本實用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種余熱發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站。

背景技術(shù)：

隨著世界范圍內(nèi)的能源緊缺，各國正致力于節(jié)能、減排，力爭可持續(xù)的發(fā)展?；谀茉淳o缺的這樣一個事實，余熱利用的問題成了越來越重要的能源努力方向，各國都在加強(qiáng)這方面的投入和研究，但因余熱發(fā)電特別是低溫余發(fā)電的技術(shù)相對落后，制約著它的進(jìn)一步發(fā)展。

余熱分為高溫余熱(一般溫度高于800℃)，中溫余熱(一般溫度在350℃-800℃)，低溫余熱(一般溫度在350℃以下)。我們中國的水泥、鋼鐵、陶瓷等高耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，代動了高、中溫余熱發(fā)電的快速發(fā)展，已經(jīng)形成了比較完備的產(chǎn)業(yè)，但低溫余熱發(fā)電則剛剛開始。

我國低溫余熱占總余熱量的60％以上，現(xiàn)在市場上的余熱發(fā)電系統(tǒng)，大部分還是采用水做發(fā)電工質(zhì)，由于中高溫余熱溫度比較高，形成的水蒸氣壓力比較高，能夠有效地驅(qū)動汽輪機(jī)做功，進(jìn)而能夠提高中高溫余熱的熱量的利用率；但是，由于低溫余熱溫度比較低，形成的水蒸氣壓力比較低，其驅(qū)動汽輪機(jī)做功的效果不好，導(dǎo)致低溫余熱的熱量大量浪費(fèi)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供余熱發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的低溫余熱的熱量大量浪費(fèi)的技術(shù)問題。

本實用新型提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括首尾依次連通的一級低溫工質(zhì)存儲器、一級增壓泵、熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器、一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)、一級低溫工質(zhì)凝汽器和一級凝結(jié)泵；

所述一級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)存儲的第一介質(zhì)通過所述一級增壓泵輸送至所述熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器，用于冷卻流經(jīng)所述熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器的高溫待冷卻物，并輸送至所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)，以驅(qū)使所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述一級低溫工質(zhì)凝汽器用于冷卻所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)輸出的所述第一介質(zhì)，并將所述第一介質(zhì)通過所述一級凝結(jié)泵輸送至所述一級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)；

所述第一介質(zhì)為低溫介質(zhì)，且所述第一介質(zhì)的沸點(diǎn)不高于0℃；

所述一級增壓泵與所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)之間分別連通有設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器和裸露余熱回收器；

所述熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器與所述一級增壓泵之間設(shè)置有第一入口閥門，所述熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器與所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)之間設(shè)置有第一出口閥門；

所述設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器與所述一級增壓泵之間設(shè)置有第二入口閥門，所述設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器與所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)之間設(shè)置有第二出口閥門；

所述裸露余熱回收器與所述一級增壓泵之間設(shè)置有第三入口閥門，所述裸露余熱回收器與所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)之間設(shè)置有第三出口閥門。

進(jìn)一步地，所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī)和換熱器，還包括三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)、所述換熱器、所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)、所述一級低溫工質(zhì)凝汽器首尾依次連通并形成循環(huán)回路；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)用于壓縮第三介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)通過所述換熱器冷卻，輸送至所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)，以驅(qū)使所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述一級低溫工質(zhì)凝汽器通過來自于所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)輸出的所述第三介質(zhì)冷卻所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)輸出的所述第一介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)輸送至所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)。

進(jìn)一步地，所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)驅(qū)動連接一級發(fā)電機(jī)；

所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)；

所述第一介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；

所述第三介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；

所述換熱器連接在所述一級凝結(jié)泵與所述一級低溫工質(zhì)存儲器之間，用于將所述第三介質(zhì)的熱能傳遞給所述第一介質(zhì)；

所述一級低溫工質(zhì)存儲器連通有一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器，且所述一級低溫工質(zhì)存儲器的頂部設(shè)置有與所述一級低溫工質(zhì)凝汽器連通的一級低溫工質(zhì)排氣閥；

所述三級低溫工質(zhì)存儲器連通有三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器，且所述三級低溫工質(zhì)存儲器的頂部設(shè)置有與所述一級低溫工質(zhì)凝汽器連通的三級低溫工質(zhì)排氣閥。

進(jìn)一步地，所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)包括首尾依次連通的二級低溫工質(zhì)存儲器、二級增壓泵、所述一級低溫工質(zhì)凝汽器、二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)、二級低溫工質(zhì)凝汽器和二級凝結(jié)泵；

所述二級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)存儲的第二介質(zhì)通過所述二級增壓泵輸送至所述一級低溫工質(zhì)凝汽器，用于冷卻流經(jīng)所述一級低溫工質(zhì)凝汽器的所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)的輸出的第一介質(zhì)，并輸送至所述二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)，以驅(qū)使所述二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述二級低溫工質(zhì)凝汽器用于冷卻所述二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)輸出的所述第二介質(zhì)，并將所述第二介質(zhì)通過所述二級凝結(jié)泵輸送至所述二級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)；

所述第二介質(zhì)為低溫介質(zhì)，且所述第二介質(zhì)的沸點(diǎn)低于所述第一介質(zhì)的沸點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī)和換熱器，還包括三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)、所述換熱器、所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)、所述二級低溫工質(zhì)凝汽器首尾依次連通并形成循環(huán)回路；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)用于壓縮第三介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)通過所述換熱器冷卻，輸送至所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)，以驅(qū)使所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動；

所述二級低溫工質(zhì)凝汽器通過來自于所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)輸出的所述第三介質(zhì)冷卻所述二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)輸出的所述第二介質(zhì)，并將所述第三介質(zhì)輸送至所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)。

進(jìn)一步地，所述換熱器連接在所述二級凝結(jié)泵與所述二級低溫工質(zhì)存儲器之間，用于將所述第三介質(zhì)的熱能傳遞給所述第二介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)與所述換熱器之間連接有三級低溫工質(zhì)存儲器；

所述低溫工質(zhì)壓縮機(jī)驅(qū)動連接所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)。

進(jìn)一步地，所述一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)驅(qū)動連接一級發(fā)電機(jī)；

所述二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)驅(qū)動連接二級發(fā)電機(jī)；

所述三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者所述膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)；

所述第一介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；

所述第二介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂；

所述第三介質(zhì)為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂。

進(jìn)一步地，所述一級低溫工質(zhì)存儲器連通有一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器，且所述一級低溫工質(zhì)存儲器的頂部設(shè)置有與所述一級低溫工質(zhì)凝汽器連通的一級低溫工質(zhì)排氣閥；

所述二級低溫工質(zhì)存儲器連通有二級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器，且所述二級低溫工質(zhì)存儲器的頂部設(shè)置有與所述一級低溫工質(zhì)凝汽器連通的二級低溫工質(zhì)排氣閥；

所述三級低溫工質(zhì)存儲器連通有三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器，且所述三級低溫工質(zhì)存儲器的頂部設(shè)置有與所述二級低溫工質(zhì)凝汽器連通的三級低溫工質(zhì)排氣閥。

