一种双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统.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CN108167040A(43)申请公布日2018.06.15(21)申请号201711145126.8(22)申请日2017.11.17(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人王辉涛黄靖伦王建军朱道飞王华韩金蓉赵玲玲王维蔚(51)Int.Cl.F01K27/02(2006.01)F01K11/02(2006.01)F01K7/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统(57)摘要本发明涉及一种双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统，属于能源与环境技术领域。本发明利用温度在200～350℃的中低温余热烟气作为驱动热源，在ORC余热锅炉预热段中对有机工质给液进行预热至饱和液体状态，然后，一部分饱和液体有机工质进入余热锅炉的蒸发段及过热段，产生的饱和（或过热）蒸汽进入向心透平，完成高压级有机朗肯循环膨胀做功过程。另一部分饱和液体有机工质经节流减压后进入闪蒸器。从闪蒸器分离出来的饱和蒸汽进入低压级螺杆膨胀机，完成低压级有机朗肯循环膨胀做功过程。采用喷射压缩器回收闪蒸器分离出的液相工质，减少了液体输送泵，简化了系统，且消除了泵发生汽蚀的可能。CN108167040ACN108167040A权利要求书1/1页1.一种双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统，其特征在于：装置包括低压级有机朗肯循环系统、高压级有机朗肯循环系统和连接的管路及附件；低压级有机朗肯循环系统、高压级有机朗肯循环系统均包括ORC余热锅炉（1），ORC余热锅炉（1）分为预热段、蒸发段和过热段；所述低压级有机朗肯循环系统包括ORC余热锅炉（1）预热段、减压阀（4）、闪蒸器（5）、螺杆膨胀机（6）、发电机（3）、冷凝器（7）、凝结泵（8）、喷射压缩器（9）以及连接管路附件组成；所述高压级有机朗肯循环系统包括ORC余热锅炉（1）蒸发段和过热段、向心透平（2）、发电机（3）、冷凝器（7）、凝结泵（8）、喷射压缩器（9）以及连接管路附件组成；所述低压级有机朗肯循环系统中ORC余热锅炉（1）一侧设有中低温余热烟气进口，另一侧设有中低温余热烟气进口出口，ORC余热锅炉（1）预热段有机工质出口分为两段，一段由管道连接至减压阀（4），再连接到闪蒸器（5）进口，位于闪蒸器（5）顶部的饱和蒸汽出口由管道连接至螺杆膨胀机（6）进口，螺杆膨胀机（6）膨胀做功为发电机（3）发电，位于闪蒸器（5）底部的饱和液体出口连接至喷射压缩器（9）的引射腔进口，螺杆膨胀机（6）的乏汽出口连接到冷凝器（7）的蒸汽进口，冷凝器（7）中的有机工质冷凝液出口经凝结泵（8）连接至喷射压缩器（9）的引射腔进口，喷射压缩器（9）扩压段有机工质出口连接ORC余热锅炉（1）预热段有机工质进口；所述ORC余热锅炉（1）预热段有机工质出口分为两段，一段由管道连接至减压阀（4），另一段通过管道连接到高压级有机朗肯循环系统中ORC余热锅炉（1））蒸发段和过热段，ORC余热锅炉（1）过热段过热蒸汽出口由管道连接向心透平（2），向心透平（2）膨胀做功为发电机（3）发电，向心透平（2）底部的乏汽出口与低压级有机朗肯循环系统中螺杆膨胀机（6）的乏汽出口连接后与冷凝器（7）的蒸汽进口连接，冷凝器（7）中的有机工质冷凝液出口经凝结泵（8）连接至喷射压缩器（9）的引射腔进口。2.根据权利要求1所述的双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统，其特征在于：所述冷凝器（7）为水冷冷凝器时，装置还包括冷却水循环系统，冷却水循环系统包括冷凝器（7）、循环水泵（10）和冷却塔（11），冷凝器（7）冷却水出口连接至冷却塔（11）的进水口，冷却塔（11）的冷却水出口由管道连接至循环水泵（10）的进口，循环水泵（10）出口再接入冷凝器（7）的冷却水进口，形成冷却水循环回路。2CN108167040A说明书1/5页一种双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统技术领域[0001]本发明涉及一种双压膨胀有机朗肯循环回收中低温余热发电系统，属于能源与环境技术领域。背景技术[0002]我国有大量的余热资源，尤其是各种烟气余热资源具有回收可行性较高、经济性较好的特点。在钢铁、水泥、烧碱、合成氨、玻璃、硫酸、电石等多个高能耗产业的生产过程中，很多中低温余热都未加以回收利用，仅中低温烟气余热的可开发利用潜力就超过1亿吨标煤。目前，许多理论研究及工程实践均证明有机朗肯循环（ORC）是高效回收中低温余热的一项重要技术。常规单级ORC用于温度较高的余热回收时，余热流经ORC换热设备后的排温依然较高，导致余热回收率较低。有许多学者提出采用多级ORC技术。例如，有的学者提出喷射式有机朗肯循