CN203685328U - 一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统 - Google Patents
一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203685328U CN203685328U CN201420082166.8U CN201420082166U CN203685328U CN 203685328 U CN203685328 U CN 203685328U CN 201420082166 U CN201420082166 U CN 201420082166U CN 203685328 U CN203685328 U CN 203685328U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- cryogenic
- organic rankine
- waste heat
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本实用新型公开了低品位废热利用技术领域的一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统。所述系统包括非恒定废热源、高温有机朗肯循环发电子系统、低温有机朗肯循环发电子系统和自动控制子系统；非恒定废热源所产生的废热依次加热高低温有机朗肯循环发电系统的有机工质，最后排入大气中。本实用新型两个发电子系统独立运行但又相互制约，通过自动控制子系统实时调节高低温有机朗肯循环发电子系统工质流量及压力，适应热源的动态变化，使发电系统在设计时的最佳工况运行，提高系统效率；低温有机朗肯循环发电子系统实现废热再次利用，使排出的废热温度较低，达到深度梯度利用低温废热，提高热源利用率，具有市场竞争优势，应用前景广阔。
Description
技术领域
本实用新型属于低品位废热利用技术领域，尤其涉及一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统。
背景技术
节能减排是社会可持续发展的重要组成部分，依靠先进的科学技术，提高我国高耗能行业排放的低温废热的利用率，是节能减排和提高能源利用的重要途径。我国是化石能源为主的国家，而我国高耗能行业存在的主要问题是：生产工艺、技术设备落后，低温废热直接排放，浪费严重，能源转换和利用水平落后，环境污染严重，高耗能行业中存在大量的中低温余热没有得到充分利用。
据统计，我国排放的废热量占一次能源消耗总量近1/3，大量废热没有得到有效利用。按照《中国能源统计年鉴2011》中提供的行业能源消费相关数据的比例计算，我国工业余热资源总量约占我国总能耗约30%。，按照我国《烟气余热资源量计算方法与利用导则》计算，仅我国电站锅炉和工业锅炉排放的烟气余热资源量约占工业余热资源总量的20%，而且我国发电锅炉运行负荷根据用户需求改变，造成锅炉负荷不断变化。提高能源及各种资源的综合利用效率主要是通过温度对口，梯级利用的科学用能模式，降低环境资源代价；废热能源利用主要方式为直接利用、间接利用及混合利用方式。采用有机朗肯循环(ORC)发电系统回收余热，是间接利用废热的科学用能体现，但是现有有机朗肯循环发电系统多为一级利用模式，废热排除温度较高。
发明内容
针对背景技术中提到的高耗能行业生产工艺、技术设备落后，低温废热直接排放，浪费严重，能源转换和利用水平落后，环境污染严重，高耗能行业中存在大量的中低温余热没有得到充分利用的问题，本实用新型提出了一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统。
一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统，其特征在于，所述系统包括非恒定废热源、高温有机朗肯循环发电子系统、低温有机朗肯循环发电子系统和自动控制子系统；所述高温有机朗肯循环发电子系统包括高温蒸发器、高温膨胀机、高温系统发电机、高温系统冷凝器、高温系统工质泵和高温系统冷凝水泵；所述低温有机朗肯循环发电子系统包括低温蒸发器、低温膨胀机、低温系统发电机、低温系统冷凝器、低温系统工质泵和低温系统冷凝水泵；
其中，所述高温蒸发器分别与所述非恒定废热源、低温蒸发器、高温系统冷凝器和高温膨胀机连接；
所述高温系统冷凝器分别与所述高温膨胀机和高温系统冷凝水泵连接；所述高温系统冷凝器与高温蒸发器之间设有高温系统工质泵；
所述高温膨胀机与所述高温系统发电机连接；
所述低温蒸发器分别与所述低温膨胀机和低温系统冷凝器连接；
所述低温系统冷凝器分别与所述低温膨胀机和低温系统冷凝水泵连接；所述低温系统冷凝器与低温蒸发器之间设有低温系统工质泵；
所述低温膨胀机与所述低温系统发电机连接；
所述自动控制子系统分别与高温系统工质泵和低温系统工质泵连接；
所述系统设有废热参数采集点、高温工质温度压力采集点和低温工质温度压力采集点；所述废热参数采集点、高温工质温度压力采集点和低温工质温度压力采集点分别与所述自动控制子系统连接。
所述废热参数采集点设置于非恒定废热源与高温蒸发器之间。
所述高温工质温度压力采集点设置于高温蒸发器与高温膨胀机之间。
所述低温工质温度压力采集点设置于低温蒸发器与低温膨胀机之间。
本实用新型有益的效果与现有废热发电利用技术相比，具有以下优点：非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统实现废热深度利用和提高发电系统的效率。通过将一次加热有机工质后的废热再经过低温发电系统的蒸发器，再次作为热源加热有机工质，废热中的热量再一次被利用，最后排出低温蒸发器的温度较低；热源温度流量发生变化时，控制系统将采集的数据信息分析输出控制信号，调节发电系统的工质流量，使其合理匹配，使得发电系统在最优设计条件下工作，保持热源利用效率和系统发电效率最高。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统的结构示意图；