本實用新型提供的發(fā)電站，包括所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)。

本實用新型提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)和發(fā)電站，通過第一介質(zhì)為低溫介質(zhì)，以能夠防止第一介質(zhì)泄漏時對大氣、人員的傷害；通過第一介質(zhì)的沸點(diǎn)不高于0℃，以在一定程度上確保熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器和裸露余熱回收器中的一種或者多種的高溫待冷卻物的低溫余熱能夠使第一介質(zhì)吸熱后驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)有效做功，以能夠有效轉(zhuǎn)化低溫余熱熱能；通過第一入口閥門至第三入口閥門、第一出口閥門至第三出口閥門以分別對應(yīng)調(diào)節(jié)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器和裸露余熱回收器，以能夠分別調(diào)節(jié)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器和裸露余熱回收器的流經(jīng)的第一介質(zhì)流量以及出口壓力，以進(jìn)一步確保低溫余熱與第一介質(zhì)換熱效率，實現(xiàn)各余熱回收器輸出壓力實現(xiàn)基本上統(tǒng)一的目的，以確保第一介質(zhì)在各余熱回收器中吸熱后，能夠有效驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)做功，以能夠有效轉(zhuǎn)化低溫余熱熱能；通過并列設(shè)置熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器和裸露余熱回收器，以使不同溫度的余熱、不同方式的余熱，尤其是低溫余熱，通過不同的熱交換器交換熱能，以能夠使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)有效做功，有效轉(zhuǎn)化低溫余熱熱能，進(jìn)而能夠減少低溫余熱的大量浪費(fèi)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例一提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)的第一流程示意圖；

圖2為本實用新型實施例一提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)的第二流程示意圖；

圖3為本實用新型實施例一提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)的第三流程示意圖；

圖4為本實用新型實施例一提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)的第四流程示意圖。

圖標(biāo)：101-熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器；1011-設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器；1012-裸露余熱回收器；102-一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)；103-一級發(fā)電機(jī)； 104-一級低溫工質(zhì)凝汽器；105-一級凝結(jié)泵；106-一級低溫工質(zhì)存儲器； 1061-一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器；1062-一級低溫工質(zhì)排氣閥；107-一級增壓泵；108-第一入口閥門；1081-第二入口閥門；1082-第三入口閥門； 109-第一出口閥門；1091-第二出口閥門；1092-第三出口閥門；201-二級低溫工質(zhì)存儲器；2011-二級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器；2012-二級低溫工質(zhì)排氣閥；202-二級增壓泵；203-二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)；204-二級低溫工質(zhì)凝汽器；205-二級凝結(jié)泵；206-二級發(fā)電機(jī)；301-低溫工質(zhì)壓縮機(jī)；302- 換熱器；303-三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)；304-三級發(fā)電機(jī)；305-三級低溫工質(zhì)存儲器；3051-三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器；3052-三級低溫工質(zhì)排氣閥。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

實施例一

參見圖1-圖4所示，本實施例提供了一種余熱發(fā)電系統(tǒng)；圖1-圖4為本實施例提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)的第一流程示意圖至第四流程示意圖；其中，圖1-圖4所示的箭頭為管路內(nèi)介質(zhì)的流向。

參見圖1-圖4所示，本實施例提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)，適于回收現(xiàn)有化工廠、建材、水泥、造紙、印染、紡織、糖業(yè)、食品、酒業(yè)、藥廠的冷卻水和制冷系統(tǒng)中的低品質(zhì)熱能余熱，以及軋鋼廠的沖渣水、油井的地下水、連排水、煉鋼、煉鐵、焦?fàn)t的余熱，還有鍋爐爐體冷卻水余熱，鍋爐煙氣，柴油機(jī)尾氣，燃?xì)廨啓C(jī)尾氣的余熱等。

參見圖3、圖4所示，本實施例提供的余熱發(fā)電系統(tǒng)包括首尾依次連通的一級低溫工質(zhì)存儲器106、一級增壓泵107、熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102、一級低溫工質(zhì)凝汽器104和一級凝結(jié)泵 105，形成循環(huán)回路。

一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)通過一級增壓泵107輸送至熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101，用于冷卻流經(jīng)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101的高溫待冷卻物，并輸送至一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102，以驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102轉(zhuǎn)動；優(yōu)選地，一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102驅(qū)動連接一級發(fā)電機(jī)103，以在一定程度上將熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101的高溫待冷卻物的熱能轉(zhuǎn)化為一級發(fā)電機(jī)103的電能，提高發(fā)電效率。此外，一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第一介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第一介質(zhì)在該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101的高溫待冷卻物的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第一介質(zhì)流經(jīng)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101與高溫待冷卻物進(jìn)行熱交換后，第一介質(zhì)升溫呈全部或者部分氣態(tài)；同時，流經(jīng)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101的第一介質(zhì)呈全部或者部分液態(tài)吸熱轉(zhuǎn)化為呈全部或者部分氣態(tài)，在特定環(huán)境中能夠形成高壓的第一介質(zhì)，從而驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102做功。

一級低溫工質(zhì)凝汽器104用于冷卻一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102輸出的第一介質(zhì)，并將第一介質(zhì)通過一級凝結(jié)泵105輸送至一級低溫工質(zhì)存儲器106 內(nèi)；優(yōu)選地，第一介質(zhì)通過一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷卻后呈全部或者部分液態(tài)回流至一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷卻第一介質(zhì)后，一定程度上在一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的排氣口造成真空，以使第一介質(zhì)所含的熱能盡可能多的被一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102做功。

優(yōu)選地，第一介質(zhì)為低溫介質(zhì)，且第一介質(zhì)的沸點(diǎn)不高于0℃；優(yōu)選地，第一介質(zhì)為無機(jī)低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，第一介質(zhì)的沸點(diǎn)低于-30℃。其中，一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)例如可以為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂等；當(dāng)然，一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)還可以為其他低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)為液態(tài)的二氧化碳。二氧化碳的沸點(diǎn)溫度適中，余熱發(fā)電應(yīng)用過程中產(chǎn)生的壓力適中，技術(shù)應(yīng)用也相對比較成熟，同時二氧化碳無毒，無雜質(zhì)，無刺激味道，無燃燒爆炸，不助燃。此外，二氧化碳成本和價格也比較低，因此成為本余熱發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)選低溫液體工質(zhì)。

一級增壓泵107與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102之間分別連通有設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012；可以通俗的理解為熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012并聯(lián)或者并列連接；一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)通過一級增壓泵107輸送至熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012中的一種或者多種，用于冷卻流經(jīng)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012中的一種或者多種的高溫待冷卻物，并輸送至一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102，以驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102轉(zhuǎn)動。裸露余熱回收器 1012例如可以為煉鋼爐前和廠房內(nèi)部等裸露余熱回收器1012，對一些大量散失炙熱能量的煉鋼爐前和磚廠爐窯前等等裸露區(qū)域進(jìn)行余熱回收，該設(shè)備一般為裸露的高壓金屬管道系統(tǒng)組成，以使管道內(nèi)部吸熱的第一介質(zhì)形成高壓蒸汽。熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101用于熱交換熱水、高溫?zé)煔獾龋辉O(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011用于冷卻煉鋼廠的鍋爐爐體、水泥廠的鍋爐爐體等。

熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101與一級增壓泵107之間設(shè)置有第一入口閥門108，熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī) 102之間設(shè)置有第一出口閥門109。

設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011與一級增壓泵107之間設(shè)置有第二入口閥門1081，設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102之間設(shè)置有第二出口閥門1091。

裸露余熱回收器1012與一級增壓泵107之間設(shè)置有第三入口閥門 1082，裸露余熱回收器1012與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102之間設(shè)置有第三出口閥門1092。通過第一入口閥門108至第三入口閥門1082、第一出口閥門 109至第三出口閥門1092以分別對應(yīng)調(diào)節(jié)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012，以使熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012可以同時工作，也可以分別進(jìn)行工作。

另外，熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101的數(shù)量可以為一個，也可以為多個；也即多個熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101并列設(shè)置在一級增壓泵107與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102之間。

