CN204511541U - Orc制取压缩空气的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及中低温余热回收利用技术,旨在提供一种ORC制取压缩空气的装置。该装置包括蒸发器、透平同轴一体机、冷凝器和工质泵;透平同轴一体机由透平膨胀机和透平压缩机同轴直联,前者用于膨胀做功,后者用于制取压缩空气;透平膨胀机设有工质入口和工质出口,透平压缩机设有空气入口和压缩空气出口;各设备通过管线实现连接:工质泵的出口端与蒸发器的工质入口相接,蒸发器的工质出口与透平膨胀机的工质入口相接,透平膨胀机的工质出口经冷凝器接至工质泵的入口端;蒸发器上设有热源入口端和热源出口端。本实用新型实现ORC回收利用中低温余热,并直接制取压缩空气,提高了余热能源的回收效率。机组更小巧、制造成本更低、运行更安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及中低温余热回收利用技术领域,尤其是涉及一种ORC制取压缩空气的装置。
背景技术
压缩空气是仅次于电力的普及能源之一,是流程工业应用最广泛的第四大能源,占了中国全社会总能源消耗的10~15%。目前,压缩空气的普遍制取方式是电动机拖动压缩机或汽轮机拖动压缩机。
在钢铁、有色金属、石油化工、建材、轻工等诸多行业中,生产企业有着大量低品位余热,包括烟气、蒸汽和热水等,这些热量品位低、数量大、分布散,基本不能为生产再利用。目前,中低温余热回收技术方面,ORC发电因其良好的机动性、高度的安全性和对维护保养的要求比较低等优点而非常热门,但发的电因为品质差(属于垃圾电,含谐波,会影响工业生产的稳定),高可靠性要求的流程工业不愿意使用这些垃圾电。如果制取压缩空气,通过稳压阀/减压阀后直接并入压缩空气管道,就比较简单。
目前,国内外没有发现利用ORC来制取压缩空气的应用,本实用新型带来全新的压缩空气节能理念,利用免费的工业中低温余热来制取压缩空气。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是,克服现有技术中的不足,提供一种ORC制取压缩空气的装置。本实用新型旨在于改善传统ORC发电的能源效率低、系统不稳定的现实,并针对当前工业生产过程中压缩空气需求量大的现状,巧妙利用ORC直接制取压缩空气。
为解决技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:
提供一种ORC制取压缩空气的装置,包括蒸发器;该装置还包括:透平同轴一体机、冷凝器和工质泵,各设备之间通过管线实现连接;所述透平同轴一体机由透平膨胀机和透平压缩机同轴直联,透平膨胀机用于膨胀做功,透平压缩机用于制取压缩空气;其中,透平膨胀机设有工质入口和工质出口,透平压缩机设有空气入口和压缩空气出口;
各设备之间通过管线实现连接:工质泵的出口端与蒸发器的工质入口相接,蒸发器的工质出口与透平膨胀机的工质入口相接,透平膨胀机的工质出口经冷凝器接至工质泵的入口端;蒸发器上设有热源入口端和热源出口端。
本实用新型中,所述冷凝器是空冷冷凝器或水冷冷凝器。
利用实用新型所述装置实现ORC制取压缩空气的方法,包括:
1~2.5bar的液态有机工质由工质泵加压后送入蒸发器,吸收来自80~300℃的中低温余热的能量,有机工质相变为5~10bar、60~80℃的蒸汽,再被导入透平膨胀机;透平膨胀机做功的同时,驱与其直联的透平压缩机对普通空气进行压缩,实现输出压缩空气;透平膨胀机做功后,有机工质以1.5~3bar的蒸气形式排出并送入冷凝器,再向冷源放热后冷凝为液态,返回工质泵入口,以此实现往复循环。
所述中低温余热是指:烟气、蒸汽或热水。所述冷源是指空气或水:如果采用空冷冷凝器,冷源为空气;如果采用水冷冷凝器,冷源为水。所述的有机工质是氟利昂。在一些特殊工业场合也可以应用非氟利昂工质,例如硅油,二氧化碳等。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1.ORC实现中低温余热回收利用,并直接制取压缩空气,提高了余热能源的回收效率。
2.机组更小巧、制造成本更低、运行更安全。假如10台机组并联接入压缩空气管网,原来的电拖动压缩机(2~3台)可以停下来,因为并联多台,运行更加可靠安全。
附图说明
图1为本实用新型的ORC制取压缩空气的装置示意图;
图2为透平同轴一体机示意图;
图中标记为:蒸发器1,热源入口端2,热源出口端3,(蒸发器)工质出口4,(蒸发器)工质入口5,透平同轴一体机6,(透平膨胀机)工质入口7,(透平膨胀机)工质出口8,压缩空气9,冷凝器10,(冷凝器)工质入口11,(冷凝器)工质出口12,工质泵13,透平压缩机14,透平膨胀机15,普通空气16。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型中的ORC制取压缩空气的装置,包括蒸发器1、透平同轴一体机6、冷凝器10和工质泵13;冷凝器10可以采用是空冷或水冷的冷凝器。
