CN208688023U - 一种生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，其包括：冷却水，所述冷却水配置为吸收生物质燃烧产生的热量以实现对生物质水冷炉排的冷却，并实现所述冷却水的升温；第二类吸收式热泵，所述第二类吸收式热泵配置为回收所述升温的冷却水中的余热以产生蒸汽；螺杆膨胀机，所述蒸汽在所述螺杆膨胀机中膨胀做功，将热能转换成机械能；发电机，利用所述螺杆膨胀机的机械能带动所述发电机发电。根据本实用新型提供的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，通过第二类吸收式热泵吸收冷却水的余热产生蒸汽，并进一步利用螺杆膨胀机使产生的蒸汽膨胀做功进而带动发电机发电，从而充分利用生物质电厂的余热，提高生物质电厂的发电量和经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物质焚烧发电领域，具体地，涉及一种生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统。
背景技术
近年来，生物质能作为一种可再生资源越来越受到重视，生物质直燃发电技术是利用生物质能的一个有效途径，生物质直燃发电厂可以将生物质能转换成可利用热能及电能，避免生物质露天直接燃烧造成大气污染。
生物质直燃发电的基本原理是把生物质进行高温焚烧，产生的热能转化为高温蒸气，推动汽轮机转动，使发电机产生电能。在生物质燃烧过程中，炉排是常见的使用部件，用于支撑、推进及翻动生物质燃料，由于炉排的工作环境通常为高温环境，因此采用水冷炉排，即在生物质燃烧过程中，冷却水流经炉排，以降低炉排的温度，延长炉排的使用寿命。
目前国内的生物质焚烧电厂中，一般不利用水冷炉排的冷却水的余热或将其用于加热凝汽器出来的凝结水，浪费了大量的中温热源。
因此，有必要提出一种新的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，以充分利用生物质电厂的余热，提高生物质电厂的发电量和经济效益。
实用新型内容
在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本实用新型提供一种生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，包括：
冷却水，所述冷却水配置为吸收生物质燃烧产生的热量以实现对生物质水冷炉排的冷却，并实现所述冷却水的升温；
第二类吸收式热泵，所述第二类吸收式热泵配置为回收所述升温的冷却水中的余热以产生蒸汽；
螺杆膨胀机，所述蒸汽在所述螺杆膨胀机中膨胀做功，将热能转换成机械能；
发电机，利用所述螺杆膨胀机的机械能带动所述发电机发电。
进一步，所述余热利用系统还包括：
补偿冷却器，所述补偿冷却器配置为冷却所述第二类吸收式热泵排出的水以及所述螺杆膨胀机排出的蒸汽以作为所述生物质水冷炉排的冷却水。
进一步，所述第二类吸收式热泵包括第二类溴化锂吸收式热泵。
进一步，所述生物质水冷炉排冷却水的温度范围是40℃～50℃，所述生物质水冷炉排冷却水吸收生物质燃烧产生的热量升温后的温度范围是80℃～90℃。
进一步，所述第二类吸收式热泵产生的蒸汽的温度范围是110℃～160℃。
根据本实用新型提供的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，通过第二类吸收式热泵吸收冷却水的余热产生蒸汽，并进一步利用螺杆膨胀机使产生的蒸汽膨胀做功进而带动发电机发电，从而充分利用生物质电厂的余热，提高生物质电厂的发电量和经济效益。
附图说明
本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，
图1为本实用新型的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统的示意图。
附图标识
1、生物质水冷炉排 2、第二类吸收式热泵
3、螺杆膨胀机 4、发电机
5、补偿冷却器
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本实用新型提出的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
目前国内的生物质焚烧电厂中，一般不利用流经水冷炉排后温度升高的冷却水(80℃～90℃)的余热，或者将其用于加热凝汽器出来的凝结水(30℃～45℃)，与利用中温热源(80℃～90℃)加热凝结水相比，采用热泵回收余热、其他热源供热等方式加热凝结水是更加经济的方式，因此浪费了大量的中温热源。
针对上述问题，本实用新型提出了一种新的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，如图1所示，包括用于冷却生物质水冷炉排1的冷却水，第二类吸收式热泵2，螺杆膨胀机3，发电机4以及补偿冷却器5。
冷却水配置为吸收生物质燃烧产生的热量以实现对生物质水冷炉排1的冷却，并实现所述冷却水的升温。在生物质燃烧发电过程中，生物质水冷炉排1用于支撑、推进及翻动生物质燃料，由于生物质水冷炉排1的工作环境通常为高温环境，为了延长生物质水冷炉排1的使用寿命，通入温度约为40℃～50℃的冷却水，以降低生物质水冷炉排1的温度，冷却水流经生物质水冷炉排1吸收生物质燃烧产生的热量后温度升高至80℃～90℃，成为中温热源。