設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011的數(shù)量可以為一個，也可以為多個；也即多個設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011并列設(shè)置在一級增壓泵107與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102之間。

裸露余熱回收器1012的數(shù)量可以為一個，也可以為多個；也即多個裸露余熱回收器1012并列設(shè)置在一級增壓泵107與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102 之間。

本實施例中所述余熱發(fā)電系統(tǒng)，通過一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲沸點(diǎn)不高于0℃的第一介質(zhì)經(jīng)過一級增壓泵107輸送至熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012中的一種或者多種，以冷卻流經(jīng)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012中的一種或者多種的高溫待冷卻物，以將熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器 1011和裸露余熱回收器1012中的一種或者多種的熱能置換至第一介質(zhì)內(nèi)；第一介質(zhì)吸收熱能后驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102轉(zhuǎn)動，將第一介質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102旋轉(zhuǎn)機(jī)械能；再通過一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷卻一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102輸出的第一介質(zhì)，并將第一介質(zhì)通過一級凝結(jié)泵105輸送至一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。

本實施例中所述余熱發(fā)電系統(tǒng)，通過第一介質(zhì)為低溫介質(zhì)，以能夠防止第一介質(zhì)泄漏時對大氣、人員的傷害；通過第一介質(zhì)的沸點(diǎn)不高于0℃，以在一定程度上確保熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012中的一種或者多種的高溫待冷卻物的低溫余熱能夠使第一介質(zhì)吸熱后驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102有效做功，以能夠有效轉(zhuǎn)化低溫余熱熱能；通過第一入口閥門108至第三入口閥門 1082、第一出口閥門109至第三出口閥門1092以分別對應(yīng)調(diào)節(jié)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器 1012，以能夠分別調(diào)節(jié)熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012的流經(jīng)的第一介質(zhì)流量以及出口壓力，以進(jìn)一步確保低溫余熱與第一介質(zhì)換熱效率，實現(xiàn)各余熱回收器輸出壓力實現(xiàn)基本上統(tǒng)一的目的，以確保第一介質(zhì)在各余熱回收器中吸熱后，能夠有效驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102做功，以能夠有效轉(zhuǎn)化低溫余熱熱能；通過并聯(lián)設(shè)置熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012，以使不同溫度的余熱、不同方式的余熱，尤其是低溫余熱，通過不同的熱交換器交換熱能，以能夠使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102有效做功，有效轉(zhuǎn)化低溫余熱熱能，進(jìn)而能夠減少低溫余熱的大量浪費(fèi)。

另外，通過并聯(lián)設(shè)置熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器1012，以使不同溫度的余熱、不同方式的余熱通過不同的熱交換器交換熱能，以擴(kuò)大本系統(tǒng)余熱利用的溫度范圍；通過配合第一入口閥門108至第三入口閥門1082、第一出口閥門109至第三出口閥門1092，理論上也能夠使高溫余熱與第一介質(zhì)換熱，令第一介質(zhì)驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102有效做功。

本實施例的可選方案中，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301 和換熱器302，還包括三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)(圖中未顯示)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、一級低溫工質(zhì)凝汽器104首尾依次連通并形成循環(huán)回路；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303和一級低溫工質(zhì)凝汽器 104首尾依次連通并形成循環(huán)回路，或者，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、膨脹機(jī)和一級低溫工質(zhì)凝汽器104首尾依次連通并形成循環(huán)回路?？梢岳斫獾氖牵蜏毓べ|(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、一級低溫工質(zhì)凝汽器104組成了一個完整的制冷系統(tǒng)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301用于壓縮第三介質(zhì)，并將第三介質(zhì)通過換熱器302 冷卻，輸送至三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，以驅(qū)使三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)304，以將三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)械能轉(zhuǎn)化為三級發(fā)電機(jī)304的電能，提高發(fā)電效率。此外，三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第三介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第三介質(zhì)在該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使一級低溫工質(zhì)凝汽器104的第一介質(zhì)的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)并經(jīng)換熱器302冷卻后的第三介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第三介質(zhì)流經(jīng)三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)做功后釋放壓力并呈全部或者部分氣態(tài)。

為了更好地存儲經(jīng)低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮、并經(jīng)換熱器302冷卻的全部或者部分呈液態(tài)的第三介質(zhì)，在三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)與換熱器302之間連接有三級低溫工質(zhì)存儲器305。

其中，第三介質(zhì)例如可以為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂等；當(dāng)然，第三介質(zhì)還可以為其他低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，第三介質(zhì)為氮或者沸點(diǎn)低于氮的低溫介質(zhì)。

一級低溫工質(zhì)凝汽器104通過來自于三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)冷卻一級低溫工質(zhì)凝汽器104輸出的第一介質(zhì)，并將第三介質(zhì)輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301，實現(xiàn)循環(huán)。

換熱器302可通過冷卻裝置將低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)產(chǎn)生的熱量冷卻，可選地，換熱器302連接在一級凝結(jié)泵105與一級低溫工質(zhì)存儲器106之間，用于將第三介質(zhì)的熱能傳遞給第一介質(zhì)；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)產(chǎn)生的熱量通過一級凝結(jié)泵105與一級低溫工質(zhì)存儲器106之間的第一介質(zhì)冷卻，以簡化所述余熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

理論上由于一級凝結(jié)泵105的加壓作用，通過換熱器302得到熱能量的第一介質(zhì)不會逆回饋到一級低溫工質(zhì)凝汽器104。只能夠單向的流向一級低溫工質(zhì)存儲器106；第一介質(zhì)再經(jīng)過一級增壓泵107輸送給熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器101、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器1011和裸露余熱回收器 1012中的一種或者多種的高溫待冷卻物進(jìn)行再加熱，理論上產(chǎn)生的高壓第一介質(zhì)蒸汽推動一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102高速旋轉(zhuǎn)，如此不斷的循環(huán)。

可選地，一級低溫工質(zhì)存儲器106連通有一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器1061，且一級低溫工質(zhì)存儲器106的頂部設(shè)置有與一級低溫工質(zhì)凝汽器104連通的一級低溫工質(zhì)排氣閥1062。系統(tǒng)在運(yùn)行中難免存在介質(zhì)微量泄漏，通過一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器1061，以補(bǔ)充系統(tǒng)中泄露的第一介質(zhì)；通過不斷更換一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器1061，對一級低溫工質(zhì)存儲器106進(jìn)行低溫工質(zhì)液體的補(bǔ)充和補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)中不斷的有新鮮的低溫液體工質(zhì)能夠補(bǔ)充進(jìn)來。系統(tǒng)在運(yùn)行中存儲器內(nèi)部有可能存在大量的氣體，尤其是換熱器302進(jìn)行換熱以后，第一介質(zhì)在一級低溫工質(zhì)存儲器 106中存在著大量氣化的可能，通過一級低溫工質(zhì)排氣閥1062，以排放一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)可能存在的氣體，并將該低溫氣體排放至一級低溫工質(zhì)凝汽器104；該低溫氣體排放過程中壓力和溫度都非常的低，還可以降低一級低溫工質(zhì)凝汽器104的溫度，有利于一級低溫工質(zhì)凝汽器104中第一介質(zhì)的冷凝，進(jìn)而在一定程度上保證了一級低溫工質(zhì)凝汽器104處于低溫狀態(tài)，同時還提高一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷凝的效果。