其中，1-非恒定废热源；2-高温有机朗肯循环发电子系统；21-高温蒸发器；22-高温膨胀机；23-高温系统发电机；24-高温系统冷凝器；25-高温系统工质泵；26-高温系统冷凝水泵；3-低温有机朗肯循环发电子系统；31-低温蒸发器；32-低温膨胀机；33-低温系统发电机；34-低温系统冷凝器；35-低温系统工质泵；36-低温系统冷凝水泵；4-自动控制子系统；41-废热参数采集点；42-高温工质温度压力采集点；43-低温工质温度压力采集点。
具体实施方式
下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
图1中所示为非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统，
所述系统包括非恒定废热源1、高温有机朗肯循环发电子系统2、低温有机朗肯循环发电子系统3和自动控制子系统4；所述高温有机朗肯循环发电子系统2包括高温蒸发器21、高温膨胀机22、高温系统发电机23、高温系统冷凝器24、高温系统工质泵25和高温系统冷凝水泵26；所述低温有机朗肯循环发电子系统3包括低温蒸发器31、低温膨胀机32、低温系统发电机33、低温系统冷凝器34、低温系统工质泵35和低温系统冷凝水泵36；
其中，所述高温蒸发器21分别与所述非恒定废热源1、低温蒸发器31、高温系统冷凝器24和高温膨胀机22连接；
所述高温系统冷凝器24分别与所述高温膨胀机22和高温系统冷凝水泵26连接；所述高温系统冷凝器24与高温蒸发器21之间设有高温系统工质泵25；
所述高温膨胀机22与所述高温系统发电机23连接；
所述低温蒸发器31分别与所述低温膨胀机32和低温系统冷凝器34连接；
所述低温系统冷凝器34分别与所述低温膨胀机32和低温系统冷凝水泵36连接；所述低温系统冷凝器34与低温蒸发器31之间设有低温系统工质泵35；
所述低温膨胀机32与所述低温系统发电机33连接；
所述自动控制子系统4分别与高温系统工质泵25和低温系统工质泵35连接；
所述系统设有废热参数采集点41、高温工质温度压力采集点42和低温工质温度压力采集点43；所述废热参数采集点41、高温工质温度压力采集点42和低温工质温度压力采集点43分别与所述自动控制子系统4连接。
非恒定废热源1主要为发电系统提供热量，废热首先经过高温蒸发器21，加热有机工质，排出的废热再进入低温蒸发器31加热系统中的有机工质，最后排入大气中。由于非恒定废热源1的温度或流量随时间而变化，而高温膨胀机22在工质流量与压力在一定范围之内时处于最佳状态，因此当热源参数发生变化时，自动控制系统4将采集的废热温度和流量信号进行分析后，输出控制信号调节高温系统工质泵25的流量压力，使高温有机朗肯循环发电子系统2时时保持最优状态工作。如当非恒定废热源1的温度或流量大于高温有机朗肯循环发电子系统2设定值时，即非恒定废热源1在高温蒸发器中提供较多的热量时，通过增加有机工质流量，降低有机工质在高温蒸发器21出口处的温度和压力，使高温有机朗肯循环发电子系统时时处于小范围波动状态，保持最优工作效率。
所述低温有机朗肯循环发电子系统3与高温有机朗肯循环发电子系统2一致，其区别在于，由于热源温度不同和有机工质物性不同，选用的适用于发电系统的有机工质不同。两套中膨胀机输出的轴功都是通过输入发电机中输出电能。
所述高低温发电系统中的冷凝器的冷却系统应根据当地实际情况而定，若水资源丰富，可采用水冷却的方式，否则采用风冷方式进行冷却；两套发电系统可共用冷却塔或单独设立。
以上所述实施例，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权力来要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统，其特征在于，所述系统包括非恒定废热源、高温有机朗肯循环发电子系统、低温有机朗肯循环发电子系统和自动控制子系统；所述高温有机朗肯循环发电子系统包括高温蒸发器、高温膨胀机、高温系统发电机、高温系统冷凝器、高温系统工质泵和高温系统冷凝水泵；所述低温有机朗肯循环发电子系统包括低温蒸发器、低温膨胀机、低温系统发电机、低温系统冷凝器、低温系统工质泵和低温系统冷凝水泵；
其中，所述高温蒸发器分别与所述非恒定废热源、低温蒸发器、高温系统冷凝器和高温膨胀机连接；
所述高温系统冷凝器分别与所述高温膨胀机和高温系统冷凝水泵连接；所述高温系统冷凝器与高温蒸发器之间设有高温系统工质泵；
所述高温膨胀机与所述高温系统发电机连接；
所述低温蒸发器分别与所述低温膨胀机和低温系统冷凝器连接；
所述低温系统冷凝器分别与所述低温膨胀机和低温系统冷凝水泵连接；所述低温系统冷凝器与低温蒸发器之间设有低温系统工质泵；
所述低温膨胀机与所述低温系统发电机连接；
所述自动控制子系统分别与高温系统工质泵和低温系统工质泵连接；
所述系统设有废热参数采集点、高温工质温度压力采集点和低温工质温度压力采集点；所述废热参数采集点、高温工质温度压力采集点和低温工质温度压力采集点分别与所述自动控制子系统连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废热参数采集点设置于非恒定废热源与高温蒸发器之间。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高温工质温度压力采集点设置于高温蒸发器与高温膨胀机之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低温工质温度压力采集点设置于低温蒸发器与低温膨胀机之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420082166.8U CN203685328U (zh) | 2014-02-25 | 2014-02-25 | 一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420082166.8U CN203685328U (zh) | 2014-02-25 | 2014-02-25 | 一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203685328U true CN203685328U (zh) | 2014-07-02 |