第二类吸收式热泵2配置为回收上述中温热源的余热以产生蒸汽。示例性地，第二类吸收式热泵为升温型热泵(Absorption heat transformer，AHT)，其包括第二类溴化锂吸收式热泵，利用中低温热能驱动，用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温位，从而提高了热源的利用品位。第二类溴化锂吸收式热泵主要是由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器等主要部件及抽气装置、屏蔽泵等辅助部分组成，其工作过程包括：在蒸发器中，管外的冷剂水被管内的热源蒸发成冷剂蒸汽，然后进入吸收器被来自发生器的溴化锂溶液吸收，吸收过程中释放的热量将流过吸收器传热管内的水加热，从而获得所需要的热量；吸收冷剂蒸汽后得到的稀溶液流出吸收器，流经热交换器后进入发生器，被传热管内流过的余热介质加热升温至沸腾，再产生出冷剂蒸汽，同时浓缩成浓溶液，溶液泵将此浓溶液经热交换器输送至吸收器，重新吸收冷剂蒸汽；发生器中产生的低压冷剂蒸汽进入冷凝器中，被传热管内的冷却水冷却成冷剂水，由冷剂水泵输送至蒸发器，再次被加热蒸发，从而完成循环。在本实施例中，升温后的冷却水作为大量中温热源进入第二类吸收式热泵2，以产生少量高温蒸汽(110℃～160℃)。
上述少量高温蒸汽进入螺杆膨胀机3，在螺杆膨胀机3中膨胀做功。示例性地，在螺杆膨胀机是一种容积式发送机，工作原理是通过阴阳螺杆槽道中热流体的体积膨胀，推动阴阳螺杆向相反方向旋转，实现将热能转换成机械能的做功过程，其工作过程包括：1、进气过程：高压介质经进气口进入转子的齿间容积后，将推动转子旋转，并使齿间容积不断扩大，当齿间容积完全与进气口脱离时，进气过程结束；2、膨胀过程：随着齿间容积继续增大，高压介质体积膨胀温度降低，同时输出动力到转子的伸出轴处；3、排气过程：当齿间容积与排气口相通时，便开始排气过程，直至齿间容积减少为零，完成一个工作循环为止。在本实施例中，由第二类吸收式热泵2产生的高温蒸汽进入螺杆膨胀机3做功，以将热能转换成机械能。
发电机4，利用螺杆膨胀机3产生的机械能带动发电机发电，将机械能转换成电能。
补偿冷却器5配置为冷却所述第二类吸收式热泵2排出的水以及所述螺杆膨胀机3排出的蒸汽以作为所述生物质水冷炉排冷却水。在本实用例中，补偿冷却器5设置有冷却水进口和冷却水出口，利用冷却水冷却第二类吸收式热泵2排出的水，并且使螺杆膨胀机3排出的蒸汽冷凝，使其温度降低至40℃～50℃，重新作为生物质水冷炉排1的冷却水，实现了冷却水的循环利用。
参照图1，本实施例提供的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统的工作过程为：40℃～50℃的冷却水流经生物质水冷炉排1后温度升高至80℃～90℃，作为中温热源流入第二类吸收式热泵2，第二类吸收式热泵2回收中温热源的余热以产生温度为110℃～160℃的高温蒸汽，蒸汽进入螺杆膨胀机3做功，将热能转换成机械能，机械能带动发电机4发电将机械能转换成电能，充分利用生物质电厂的余热，提高生物质电厂的发电量，补偿冷却器5将第二类吸收式热泵2排出的水以及螺杆膨胀机3排出的蒸汽冷却至40℃～50℃，重新作为生物质水冷炉排1的冷却水，实现了冷却水的循环利用。
根据本实用新型提供的生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，通过第二类吸收式热泵吸收冷却水的余热产生蒸汽，并进一步利用螺杆膨胀机使产生的蒸汽膨胀做功进而带动发电机发电，从而充分利用生物质电厂的余热，提高生物质电厂的发电量和经济效益。
本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (5)
1.一种生物质水冷炉排冷却水的余热利用系统，其特征在于，包括：
冷却水，所述冷却水配置为吸收生物质燃烧产生的热量以实现对生物质水冷炉排的冷却，并实现所述冷却水的升温；
第二类吸收式热泵，所述第二类吸收式热泵配置为回收所述升温的冷却水中的余热以产生蒸汽；
螺杆膨胀机，所述蒸汽在所述螺杆膨胀机中膨胀做功，将热能转换成机械能；
发电机，利用所述螺杆膨胀机的机械能带动所述发电机发电。
2.如权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，还包括：
补偿冷却器，所述补偿冷却器配置为冷却所述第二类吸收式热泵排出的水以及所述螺杆膨胀机排出的蒸汽以作为所述生物质水冷炉排的冷却水。
3.如权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述第二类吸收式热泵包括第二类溴化锂吸收式热泵。
4.如权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述生物质水冷炉排冷却水的温度范围是40℃～50℃，所述生物质水冷炉排冷却水吸收生物质燃烧产生的热量升温后的温度范围是80℃～90℃。
5.如权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述第二类吸收式热泵产生的蒸汽的温度范围是110℃～160℃。
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2018
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