可選地，三級低溫工質(zhì)存儲器305連通有三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器3051，且三級低溫工質(zhì)存儲器305的頂部設(shè)置有與一級低溫工質(zhì)凝汽器 104連通的三級低溫工質(zhì)排氣閥3052。系統(tǒng)在運(yùn)行中難免存在介質(zhì)微量泄漏，通過三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器3051，以補(bǔ)充系統(tǒng)中泄露的第三介質(zhì)；通過不斷更換三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器3051，對三級低溫工質(zhì)存儲器305進(jìn)行低溫工質(zhì)液體的補(bǔ)充和補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)中不斷的有新鮮的低溫液體工質(zhì)能夠補(bǔ)充進(jìn)來。系統(tǒng)在運(yùn)行中存儲器內(nèi)部有可能存在大量的氣體，第三介質(zhì)在三級低溫工質(zhì)存儲器305中存在著大量氣化的可能，通過三級低溫工質(zhì)排氣閥3052，以排放三級低溫工質(zhì)存儲器305內(nèi)可能存在的氣體，并將該低溫氣體排放至一級低溫工質(zhì)凝汽器104；該低溫氣體排放過程中壓力和溫度都非常的低，還可以降低一級低溫工質(zhì)凝汽器104的溫度，有利于一級低溫工質(zhì)凝汽器104中第一介質(zhì)的冷凝，進(jìn)而在一定程度上保證了一級低溫工質(zhì)凝汽器104處于低溫狀態(tài)，同時還提高一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷凝的效果。

本實施例的可選方案中，一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102輸出的第一介質(zhì)在特定條件下蘊(yùn)藏有非常巨大的蒸發(fā)潛熱；可選地，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置二級余熱發(fā)電系統(tǒng)，以有效利用該熱能?？蛇x地，二級余熱發(fā)電系統(tǒng)為二級超低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。

參見圖1、圖2所示，具體而言，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)包括首尾依次連通的二級低溫工質(zhì)存儲器201、二級增壓泵202、一級低溫工質(zhì)凝汽器104、二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203、二級低溫工質(zhì)凝汽器204和二級凝結(jié)泵205，形成循環(huán)回路。

二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)通過二級增壓泵202輸送至一級低溫工質(zhì)凝汽器104，用于冷卻流經(jīng)一級低溫工質(zhì)凝汽器104的一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)，并輸送至二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203，以驅(qū)使二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203轉(zhuǎn)動；優(yōu)選地，二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203驅(qū)動連接二級發(fā)電機(jī)206，以在一定程度上將一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)的蒸發(fā)潛熱能量轉(zhuǎn)化為二級發(fā)電機(jī)206的電能，提高發(fā)電效率。此外，二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第二介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第二介質(zhì)在該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使一級低溫工質(zhì)凝汽器104的一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第二介質(zhì)流經(jīng)一級低溫工質(zhì)凝汽器104與一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)進(jìn)行熱交換后，第二介質(zhì)升溫呈全部或者部分氣態(tài)；同時，流經(jīng)一級低溫工質(zhì)凝汽器104的第二介質(zhì)呈全部或者部分液態(tài)吸熱轉(zhuǎn)化為呈全部或者部分氣態(tài)，在特定環(huán)境中能夠形成高壓的第二介質(zhì)，從而驅(qū)使二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203做功。

二級低溫工質(zhì)凝汽器204用于冷卻二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第二介質(zhì)通過二級凝結(jié)泵205輸送至二級低溫工質(zhì)存儲器201 內(nèi)。優(yōu)選地，第二介質(zhì)通過二級低溫工質(zhì)凝汽器204冷卻后呈全部或者部分液態(tài)回流至二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，二級低溫工質(zhì)凝汽器204冷卻第二介質(zhì)后，一定程度上在二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203的排氣口造成真空，以使第二介質(zhì)所含的熱能盡可能多的被二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203做功。

其中，第二介質(zhì)為低溫介質(zhì)，且第二介質(zhì)的沸點(diǎn)低于第一介質(zhì)的沸點(diǎn)，以使第二介質(zhì)在一級低溫工質(zhì)凝汽器104內(nèi)冷卻第一介質(zhì)。優(yōu)選地，第二介質(zhì)為無機(jī)低溫介質(zhì)。二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)例如可以為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂等；當(dāng)然，二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)還可以為其他低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)為液態(tài)的氮；優(yōu)選地，一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)存儲的第一介質(zhì)為液態(tài)的二氧化碳；通過液氮對前一級二氧化碳乏汽進(jìn)行冷凝，二氧化碳乏汽與低溫液氮工質(zhì)進(jìn)行熱交換接觸，將會迅速冷凝，同時液氮吸收(二氧化碳)一級低溫工質(zhì)凝汽器104的蒸發(fā)潛熱能量，將形成高壓氣體，高壓氮?dú)馔苿佣壍蜏毓べ|(zhì)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)和發(fā)電，二氧化碳乏汽中的蒸發(fā)潛熱能量將被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?，該余熱發(fā)電系統(tǒng)沒有其他余熱發(fā)電系統(tǒng)中損失能量的冷卻系統(tǒng)，余熱發(fā)電效率將大大提高。

本實施例中所述余熱發(fā)電系統(tǒng)，通過二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)存儲的第二介質(zhì)經(jīng)過二級增壓泵202輸送至一級低溫工質(zhì)凝汽器104，以冷卻流經(jīng)一級低溫工質(zhì)凝汽器104的一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)，以將一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)中的熱能置換至第二介質(zhì)內(nèi)；第二介質(zhì)吸收熱能后驅(qū)使二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203轉(zhuǎn)動，將第二介質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203旋轉(zhuǎn)機(jī)械能；再通過二級低溫工質(zhì)凝汽器204 冷卻二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第二介質(zhì)通過二級凝結(jié)泵205輸送至二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)，實現(xiàn)循環(huán)。本余熱發(fā)電系統(tǒng)通過二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)的第二介質(zhì)冷卻流經(jīng)一級低溫工質(zhì)凝汽器 104的一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102的第一介質(zhì)，以使第二介質(zhì)吸熱并驅(qū)使二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203轉(zhuǎn)動，有效的將第一介質(zhì)中的熱能轉(zhuǎn)化為二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，能夠有效地利用一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102輸出的第一介質(zhì)中的熱能。

本實施例的可選方案中，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)包括低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301 和換熱器302，還包括三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)(圖中未顯示)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、二級低溫工質(zhì)凝汽器204首尾依次連通并形成循環(huán)回路；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303和二級低溫工質(zhì)凝汽器 204首尾依次連通并形成循環(huán)回路，或者，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、膨脹機(jī)和二級低溫工質(zhì)凝汽器204首尾依次連通并形成循環(huán)回路?？梢岳斫獾氖?，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301、換熱器302、三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)、二級低溫工質(zhì)凝汽器204組成了一個完整的制冷系統(tǒng)。

低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301用于壓縮第三介質(zhì)，并將第三介質(zhì)通過換熱器302 冷卻，輸送至三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，以驅(qū)使三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)驅(qū)動連接三級發(fā)電機(jī)304，以將三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動機(jī)械能轉(zhuǎn)化為三級發(fā)電機(jī)304的電能，提高發(fā)電效率。此外，三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)還可以驅(qū)動連接其他旋轉(zhuǎn)器械。

優(yōu)選地，該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)流通的第三介質(zhì)為氣液變相介質(zhì)，也即第三介質(zhì)在該余熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣相與液相的轉(zhuǎn)化。為使二級低溫工質(zhì)凝汽器204的第二介質(zhì)的冷卻效果更佳，優(yōu)選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)并經(jīng)換熱器302冷卻后的第三介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)，第三介質(zhì)流經(jīng)三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)做功后釋放壓力并呈全部或者部分氣態(tài)。

