基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114352368A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202210018135.5F01D15/10(2006.01)(22)申请日2022.01.07(71)申请人北京石油化工学院地址102600北京市大兴区黄村清源北路19号(72)发明人刘远超钟建斌黄昊飏关斌赵婷婷邵明坤高宇星(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司11260代理人郑立明赵镇勇(51)Int.Cl.F01K13/00(2006.01)F01K21/00(2006.01)F01K25/08(2006.01)F03G7/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统(57)摘要本发明公开了一种基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，包括高低品位有机朗肯循环系统、有机朗肯循环系统、原油输运系统和温差发电及控制系统。高低品位有机朗肯循环系统分别对锅炉尾气进行前后两次分梯级能量回收。有机朗肯循环系统负责为整个系统提供热量，其中一部分热量用来加热原油；另一部分用来发电，剩下锅炉烟气中的热量被有机朗肯循环回收。整个系统不仅保证输油站对原油的加热增压工作，还对锅炉烟气进行了两次回收利用，将回收的热能转化为输油泵所耗的机械能。在节约输油站能耗的同时，还减少了锅炉烟气在环境中的热量排放。CN114352368ACN114352368A权利要求书1/2页1.一种基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，包括高低品位有机朗肯循环系统、朗肯循环系统、原油输运系统和温差发电及控制系统；所述的高低品位有机朗肯循环系统由高品位有机朗肯循环系统和低品位有机朗肯循环系统两个组成，其中：高品位有机朗肯循环系统包括高温蒸发器(9)、分液器一(23)、透平机一(22)、高温凝汽器(12)、集液器一(11)和增压泵一(10)；低品位有机朗肯循环系统包括低温蒸发器(1)、分液器二(2)、透平机二(3)、低温凝汽器(5)、集液器二(7)和增压泵二(8)。2.根据权利要求1所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述的朗肯循环系统包括依次连接并形成一个朗肯循环的汽轮机(18)、发电机(19)、冷凝加热器(13)、增压泵(16)、锅炉(18)、加热器(18)。3.根据权利要求2所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述的原油输运系统包括输油泵(4)、冷凝加热器(13)、输油泵(21)、输油泵(15)和加热器(18)，同时还设有旁路和阀门。4.根据权利要求3所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述的温差发电及控制系统包括温差发电器(6)和电子控制单元(14)，所述电子控制单元(14)连接了整个系统的涉电器件，包括系统中的各种泵以及温差发电器(6)和发电机(19)。5.根据权利要求4所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述的透平机二(3)、透平机一(22)和汽轮机(20)采用轴流式、具有高转速的透平；所述的增压泵二(8)和增压泵一(10)采用旋转轴流式；所述输油泵(4)、输油泵(21)、输油泵(15)均采用的活塞式、磨片式或滑片式中任意一种。6.根据权利要求5所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述的高温蒸发器(9)、低温蒸发器(1)、冷凝加热器(13)和加热器(18)采用耐温耐压的管壳式换热器；所述低温凝汽器(5)和高温凝汽器(12)采用板式换热器。7.根据权利要求6所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，所述的透平机一(22)和输油泵(21)同轴布置；所述的透平机二(3)和输油泵(4)同轴布置。8.根据权利要求7所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于：所述的高低品位有机朗肯循环系统采用的工质为甲苯、苯、R141b或R245fa等；所述朗肯循环采用的工质为软化水。9.根据权利要求1至8任一项所述的基于温差发电与有机朗肯循环的输油站锅炉烟气余热回收系统，其特征在于，整个系统的运行过程分为四部分：第一部分是朗肯循环系统的运行，软化水在锅炉(17)中吸热气化后通入加热器(18)的热端，换热后进入汽轮机(18)中做功并带动发电机(19)发电，做完工后的乏汽在冷凝加热2CN114352368A权利要求书2/2页器(13)中与原油换热，再由增压泵(16)加压后回到锅炉(17)完成朗肯循环；第二部分是锅炉烟气的余热回收，锅炉烟气从锅炉(17)排出后，分成