一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，包括依次連接成環(huán)的余熱收集裝置、調(diào)壓閥、熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械、冷凝器、工質(zhì)儲(chǔ)存罐和工質(zhì)泵；所述余熱收集裝置包括氣包、預(yù)熱器、蒸發(fā)器和過熱器，預(yù)熱器進(jìn)口與工質(zhì)泵連接、出口與氣包連接，蒸發(fā)器進(jìn)口和出口均與氣包連接，過熱器進(jìn)口與氣包連接、出口與調(diào)壓閥連接。該裝置可大幅度降低工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置的回收溫度，可有效回收40-200℃的低溫?zé)煔庥酂幔浞掷霉I(yè)鍋爐排放的煙氣中的顯熱和潛熱發(fā)電，從而能夠節(jié)約能源、提高能源利用率，改善霧霾空氣，有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
【專利說明】一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)余熱發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)鍋爐是用于工業(yè)生產(chǎn)和采暖的鍋爐，可分為燃煤、燃油和燃?xì)忮仩t三種。一般工業(yè)鍋爐的實(shí)際熱效率只有57%，它的排煙溫度大概在150°C?204°C之間，工業(yè)鍋爐煙道廢氣余熱占鍋爐熱源的近20%，造成大量余熱未被充分利用。由于是在150°C以下低溫余熱，目前國(guó)內(nèi)的余熱發(fā)電技術(shù)無法回收利用該低溫?zé)嵩?，造成大量的能源浪費(fèi)。例如，國(guó)內(nèi)電站鍋爐的煤炭的消耗量為15億噸，其余工業(yè)鍋爐的消耗量為6.5億噸，2011年中國(guó)工業(yè)鍋爐的煤炭消費(fèi)總量21.5億噸。如果我們能回收這20%的電力和工業(yè)鍋爐的排煙余熱能量，那就可以節(jié)省4.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能的潛在空間巨大。
[0003]2011年底，全國(guó)在用鍋爐數(shù)量為62萬臺(tái)。全國(guó)工業(yè)燃煤鍋爐使用大氣污染控制設(shè)施并不廣泛，通常只有去除顆粒物的簡(jiǎn)單裝置。巨大的能源消費(fèi)量和以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，是我國(guó)長(zhǎng)期以來空氣污染及產(chǎn)生霧霾的最主要原因。我國(guó)二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%、煙塵排放量的70%和汞排放量的40%都來自于燃煤。2010年中國(guó)發(fā)電以外的工業(yè)鍋爐燃煤排放二氧化硫約1000萬噸、氮氧化合物約200萬噸、粉塵約100萬噸、廢渣約9000萬噸，是僅次于燃煤發(fā)電鍋爐的第二大煤煙型污染源。特別是燃煤工業(yè)鍋爐以高能耗、低效率、高污染排名榜首。如果能夠充分利用工業(yè)鍋爐煙道廢氣余熱，對(duì)于提高燃煤利用率、減少燃煤使用量、降低污染物排放量大有裨益。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是提供一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，可用于利用工業(yè)鍋爐煙道廢氣低溫余熱。
[0005]技術(shù)方案:本實(shí)用新型提供的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，包括依次連接成環(huán)的余熱收集裝置、調(diào)壓閥、熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械、冷凝器、工質(zhì)儲(chǔ)存罐和工質(zhì)泵；所述余熱收集裝置包括氣包、預(yù)熱器、蒸發(fā)器和過熱器，預(yù)熱器進(jìn)口與工質(zhì)泵連接、出口與氣包連接，蒸發(fā)器進(jìn)口和出口均與氣包連接，過熱器進(jìn)口與氣包連接、出口與調(diào)壓閥連接。
[0006]作為改進(jìn)，所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為30°C -100°C。
[0007]作為另一種改進(jìn)，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械連接。
[0008]作為另一種改進(jìn)，所述熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械為汽輪機(jī)或膨脹機(jī)。
[0009]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述膨脹機(jī)為渦旋式膨脹機(jī)、螺桿式膨脹機(jī)、離心式膨脹機(jī)或活塞式膨脹機(jī)。
[0010]作為另一種改進(jìn)，所述冷凝器為水冷冷凝器或空冷冷凝器。
[0011]作為另一種改進(jìn)，所述低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)水泥廠余熱發(fā)電裝置采用臨界溫度在IOO0C以下、沸點(diǎn)在-40°c以下的單一或混合工質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)。
[0012]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述工質(zhì)選自丙烷和二氧化碳中的一種或兩種。