為了更好地存儲經(jīng)低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮、并經(jīng)換熱器302冷卻的全部或者部分呈液態(tài)的第三介質(zhì)，在三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)與換熱器302之間連接有三級低溫工質(zhì)存儲器305。

其中，第三介質(zhì)例如可以為二氧化碳、氨、氦、氫、氧、氬、氮或者氟利昂等；當(dāng)然，第三介質(zhì)還可以為其他低溫介質(zhì)。優(yōu)選地，第三介質(zhì)為氮或者沸點(diǎn)低于氮的低溫介質(zhì)。

二級低溫工質(zhì)凝汽器204通過來自于三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)冷卻二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203輸出的第二介質(zhì)，并將第三介質(zhì)輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301，實現(xiàn)循環(huán)。

換熱器302可通過冷卻裝置將低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)產(chǎn)生的熱量冷卻，可選地，換熱器302連接在二級凝結(jié)泵205與二級低溫工質(zhì)存儲器201之間，用于將第三介質(zhì)的熱能傳遞給第二介質(zhì)；即低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301壓縮第三介質(zhì)產(chǎn)生的熱量通過二級凝結(jié)泵205與二級低溫工質(zhì)存儲器201之間的第二介質(zhì)冷卻，一方面簡化所述余熱發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，另一方面減少熱能的損耗。

理論上由于二級凝結(jié)泵205的加壓作用，通過換熱器302得到熱能量的第二介質(zhì)不會逆回饋到二級低溫工質(zhì)凝汽器204。只能夠單向的流向二級低溫工質(zhì)存儲器201；第二介質(zhì)再經(jīng)過二級增壓泵202輸送給一級低溫工質(zhì)凝汽器104進(jìn)行再加熱，理論上產(chǎn)生的高壓第二介質(zhì)蒸汽推動二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)203高速旋轉(zhuǎn)，如此不斷的循環(huán)。

可選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301驅(qū)動連接三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)，通過將低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301與三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303，或者低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301與膨脹機(jī)同軸設(shè)置，以使三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能，直接驅(qū)動低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301，節(jié)約低溫工質(zhì)壓縮機(jī) 301消耗的電能。低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301是消耗電能的，三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī) 303或者膨脹機(jī)是輸出機(jī)械能的。三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)的作用，是釋放掉低溫工質(zhì)壓縮機(jī)301產(chǎn)生的壓力能，相當(dāng)于低溫工質(zhì)壓縮機(jī) 301的一個壓力回收系統(tǒng)；以使在特定環(huán)境下讓壓力能變成三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的機(jī)械能，達(dá)到一種節(jié)能效果和目的，同時得到三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)產(chǎn)生的半真空低壓，有利于降低三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)303或者膨脹機(jī)輸出的第三介質(zhì)的溫度，有利于二級低溫工質(zhì)凝汽器204冷卻和實現(xiàn)深冷。

可選地，一級低溫工質(zhì)存儲器106連通有一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器1061，且一級低溫工質(zhì)存儲器106的頂部設(shè)置有與一級低溫工質(zhì)凝汽器 104連通的一級低溫工質(zhì)排氣閥1062。系統(tǒng)在運(yùn)行中難免存在介質(zhì)微量泄漏，通過一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器1061，以補(bǔ)充系統(tǒng)中泄露的第一介質(zhì)；通過不斷更換一級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器1061，對一級低溫工質(zhì)存儲器106進(jìn)行低溫工質(zhì)液體的補(bǔ)充和補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)中不斷的有新鮮的低溫液體工質(zhì)能夠補(bǔ)充進(jìn)來。系統(tǒng)在運(yùn)行中存儲器內(nèi)部有可能存在大量的氣體，第一介質(zhì)在一級低溫工質(zhì)存儲器106中存在著大量氣化的可能，通過一級低溫工質(zhì)排氣閥1062，以排放一級低溫工質(zhì)存儲器106內(nèi)可能存在的氣體，并將該低溫氣體排放至一級低溫工質(zhì)凝汽器104；該低溫氣體排放過程中壓力和溫度都非常的低，還可以降低一級低溫工質(zhì)凝汽器104的溫度，有利于一級低溫工質(zhì)凝汽器104中第一介質(zhì)的冷凝，進(jìn)而在一定程度上保證了一級低溫工質(zhì)凝汽器104處于低溫狀態(tài)，同時還提高一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷凝的效果。

可選地，二級低溫工質(zhì)存儲器201連通有二級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器2011，且二級低溫工質(zhì)存儲器201的頂部設(shè)置有與一級低溫工質(zhì)凝汽器 104連通的二級低溫工質(zhì)排氣閥2012。系統(tǒng)在運(yùn)行中難免存在介質(zhì)微量泄漏，通過二級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器2011，以補(bǔ)充系統(tǒng)中泄露的第二介質(zhì)；通過不斷更換二級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器2011，對二級低溫工質(zhì)存儲器201進(jìn)行低溫工質(zhì)液體的補(bǔ)充和補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)中不斷的有新鮮的低溫液體工質(zhì)能夠補(bǔ)充進(jìn)來。系統(tǒng)在運(yùn)行中存儲器內(nèi)部有可能存在大量的氣體，尤其是換熱器302進(jìn)行換熱以后，第二介質(zhì)在二級低溫工質(zhì)存儲器 201中存在著大量氣化的可能，通過二級低溫工質(zhì)排氣閥2012，以排放二級低溫工質(zhì)存儲器201內(nèi)可能存在的氣體，并將該低溫氣體排放至一級低溫工質(zhì)凝汽器104；該低溫氣體排放過程中壓力和溫度都非常的低，還可以降低一級低溫工質(zhì)凝汽器104的溫度，有利于一級低溫工質(zhì)凝汽器104中第一介質(zhì)的冷凝，進(jìn)而在一定程度上保證了一級低溫工質(zhì)凝汽器104處于低溫狀態(tài)，同時還提高一級低溫工質(zhì)凝汽器104冷凝的效果。

可選地，三級低溫工質(zhì)存儲器305連通有三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器3051，且三級低溫工質(zhì)存儲器305的頂部設(shè)置有與二級低溫工質(zhì)凝汽器 204連通的三級低溫工質(zhì)排氣閥3052。系統(tǒng)在運(yùn)行中難免存在介質(zhì)微量泄漏，通過三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器3051，以補(bǔ)充系統(tǒng)中泄露的第三介質(zhì)；通過不斷更換三級低溫工質(zhì)補(bǔ)給備用存儲器3051，對三級低溫工質(zhì)存儲器305進(jìn)行低溫工質(zhì)液體的補(bǔ)充和補(bǔ)償，以保證系統(tǒng)中不斷的有新鮮的低溫液體工質(zhì)能夠補(bǔ)充進(jìn)來。系統(tǒng)在運(yùn)行中存儲器內(nèi)部有可能存在大量的氣體，第三介質(zhì)在三級低溫工質(zhì)存儲器305中存在著大量氣化的可能，通過三級低溫工質(zhì)排氣閥3052，以排放三級低溫工質(zhì)存儲器305內(nèi)可能存在的氣體，并將該低溫氣體排放至二級低溫工質(zhì)凝汽器204；該低溫氣體排放過程中壓力和溫度都非常的低，還可以降低二級低溫工質(zhì)凝汽器204的溫度，有利于二級低溫工質(zhì)凝汽器204中第二介質(zhì)的冷凝，進(jìn)而在一定程度上保證了二級低溫工質(zhì)凝汽器204處于低溫狀態(tài)，同時還提高二級低溫工質(zhì)凝汽器204冷凝的效果。