Family
ID=51007243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420082166.8U Expired - Fee Related CN203685328U (zh) | 2014-02-25 | 2014-02-25 | 一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203685328U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105443174A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-03-30 | 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 | 一种串级式有机朗肯循环系统 |
| CN108425713A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-08-21 | 江苏大学 | 一种基于气液分离与双级蒸发的有机朗肯循环发电系统 |
| CN111076599A (zh) * | 2018-10-22 | 2020-04-28 | 株式会社捷太格特 | 热回收系统 |
| CN113187572A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-07-30 | 上海海事大学 | 一种船用的多蒸发器的有机朗肯循环系统 |
-
2014
- 2014-02-25 CN CN201420082166.8U patent/CN203685328U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105443174A (zh) * | 2016-01-07 | 2016-03-30 | 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 | 一种串级式有机朗肯循环系统 |
| CN108425713A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-08-21 | 江苏大学 | 一种基于气液分离与双级蒸发的有机朗肯循环发电系统 |
| CN111076599A (zh) * | 2018-10-22 | 2020-04-28 | 株式会社捷太格特 | 热回收系统 |
| CN113187572A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-07-30 | 上海海事大学 | 一种船用的多蒸发器的有机朗肯循环系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103629857B (zh) | 基于热泵的热电联产集中供热系统 | |
| Zhang et al. | Performance analysis of the coal-fired power plant with combined heat and power (CHP) based on absorption heat pumps | |
| CN103670548A (zh) | 基于热泵的热电联产集中供热系统 | |
| CN201443978U (zh) | 炭素煅烧炉余热发电系统 | |
| CN203685328U (zh) | 一种非恒定废热双级有机朗肯循环发电系统 | |
| CN103673031A (zh) | 大幅降低热电联产集中供热温度的系统 | |
| CN204267119U (zh) | 利用油田地热尾水进行双循环螺杆膨胀机发电的设备 | |
| CN203489712U (zh) | 一种新型烧结炼钢轧钢余热综合利用发电设备 | |
| CN205779061U (zh) | 煤矿瓦斯梯级热电冷联供系统 | |
| CN103673034A (zh) | 基于热泵的热电联产集中供热系统 | |
| CN104457297A (zh) | 一种烧结余热回收方法及系统 | |
| CN203718884U (zh) | 基于热泵的热电联产集中供热系统 | |
| CN103673033A (zh) | 基于热泵的热电联产集中供热系统 | |
| CN103925022A (zh) | 一种利用中低压蒸汽进行二级发电的系统及方法 | |
| CN209195495U (zh) | 一种光热嵌入式火电调峰系统 | |
| CN203362422U (zh) | 槽式太阳能与有机朗肯循环发电系统 | |
| CN102374514B (zh) | 烟气余热双压发电系统 | |
| CN202195529U (zh) | 电厂余热利用供热系统组合技术装置 | |
| CN204267121U (zh) | 采用预热技术的低温水发电设备 | |
| CN203097969U (zh) | 一种再热循环系统 | |
| CN103628938B (zh) | 大幅降低热电联产集中供热温度的系统 | |
| CN202141025U (zh) | 烟气余热双压发电系统 | |
| CN207674417U (zh) | 锅炉烟气余热回收利用系统 | |
| CN203336679U (zh) | 一种用于低温余热回收的供暖系统 | |
| CN202810981U (zh) | 通过吸收式热泵提高发电厂发电效率的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140702 Termination date: 20150225 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |