[發明專利]用于回收壓氣站燃機排煙余熱的ORC發電系統及發電方法

無效

• 申請號: 201310200039.3
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103244212A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 李炎;陳沖;肖峰;黃浩
• 申請（專利權）人: 成都昊特新能源技術有限公司
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F01K11/00;F22B33/18
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 李陽

技術領域

本發明涉及一種發電系統和發電方法，尤其涉及一種用于回收壓氣站燃機排煙余熱的ORC發電系統及發電方法。

背景技術

在西氣東輸等天然氣輸送管道上建有很多壓氣站。這些壓氣站采用燃機推動壓縮機運轉，提升天然氣輸送時的壓力以抵消天然氣長途輸送造成的壓降。燃機排放的煙氣具有接近500℃的溫度且流量較大。這部分煙氣沒有經過利用直接排放，造成能源的浪費。

ORC也就是有機朗肯循環，利用該技術設計成的發電系統為ORC發電系統。目前，現有的ORC發電系統一般包括兩個換熱器、一個動力輸出裝置、與動力輸出裝置相連的發電機和一個循環泵。例如《制冷學報》2012年2月第33卷第1期就公開了一個上述ORC發電系統。以及中國專利公開號CN1950591A也公開了一個類似的ORC發電系統。上述這種發電系統中的各個裝置相連形成一個循環回路。有機介質在這個回路中循環。其中一個換熱器與熱源相連進行熱交換，將有機工質加熱成蒸汽狀態，蒸汽狀態的有機介質進入動力輸出裝置做功，動力輸出裝置帶動發電機發電。有機工質接著進入另一個換熱器進行冷凝形成液體，這個換熱器也就是冷凝器。被冷卻的有機工質在循環泵的壓力作用下形成過冷液體狀態，然后進入與熱源相連的換熱器內。通過上述循環進行發電?，F有的這種發電系統存在以下不足：1、有機工質在經過動力輸出裝置做功后還保留部分熱能，這些熱能由冷凝器放熱而浪費掉，系統效率很低。2、系統經過長期使用后，內部有機工質發生損耗，無法及時補充。3、換熱器的設計不夠合理，熱能利用率低。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種可充分有效利用燃機排放的煙氣的熱能的用于回收壓氣站燃機排煙余熱的ORC發電系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：用于回收壓氣站燃機排煙余熱的ORC發電系統，包括與熱源相連的換熱器，動力輸出裝置，與動力輸出裝置的動力輸出端相連的發電機，有機工質循環泵，冷凝器，所述換熱器包括熱源入口、熱源出口、換熱器有機工質入口和換熱器有機工質出口，動力輸出裝置包括輸出裝置有機工質入口和輸出裝置有機工質出口，換熱器有機工質出口與輸出裝置有機工質入口相連，冷凝器包括冷凝器有機工質入口和冷凝器有機工質出口，所述熱源包括鍋爐，所述鍋爐包括導熱油入口、導熱油出口、煙氣入口和煙氣出口，導熱油入口和導熱油出口之間設置有油道，煙氣入口和煙氣出口之間設置有用于煙氣與油道內的導熱油進行熱量交換的煙氣通道，鍋爐的導熱油出口與換熱器的熱源入口相連，換熱器的熱源出口通過導熱油循環泵與鍋爐的導熱油入口相連；還包括回熱器，回熱器的第一有機工質入口與第一有機工質出口之間設置有第一換熱道，回熱器的第二有機工質入口與第二有機工質出口之間設置有第二換熱道，回熱器的第一有機工質入口與輸出裝置有機工質出口相連，回熱器的第一有機工質出口與冷凝器有機工質入口相連，冷凝器有機工質出口通過有機工質循環泵與回熱器的第二有機工質入口相連，回熱器的第二有機工質出口與換熱器有機工質入口相連。

上述系統可以將燃機排放的煙氣用于加熱導熱油，導熱油又可以對有機工質進行加熱，進而帶動發電機發電。整個系統將燃機排放的煙氣的余熱進行了有效利用，且熱能利用率較高。

進一步的是：所述冷凝器與有機工質循環泵之間還連接有儲液罐，所述儲液罐上設置有有機工質補充裝置。

進一步的是：所述換熱器包括依次串聯的預熱器、蒸發器和過熱器，所述換熱器的熱源入口和換熱器有機工質出口都設置在過熱器上，換熱器的熱源出口和換熱器有機工質入口都設置在預熱器上。

進一步的是：所述動力輸出裝置為ORC透平，所述ORC透平上設置有用于防止有機工質泄漏的密封結構。

進一步的是：所述換熱器的熱源出口與導熱油循環泵之間連接有儲油罐。

本發明還提供了一種采用上述用于回收壓氣站燃機排煙余熱的ORC發電系統的發電方法，先通過鍋爐使進入鍋爐的油道的導熱油吸收煙氣的熱量，接著使導熱油進入換熱器將系統內有機工質加熱成氣態，導熱油從換熱器的熱源出口流出后通過導熱油循環泵進入鍋爐；氣態有機工質促使動力輸出裝置做功帶動發電機發電，動力輸出裝置排出的有機工質經回熱器進入冷凝器冷卻成液態有機工質，液態有機工質經有機工質循環泵加壓形成過冷液態有機工質，過冷液態有機工質進入回熱器的第二換熱道后吸收回熱器的第一換熱道內的氣態有機工質的熱量，然后進入換熱器內。

進一步的是：所述冷凝器與有機工質循環泵之間還連接有儲液罐，所述儲液罐上設置有有機工質補充裝置，通過有機工質補充裝置向系統內補充有機工質。