[0013]有益效果:本實(shí)用新型提供的低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置可大幅度降低工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置的回收溫度，可有效回收40°C — 200°C的低溫?zé)煔庥酂?，充分利用工業(yè)鍋爐排放的煙氣中的顯熱和潛熱發(fā)電，從而能夠節(jié)約能源、提高能源利用率，改善霧霾空氣，有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于所述內(nèi)容。
[0016]低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，見圖1，包括發(fā)電機(jī)7以及依次連接成環(huán)的余熱收集裝置1、調(diào)壓閥2、熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械3、冷凝器4、工質(zhì)儲(chǔ)存罐5、工質(zhì)泵6 ;余熱收集裝置I包括氣包11、預(yù)熱器12、蒸發(fā)器13、過熱器14，預(yù)熱器12進(jìn)口與工質(zhì)泵6連接、出口與氣包11連接，蒸發(fā)器13進(jìn)口和出口均與氣包11連接，過熱器14進(jìn)口與氣包11上部連接、出口與調(diào)壓閥2連接；發(fā)電機(jī)7與熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械3連接。
[0017]本實(shí)用新型中，蒸發(fā)器13的蒸發(fā)溫度通過工質(zhì)的選擇和設(shè)計(jì)控制在30-100°C之間的低溫區(qū)域。
[0018]所述的熱功轉(zhuǎn)換機(jī)械4為汽輪機(jī)；可選地，也可以選擇任意合適的熱功轉(zhuǎn)換機(jī)械；優(yōu)選地，可選用汽輪機(jī)或膨脹機(jī)，其中，膨脹機(jī)包括但不限于渦旋式膨脹機(jī)、螺桿式膨脹機(jī)、離心式膨脹機(jī)和活塞式膨脹機(jī)。
[0019]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0020]工業(yè)鍋爐煙氣通入余熱回收鍋爐8內(nèi)，余熱收集裝置I的預(yù)熱器12、蒸發(fā)器13、過熱器14設(shè)置在余熱回收鍋爐8內(nèi)，工質(zhì)泵6將工質(zhì)從儲(chǔ)液罐5中輸送到余熱收集裝置I中加熱變成壓力較高的蒸汽，煙氣中的余熱連續(xù)將工質(zhì)蒸汽加熱到亞臨界或超臨界狀態(tài)，蒸汽通過調(diào)壓閥2進(jìn)入熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械3膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7發(fā)電，乏汽的工質(zhì)進(jìn)入冷凝器4，冷凝后回到儲(chǔ)液箱5，完成一次循環(huán)。
[0021]將上述低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置可應(yīng)用于不同溫度及環(huán)境條件下的循環(huán)發(fā)電。
[0022]應(yīng)用實(shí)例一，蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度為100°C，冷凝器冷凝溫度為30°C，采用丙烷作為循環(huán)工質(zhì)，冷凝器4采用水冷冷凝器，結(jié)果見表I。
[0023]表I低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)(LTORC)和國(guó)內(nèi)外低溫余熱發(fā)電的比較
【權(quán)利要求】
1.一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:包括依次連接成環(huán)的余熱收集裝置(I)、調(diào)壓閥(2)、熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械(3)、冷凝器(4)、工質(zhì)儲(chǔ)存罐(5)和工質(zhì)泵(6);所述余熱收集裝置(I)包括氣包(11)、預(yù)熱器(12)、蒸發(fā)器(13)和過熱器(14)，預(yù)熱器(12)進(jìn)口與工質(zhì)泵(6)連接、出口與氣包(11)連接，蒸發(fā)器(13)進(jìn)口和出口均與氣包(11)連接，過熱器(14)進(jìn)口與氣包(11)連接、出口與調(diào)壓閥(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)器(13)的蒸發(fā)溫度為30°C -100°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:還包括發(fā)電機(jī)(7)，所述發(fā)電機(jī)(7)與熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述熱功動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)械(3)為汽輪機(jī)或膨脹機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述膨脹機(jī)為渦旋式膨脹機(jī)、螺桿式膨脹機(jī)、離心式膨脹機(jī)或活塞式膨脹機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述冷凝器(4)為水冷冷凝器或空冷冷凝器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)水泥廠余熱發(fā)電裝置采用臨界溫度在100°C以下、沸點(diǎn)在-40°c以下的單一或混合工質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低溫型有機(jī)朗肯循環(huán)工業(yè)鍋爐煙氣余熱發(fā)電裝置，其特征在于:所述工質(zhì)選自丙烷和二氧化碳中的一種。
【文檔編號(hào)】F01K25/14GK203626908SQ201320574369
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】孟寧 申請(qǐng)人:南京微陽電力科技有限公司