收式热泵，其中本实施例中发电机组采用的是燃气内燃机发电机组，燃气内燃发电机组1发电过程中产生的余热可以分为两部分：一部分是燃料燃烧是释放的高温烟气，高温烟气的温度在350-500℃之间。二是中低温缸套水，缸套水是为了保证燃气内燃机的正常工作温度，通过冷却系统的冷却水带走的热量，从而产生中低温度的缸套水，燃气内燃机发电机组排出的缸套水温度在85-90℃之间。

其中，吸收式制冷机和第二类吸收式热泵的工质均为溴化锂水溶液，即吸收式制冷机为：溴化锂吸收式制冷机2，溴化锂吸收式制冷机2是以溴化锂溶液为工质，以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制冷的目的；第二类吸收式热泵为：第二类溴化锂吸收式热泵4，第二类溴化锂吸收式热泵4是利用真空下液化放热达到升温制取蒸汽的目的。

溴化锂吸收式制冷机2包括第一发生器、第一冷凝器、第一蒸发器和第一吸收器，第一发生器内设有第一换热管，第一换热管的进口端与所述排烟管连通，所述第一换热管的出口端与所述烟气低低温节能器连通。在溴化锂吸收式制冷机2运行过程中，燃气内燃机发电机组的排烟管连通第一换热管后，通过第一换热管在第一发生器内进行换热后，由第一换热管的出口端进入烟气低低温节能器3，第一换热管是盘管，目的是增加换热面积；第一发生器的蒸汽出口与第一冷凝器的蒸汽入口连通，第一冷凝器的蒸汽出口与第一吸收器连通，第一冷凝器的冷凝水出口与第一蒸发器的进口连通，第一蒸发器的出口与第一吸收器连通，冷却水管路穿过蒸发器，在蒸发器内盘绕后引出，第一发生器的溶液出口与第一吸收器连通，第一吸收器的溶液出口与第一发生器的溶液进口连通。

在溴化锂吸收式制冷机2运行过程中，当溴化锂水溶液在第一发生器内受到高温烟气的加热后，溴化锂溶液中的水不断汽化，随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入第一吸收器；在此过程中水蒸汽进入第一冷凝器，被第一冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当第一冷凝器内的水进入第一蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收流经蒸发器的水的热量，从而达到制取冷水的目的；在此过程中，水蒸汽进入第一吸收器，被第一吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回第一发生器，完成整个循环，实现连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在第一吸收器内已被外部冷却水换热后冷却，温度较低，为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率，在第一发生器和第一吸收器之间增加了一个换热器，让第一发生器流出的高温溴化锂浓溶液与第一吸收器流出的低温稀溶液进行热交换，提高溴化锂稀溶液进入第一发生器的温度，减小第一发生器对溴化锂稀溶液加热产生的负荷，也减小了第一吸收器对溴化锂浓溶液冷却产生的负荷。

烟气温度在第一发生器内通过第一换热管换热后温度降低，换热后溴化锂吸收式制冷机2排出的烟气为170℃左右的中温烟气，进入烟气低低温节能器3再次换热，烟气低低温节能器3进水口连接补水管，烟气低低温节能器3的出水口与第二类溴化锂吸收式热泵4连通，使烟气低低温节能器3的外接水源吸收中温烟气的热量进入第二类溴化锂吸收式热泵4再次吸收缸套水的热量制取需要的蒸汽，中温烟气经过换热后温度降低到30℃以下再进行排放，最大限度的利用了烟气的热能。

第二类溴化锂吸收式热泵4包括第二发生器、第二冷凝器、第二发生器和第二吸收器，第二发生器和第二蒸发器内均设有第二换热管，燃气内燃发电机组1工作产生的缸套水先后进入第二发生器和第二蒸发器中的第二换热管内进行换热，换热后的缸套水再次返回燃气内燃发电机组1吸收热量，第二发生器的蒸汽出口与第二冷凝器的蒸汽入口连通，第二冷凝器的蒸汽出口与第二吸收器连通，第二冷凝器的冷凝水出口与第二蒸发器的进口连通，第二蒸发器的出口与第二吸收器连通，第二发生器的溶液出口与第二吸收器连通，第二吸收器的溶液出口与第二发生器的溶液进口连通。