所述透平同轴一体机6由透平膨胀机15和透平压缩机14同轴直联,透平膨胀机15用于膨胀做功,透平压缩机14用于制取压缩空气;其中,透平膨胀机15设有工质入口7和工质出口8,透平压缩机14设有空气入口和压缩空气出口。
透平同轴一体机6工作时,透平膨胀机15和透平压缩机14同轴等速相连,避免了不同轴传动的机械效率损失,提高了制取压缩空气的整体效率。
各设备之间通过管线实现连接:工质泵13的出口端与蒸发器1的工质入口5相接,蒸发器1的工质出口4与透平膨胀机15的工质入口7相接;透平膨胀机15的工质出口8经冷凝器10接至工质泵13的入口端;蒸发器1上设有热源入口端2和热源出口端3。
本实用新型中的装置设控制系统,不仅实现与装置相关的电气和仪表的基本控制,而且通过在管路上设置传感器,通过控制调节阀的开度,达到提高透平膨胀机15的最佳工况效果和系统的稳定可靠性。透平同轴一体机6设润滑油系统。
利用前述装置实现ORC制取压缩空气的方法,包括:
1~2.5bar的液态有机工质由工质泵加压后送入蒸发器1,吸收来自80~300℃的中低温余热的能量,有机工质相变为蒸汽,再被导入透平膨胀机15;透平膨胀机15做功的同时,驱与其直联的透平压缩机14对普通空气进行压缩,实现输出压缩空气;透平膨胀机15做功后,有机工质以1.5~3bar的蒸气形式排出并送入冷凝器10,再向冷源放热后冷凝为液态,返回工质泵13入口,以此实现往复循环。
所述中低温余热是指烟气、蒸汽或热水;冷源是指空气或水:如果采用空冷冷凝器,冷源为空气;如果采用水冷冷凝器,冷源为水;有机工质是氟利昂,在一些特殊工业场合也可以应用非氟利昂工质,例如硅油,二氧化碳等。
Claims (2)
1.一种ORC制取压缩空气的装置,包括蒸发器;其特征在于,该装置还包括:透平同轴一体机、冷凝器和工质泵;
所述透平同轴一体机由透平膨胀机和透平压缩机同轴直联,透平膨胀机用于膨胀做功,透平压缩机用于制取压缩空气;其中,透平膨胀机设有工质入口和工质出口,透平压缩机设有空气入口和压缩空气出口;
各设备之间通过管线实现连接:工质泵的出口端与蒸发器的工质入口相接,蒸发器的工质出口与透平膨胀机的工质入口相接,透平膨胀机的工质出口经冷凝器接至工质泵的入口端;蒸发器上设有热源入口端和热源出口端。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述冷凝器是空冷冷凝器或水冷冷凝器。
Priority Applications (1)
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CN201520058041.6U CN204511541U (zh) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Orc制取压缩空气的装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201520058041.6U CN204511541U (zh) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Orc制取压缩空气的装置 |
Publications (1)
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CN204511541U true CN204511541U (zh) | 2015-07-29 |
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ID=53709531
Family Applications (1)
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CN201520058041.6U Active CN204511541U (zh) | 2015-01-27 | 2015-01-27 | Orc制取压缩空气的装置 |
Country Status (1)
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CN (1) | CN204511541U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104632313A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-05-20 | 沈天昱 | Orc制取压缩空气的装置及方法 |
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2015
- 2015-01-27 CN CN201520058041.6U patent/CN204511541U/zh active Active
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