為了便于理解本實施例，下面提供一些物理參數(shù)和參考數(shù)據(jù)：

1、二氧化碳物理性質(zhì)：沸點(diǎn)-56.55℃，臨界溫度31℃，臨界壓力7.39MPa，汽化潛熱347kj/kg；

二氧化碳溫度15℃，壓力達(dá)到5.085Mpa；溫度25℃，壓力6.432Mpa；溫度31℃，壓力達(dá)到7.376Mpa；

2、氨的物理性質(zhì)：沸點(diǎn)-33.5℃，臨界壓力11.2MPa，臨界溫度132.3℃，汽化熱1336.97kj/kg。

目前我國能源形勢嚴(yán)峻的根本原因在于用能效率低下。我國每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的產(chǎn)出效率僅相當(dāng)于日本的10.3％、美國的28.6％。我國工業(yè)用能中近 60～65％的能源轉(zhuǎn)化為余熱資源。目前余熱利用最多的國家是美國，它的利用率達(dá)60％，歐洲的利用率是50％，我們國家只有30％。就廢熱(余熱)利用現(xiàn)狀來看，我國還有很大的利用空間。

本實施例所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，適于回收現(xiàn)有化工廠、建材、水泥、造紙、印染、紡織、糖業(yè)、食品、酒業(yè)、藥廠的冷卻水和制冷系統(tǒng)中的低品質(zhì)熱能余熱，以及軋鋼廠的沖渣水、油井的地下水、連排水、煉鋼、煉鐵、焦?fàn)t的余熱，還有鍋爐爐體冷卻水余熱，鍋爐煙氣，柴油機(jī)尾氣，燃?xì)廨啓C(jī)尾氣的余熱。該熱源溫度相對于發(fā)電廠鍋爐來說，產(chǎn)生的余熱溫度比較低。同時因為有這些低溫?zé)嵩吹拇嬖?，所以該系統(tǒng)沒有燃燒系統(tǒng)，該余熱發(fā)電系統(tǒng)不需要額外的添加燃料，就可以實現(xiàn)源源不斷的對外輸出電能量。同時由于原系統(tǒng)和設(shè)備有該余熱發(fā)電系統(tǒng)的存在，并且能夠?qū)⒍嘤嗟臒崮芰哭D(zhuǎn)為電能輸出，因此該系統(tǒng)不但能夠為企業(yè)和國家輸出寶貴的電能，同時還能夠更加有效的保護(hù)一些設(shè)備不產(chǎn)生過高的溫度損壞設(shè)備，比如一些儀器儀表和控制設(shè)備不至于長期過熱，同時還能夠有效控制鍋爐爐體溫度，焦?fàn)t爐體溫度，高爐爐體溫度。同時余熱發(fā)電系統(tǒng)還可以降低煉鋼煉鐵廠爐體周邊區(qū)域的溫度，除了能夠保護(hù)相關(guān)電氣控制設(shè)備，同時也能夠保護(hù)煉鋼煉鐵爐體周邊的工作人員避免受到強(qiáng)烈的煉鋼爐熱源傷害，工作在煉鋼煉鐵的爐體前的人都知道，煉鋼煉鐵爐前工人即使是穿有特殊的爐前工作服裝，鋼鐵高溫那種強(qiáng)烈的熱也不是一般人能夠接受的，如果能夠有這種余熱發(fā)電技術(shù)和設(shè)備安裝到爐前，不但能夠?qū)崿F(xiàn)余熱發(fā)電，同時還能夠更加有效的保護(hù)煉鋼煉鐵廠爐體前工作人員的身體不受爐前工作的劇烈熱源傷害，也相信這些爐前工作的煉鋼煉鐵工人們，也會非常的歡迎這種最新余熱發(fā)電技術(shù)。

然而，這種煉鋼煉鐵廠炙熱的爐前溫度對于人體來說是非常難以忍受的，但是對于發(fā)電來說，這種溫度卻又是非常低的。還有煉鋼煉鐵高爐冷卻系統(tǒng)，雖然采用水循環(huán)系統(tǒng)，但是煉鋼煉鐵和焦?fàn)t，熱風(fēng)爐體的溫度仍然是非常的高，爐體的一些區(qū)域仍然被燒得通紅，爐體冷卻形成的低品位高溫?zé)崴Y源，一般都是排放到特殊的涼水池進(jìn)行冷卻，熱能排放到空氣中，這些水冷卻下來后再被水泵輸送到高爐的冷卻系統(tǒng)，如此循環(huán)，不但造成巨大的能量浪費(fèi)，同時煉鋼煉鐵廠還需要增加土地投資和建設(shè)涼水池和冷卻設(shè)備，資金投入應(yīng)該說也是不小。同時這種露天冷卻循環(huán)水，不斷的進(jìn)行循環(huán)，一些污垢和水堿也容易在水管中沉淀，降低對爐體的冷卻效果，對爐體的保護(hù)作用變差。

綜上所述：余熱發(fā)電技術(shù)的采用迫在眉睫，但是現(xiàn)在應(yīng)用的一些余熱發(fā)電技術(shù)，大部分仍然是采用水做發(fā)電工質(zhì)，通過增加余熱鍋爐體積和耗用大量金屬，盡可能多的實現(xiàn)熱交換能量，由于水蒸氣壓力比較低，所以需要改進(jìn)汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)汽輪機(jī)能夠在水蒸氣壓力很低的情況下實現(xiàn)發(fā)電輸出電能量，所以需要增加汽輪機(jī)體積和末端扇葉，同時也造成大量的金屬材料消耗。同時汽輪機(jī)排出的乏汽還需要經(jīng)過冷卻系統(tǒng)，不斷的向外界釋放能量和實現(xiàn)汽輪機(jī)乏汽冷凝，所以該余熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)電效率也不是很高，只有20％-30％左右的余熱能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?，甚至更低?/p>

目前，現(xiàn)在最先進(jìn)的余熱發(fā)電技術(shù)，是采用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC) 透平技術(shù)，進(jìn)行中低溫余熱綜合利用和發(fā)電，該采用有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán) (ORC)透平技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中確實比較先進(jìn)，發(fā)電效率也都做得相對比較高，深圳A股的“浙江開山壓縮機(jī)股份有限公司”，在國內(nèi)也是比較大型的上市公司。該公司的螺桿式膨脹發(fā)電機(jī)是全世界唯一投入商業(yè)化運(yùn)行的有機(jī)朗肯循環(huán)膨脹發(fā)電機(jī)，開山所掌握的核心技術(shù)在全球同行企業(yè)處于領(lǐng)先地位。杭州汽輪機(jī)股份有限公司控股的杭州中能汽輪動力有限公司，有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)具有余熱回收效率高，系統(tǒng)簡單，不需要出口端真空維持系統(tǒng)等配套設(shè)備，密度大、膨脹機(jī)體積較小等優(yōu)點(diǎn)。但是有機(jī)工質(zhì)價格較高，一般一臺100KW的機(jī)型，所需通用環(huán)保制冷劑1噸左右，價格約為10萬元，約占系統(tǒng)價格的10％。

有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，簡稱ORC)是以低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)，主要由余熱鍋爐(或換熱器)、透平、冷凝器和工質(zhì)泵四大部套組成。有機(jī)工質(zhì)在換熱器中從余熱流中吸收熱量，生成具一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進(jìn)入透平機(jī)械膨脹做功，從而帶動發(fā)電機(jī)或拖動其它動力機(jī)械。從透平排出的蒸汽在凝汽器中向冷卻水放熱，凝結(jié)成液態(tài)，最后借助工質(zhì)泵重新回到換熱器，如此不斷地循環(huán)下去。對節(jié)能減排工作的推進(jìn)，對工業(yè)廢熱(熱水、熱油、廢蒸汽、低溫?zé)煔?地?zé)?、太陽能等低溫?zé)嵩吹睦茫季哂嘘P(guān)鍵作用。