具体工作时：由燃气内燃发电机组1出口出来的缸套水以串联的形式分别进入第二蒸发器和第二发生器内的第二换热管进行换热，在第二蒸发器和第二发生器中的冷剂水吸收缸套水的热量，使冷剂水蒸发成冷剂蒸汽进入第二吸收器，第二吸收器中的浓度较高的溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽变成溴化锂稀溶液，溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽的过程相当于，冷剂蒸汽液化的过程，冷剂蒸汽液化放出热量，放出的热量用于加热由烟气低低温节能器3出来的升温后的补水，使补水再次吸收热量后蒸发，制取工作所需的蒸汽。而第二吸收器中的溴化锂稀溶液与第二发生器中的溴化锂浓溶液通过换热器进行换热，使溴化锂稀溶液通过与溴化锂浓溶液换热温度升高后再次进入第二发生器，溴化锂浓溶液温度降低后进入第二吸收器中，在压力较低的第二发生器内溴化锂稀溶液再次被缸套水加热，冷剂水再次蒸发，溴化锂稀溶液再次变为溴化锂浓溶液，然后溴化锂浓溶液再次经换热器进入第二吸收器，如此往复循环，实现连续放热。在此过程中产生的冷剂蒸汽进入第二冷凝器，冷剂蒸汽在第二冷凝器被低温冷却水凝结成液态的冷剂水，冷剂水由泵送往第二蒸发器，再次由缸套水加热蒸发，这样往复循环达到连续制取热能的目的。

本实施例中提到的溴化锂吸收式制冷机与第二类溴化锂吸收式热泵的组成及原理属于现有技术，在此不再赘述。

工作原理：燃气内燃发电机组1中的燃气燃烧做功发电，燃气燃烧产生350-500℃的高温烟气进入溴化锂吸收式制冷机2，溴化锂吸收式制冷机2中的冷水与高温烟气换热产生生产工艺需要的5-7℃的冷水，高温烟气换热后温度降低，变成170℃左右的中温烟气，中温烟气进入烟气低低温节能器3继续被吸收热量最终降低到30℃以下排放，充分吸收烟气中的热量，减少了能量损失，补水管内提供的15℃左右的补水通过烟气低低温节能器3升温后进入第二类溴化锂吸收式热泵4，,吸收了燃气内燃发电机组1热量的缸套水进入第二类溴化锂吸收式热泵4；第二类溴化锂吸收式热泵4在缸套水的共同作用下，将升温后的补水再次加热产生工艺需要的0.2MPa左右的蒸汽。本发明通过烟气低低温节能器3与第二溴化锂吸收式制冷机2的组合，使燃气内燃发电机组1的排烟达到超低温排放，极大的提高了系统的燃气利用效率。燃气内燃发电机组1、溴化锂吸收式制冷机2、烟气低低温节能器3和第二类溴化锂吸收式热泵4四者的组合优化，高效的满足了纺织与制药行业工艺上集中用电、用冷和用蒸汽的需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发电机组余热利用系统，其特征在于，包括发电机组、吸收式制冷机、烟气低低温节能器和第二类吸收式热泵，所述发电机组的排烟管穿过所述吸收式制冷机后与所述烟气低低温节能器连通，所述烟气低低温节能器进水口连接补水管，所述烟气低低温节能器的出水口与所述第二类吸收式热泵连通，所述发电机组的缸套水出口与所述第二类吸收式热泵连通，所述第二类吸收式热泵的出口与所述发电机组的缸套水入口连通。

2.根据权利要求1所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述吸收式制冷机的工质为溴化锂水溶液。

3.根据权利要求1所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述第二类吸收式热泵的工质为溴化锂水溶液。

4.根据权利要求2所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述吸收式制冷机包括第一发生器，所述第一发生器内设有第一换热管，所述第一换热管的进口端与所述排烟管连通，所述第一换热管的出口端与所述烟气低低温节能器连通。

5.根据权利要求3所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述第二类吸收式热泵包括第二发生器和第二蒸发器，所述第二发生器和所述第二蒸发器内均设有第二换热管，所述第二发电机组的缸套水出口和缸套水入口与两个所述第二换热换管串联。

6.根据权利要求1所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述发电机组为燃气内燃机发电机组。

7.根据权利要求6所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述燃气内燃发电机组排出的烟气为350-500℃的高温烟气。

8.根据权利要求7所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述吸收式制冷机排出的烟气为170℃的中温烟气。

9.根据权利要求8所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述烟气低低温节能器排放的烟气温度小于30℃。

10.根据权利要求6所述的发电机组余热利用系统，其特征在于，所述燃气内燃发电机组排出的缸套水温度在85-90℃之间。

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