膨脹機(jī)與換熱器是有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的核心部件，是位熱源換熱的蒸發(fā)器與熱功轉(zhuǎn)換裝備螺桿膨脹機(jī)。低壓液態(tài)有機(jī)工質(zhì)經(jīng)過工質(zhì)泵增壓后進(jìn)入蒸發(fā)器，吸收熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏赫魵庵?，高溫高壓有機(jī)工質(zhì)蒸氣推動膨脹機(jī)做功，產(chǎn)生能量輸出，膨脹機(jī)出口的低壓蒸氣進(jìn)入冷凝器，向低溫?zé)嵩捶艧岵⒗淠秊橐簯B(tài)，如此往復(fù)循環(huán)。

有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是區(qū)別于傳統(tǒng)的以水(蒸汽)為循環(huán)工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)，采用有機(jī)工質(zhì)(如R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷等)作為循環(huán)工質(zhì)的發(fā)電系統(tǒng)，由于有機(jī)工質(zhì)在較低的溫度下就能氣化產(chǎn)生較高的壓力，推動渦輪機(jī)(透平機(jī))做功，故有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)可以在煙氣溫度200℃左右，水溫在80℃左右實現(xiàn)有利用價值的發(fā)電。這項技術(shù)在發(fā)達(dá)國家就是比較先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，近年來我國有的企業(yè)通過引進(jìn)吸收，也掌握了這項技術(shù)，也有較優(yōu)秀的產(chǎn)品在國內(nèi)外應(yīng)用。有機(jī)工質(zhì)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的效率高,構(gòu)成簡單，沒有除氧、除鹽、排污及疏放水設(shè)施。凝結(jié)器里一般處于略高于環(huán)境大氣壓力的正壓，不需設(shè)置真空維持系統(tǒng)。透平進(jìn)排氣壓力高，所需通流面積較小，透平尺寸小，易于小型化設(shè)計制造。管理維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

本實施例所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，有區(qū)別于采用水做工質(zhì)的余熱發(fā)電和有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)透平余熱發(fā)電技術(shù)，其不同點(diǎn)一個是采用的低溫工質(zhì)不同，該系統(tǒng)優(yōu)先采用無毒的無機(jī)低溫液體工質(zhì)，溫度也更加低，例如二氧化碳、氧、氬、氮、氫、氦等低溫液體。

傳統(tǒng)余熱發(fā)電技術(shù)，基本上都采用冷卻水或者空冷系統(tǒng)，將乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量，排放到環(huán)境空氣中，白白損失一大部分能量，導(dǎo)致余熱發(fā)電效率只有20％左右，甚至低于20％發(fā)電效率；包括現(xiàn)國際上最先進(jìn)的，有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)透平余熱發(fā)電技術(shù)，也都是采用和擁有冷卻系統(tǒng)，同時凝結(jié)器里一般處于略高于環(huán)境大氣壓力的正壓，采用風(fēng)冷或者水冷，將膨脹機(jī)排出的高于環(huán)境大氣壓力的有機(jī)工質(zhì)乏汽冷凝成為液態(tài)，再進(jìn)行循環(huán)使用。高于環(huán)境大氣壓力，膨脹機(jī)不能夠達(dá)到最高效率，同時膨脹機(jī)排出的高溫乏汽，蘊(yùn)藏著大量的蒸發(fā)潛熱能量，有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC) 透平余熱發(fā)電系統(tǒng)沒有進(jìn)行回收，而是采用空冷系統(tǒng)或者水冷系統(tǒng)進(jìn)行排放，造成環(huán)境的二次熱污染，同時發(fā)電效率也明顯的降低。

本實施例所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，不但采用了無毒無刺激味道，并且不燃燒無爆炸危險的無機(jī)低溫液體工質(zhì)，同時低溫液體工質(zhì)成本價格低廉，同時該系統(tǒng)還設(shè)立了乏汽潛熱回收系統(tǒng)，因此該余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率非常高。

傳統(tǒng)的余熱發(fā)電系統(tǒng)和有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)透平余熱發(fā)電系統(tǒng)，余熱發(fā)電設(shè)備的頂部及周邊，都安裝有損失熱能量的風(fēng)冷和水冷等冷卻系統(tǒng)。但是本余熱發(fā)電專利技術(shù)實用新型，在系統(tǒng)中根本沒有損失熱能量的空冷或者水冷等等冷卻系統(tǒng)，該余熱發(fā)電系統(tǒng)不但沒有二次熱污染，同時發(fā)電效率還非常的高，理論上可以達(dá)到60％-80％以上的發(fā)電效率。因此該余熱發(fā)電專利實用新型也將是余熱發(fā)電技術(shù)的一場技術(shù)革命。

同時，由于一些場合，余熱的量非常的大，例如大型煉鋼煉鐵廠、焦化廠、發(fā)電廠以及大型發(fā)電廠乏汽余熱進(jìn)行回收發(fā)電，由于余熱量非常龐大，使用的例如二氧化碳液體工質(zhì)也是相當(dāng)?shù)亩?，一級低溫汽輪機(jī)排出的例如二氧化碳乏汽量，以及蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量都非常的巨大，一般的余熱發(fā)電技術(shù)，甚至有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)(ORC)透平余熱發(fā)電技術(shù)，都是將這一部分能量拋棄掉，采用冷卻水系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)，將蒸發(fā)潛熱能量拋棄掉，其結(jié)果就致使該余熱發(fā)電系統(tǒng)整體效率低下，發(fā)電效率不到百分之三十。

本實施例所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，增加了余熱發(fā)電乏汽回收系統(tǒng)，冷卻一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102輸出的第一介質(zhì)中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量，通過低溫工質(zhì)壓縮機(jī)和換熱器，將蒸發(fā)潛熱熱能置換返回發(fā)電系統(tǒng)，沒有進(jìn)行排放，所以理論上該余熱發(fā)電系統(tǒng)的效率才非常的高。同時由于一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)102排出的乏汽量大，和蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量非常的巨大，為了減輕低溫工質(zhì)壓縮機(jī)的工作壓力和需要消耗的能量，本余熱發(fā)電系統(tǒng)還增加了二級低溫汽輪機(jī)等相關(guān)設(shè)備，其目的是把一級乏汽中蘊(yùn)藏的蒸發(fā)潛熱能量，通過二級低溫汽輪機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌敵?，這樣做不但可以減輕后面的低溫工質(zhì)壓縮機(jī)的工作壓力，同時還可以提高余熱發(fā)電整體的發(fā)電效率。

在一個鋼鐵廠和化工廠，由于余熱源不同，有熱水余熱、熱蒸汽余熱、還有設(shè)備冷卻余熱，同時余熱溫度也不相同。本余熱發(fā)電系統(tǒng)采用沸點(diǎn)溫度更低的低溫液體工質(zhì)，能夠更加充分的吸收低溫余熱源的能量，同時還能夠提高余熱發(fā)電的效率。該余熱發(fā)電系統(tǒng)可以實現(xiàn)高溫余熱(高于 800℃)，中溫余熱(350℃～800℃)，低溫余熱(350℃以下)系統(tǒng)兼容及余熱發(fā)電全覆蓋，這樣做不但能夠充分提高余熱發(fā)電的利用率，同時還能夠壓縮余熱發(fā)電設(shè)備以及節(jié)約余熱發(fā)電建設(shè)成本。大型的煉鋼煉鐵廠，焦化廠，水泥廠，陶瓷等高耗能產(chǎn)業(yè)，存在著大量的熱水余熱、熱蒸汽余熱、還有設(shè)備冷卻余熱能量。(二氧化碳溫度15℃，壓力達(dá)到5.085Mpa；溫度 25℃，壓力6.432Mpa；溫度31℃，壓力達(dá)到7.376Mpa)，由于二氧化碳溫度15℃，壓力就能夠達(dá)到5.085Mpa，我們可以設(shè)定一個10℃，壓力3.5Mpa 的最低值，設(shè)備余熱溫度高，我們就可以通過控制閥門，盡可能多的輸送一些低溫液體工質(zhì)，如果余熱量小，我們就可以通過控制閥門少提供一些低溫液體工質(zhì)，第一入口閥門108至第三入口閥門1082、第一出口閥門109 至第三出口閥門1092就是進(jìn)行低溫液體工質(zhì)的流量和出口壓力的調(diào)節(jié)，同時也能夠為設(shè)備檢修提供方便。不管余熱源是液體、氣體、還是設(shè)備冷卻余熱，該余熱發(fā)電系統(tǒng)都可以應(yīng)對，同時不管余熱溫度高于800℃，還是低于350℃，該余熱發(fā)電系統(tǒng)都可以通過調(diào)節(jié)輸送低溫液體工質(zhì)流量的方法，控制出口余熱溫度低于20℃，二氧化碳出口壓力控制在5.0Mpa左右，這樣一套余熱發(fā)電系統(tǒng)，就可以滿足大型煉鋼煉鐵廠，焦化廠，水泥和陶瓷廠等高耗能產(chǎn)業(yè)的全部余熱發(fā)電需求。由于一些大型高耗能產(chǎn)業(yè)的余熱量非常的大，為了減小低溫工質(zhì)壓縮機(jī)的能量消耗和體積，該余熱發(fā)電擁有兩級主發(fā)電系統(tǒng)，外加一套壓力能發(fā)電系統(tǒng)。

其他的余熱發(fā)電系統(tǒng)基本上都有空冷散熱器或者冷卻塔，低溫工質(zhì)蒸發(fā)潛熱白白浪費(fèi)，沒有潛熱能量回收系統(tǒng)，都是將蒸發(fā)潛熱能量通過冷卻水系統(tǒng)和空冷進(jìn)行排放掉，不但余熱發(fā)電系統(tǒng)效率低，同時還需投資建設(shè)排放熱能的冷卻系統(tǒng)，同時還對大氣和環(huán)境產(chǎn)生二次熱排放和熱污染；本實施例所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，不但采用例如二氧化碳、液氮等更低沸點(diǎn)溫度的低溫工質(zhì)，同時該系統(tǒng)沒有冷卻系統(tǒng)，低溫工質(zhì)中潛熱能量也被完全回收和用于發(fā)電，因此該余熱發(fā)電系統(tǒng)的熱效率理論上至少能夠達(dá)到60％甚至以上，因此該余熱發(fā)電專利實用新型也將是余熱發(fā)電技術(shù)的一場技術(shù)革命。

本實施例還提供了一種余熱發(fā)電工藝，適用于所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括如下步驟：

沸點(diǎn)溫度低于約0℃的呈液態(tài)的第一介質(zhì)從一級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)輸送至熱量交換器；以使第一介質(zhì)在熱量交換器內(nèi)升溫升壓。所述熱量交換器為熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器、設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器和裸露余熱回收器中的一種或者多種。

在熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器內(nèi)，溫度為30℃-800℃左右的熱水廢液高溫?zé)煔庥酂峤粨Q器的高溫待冷卻物與第一介質(zhì)熱交換后溫度下降到 5℃-30℃左右，同時第一介質(zhì)吸熱汽化后溫度升至2℃-10℃左右、壓力升至3.5MPa以上并輸送至一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)。

在設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器內(nèi)，溫度為30℃-300℃左右的設(shè)備冷卻系統(tǒng)余熱回收器的高溫待冷卻物與第一介質(zhì)熱交換后溫度下降到5℃-30℃左右，同時第一介質(zhì)吸熱汽化后溫度升至3℃-15℃左右、壓力升至3.5MPa以上并輸送至一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)。

在裸露余熱回收器內(nèi)，溫度為20℃-200℃左右的裸露余熱回收器的高溫待冷卻物與第一介質(zhì)熱交換后溫度下降到5℃-20℃左右，同時第一介質(zhì)吸熱汽化后溫度升至2℃-15℃左右、壓力升至3.5MPa以上并輸送至一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)。

第一介質(zhì)驅(qū)使一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動做功后，溫度降至約-35℃以下、壓力降至約0.5MPa以下并輸送至一級低溫工質(zhì)凝汽器；也即第一介質(zhì)經(jīng)過一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)后降溫降壓。

第一介質(zhì)在一級低溫工質(zhì)凝汽器內(nèi)被冷卻溫度降至約-50℃以下，并輸送至一級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)，形成循環(huán)。

可選地，溫度低于-50℃的呈液態(tài)的第二介質(zhì)從二級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)輸送至一級低溫工質(zhì)凝汽器；

在一級低溫工質(zhì)凝汽器內(nèi)，溫度為20℃-35℃的一級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)的輸出的第一介質(zhì)與第二介質(zhì)熱交換后溫度下降到10℃-20℃，同時第二介質(zhì)吸熱汽化后溫度升至5℃-15℃、壓力升至3.5MPa以上并輸送至二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)；也即第二介質(zhì)在一級低溫工質(zhì)凝汽器內(nèi)升溫升壓。

第二介質(zhì)驅(qū)使二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動做功后，溫度降至約-35℃以下、壓力降至約0.5MPa以下并輸送至二級低溫工質(zhì)凝汽器；也即第二介質(zhì)經(jīng)過二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)后降溫降壓。

第二介質(zhì)在二級低溫工質(zhì)凝汽器內(nèi)被冷卻溫度降至約-50℃以下，并輸送至二級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)，形成循環(huán)。

可選地，低溫工質(zhì)壓縮機(jī)壓縮第三介質(zhì)，經(jīng)換熱器冷卻后的第三介質(zhì)全部或者部分呈液態(tài)且溫度降至約-20℃以下、壓力約為1MPa，并輸送至三級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)；

溫度低于約-20℃全部或者部分呈液態(tài)的第三介質(zhì)從三級低溫工質(zhì)存儲器內(nèi)輸送至三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)；

第三介質(zhì)驅(qū)使三級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動做功后，溫度下降至約-50℃以下、壓力降至0.1MPa以下并輸送至二級低溫工質(zhì)凝汽器；

在二級低溫工質(zhì)凝汽器內(nèi)，溫度為-50℃以下的二級低溫工質(zhì)汽輪機(jī)的輸出的第二介質(zhì)與第三介質(zhì)熱交換后溫度下降至-50℃以下，同時第三介質(zhì)吸熱后全部或者部分汽化溫度上升約5℃-10℃、壓力升至約0.2MPa并輸送至低溫工質(zhì)壓縮機(jī)，形成循環(huán)。

實施例二

實施例二提供了一種發(fā)電站，該實施例包括實施例一所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，實施例一所公開的余熱發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特征也適用于該實施例，實施例一已公開的余熱發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)特征不再重復(fù)描述。

本實施例提供的發(fā)電站，包括所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)。所述發(fā)電站例如可以包括多個余熱發(fā)電系統(tǒng)。

本實施例中所述發(fā)電站具有實施例一所述余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，實施例一所公開的所述余熱發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在此不再重復(fù)描述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。