[實(shí)用新型]一種能量階梯回收的多級(jí)低溫余熱發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420180779.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN203978536U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許慧杰;陳艷;廉宏艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青海同鑫化工有限公司
• 主分類號(hào): F01K27/02
• 分類號(hào): F01K27/02;F01K25/00
• 代理公司: 西寧工道知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 63102
• 代理人: 沈耀忠

一、技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及環(huán)保能源領(lǐng)域，特別涉及一種能量階梯回收的多級(jí)低溫余熱發(fā)電裝置。

二、現(xiàn)有技術(shù)

節(jié)能降耗是降低企業(yè)產(chǎn)品能耗、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。目前，工業(yè)余熱總量約占其燃料消耗總量的17%～67%，可回收利用的余熱資源占總資源的60%。我國(guó)大中型企業(yè)的余熱資源的利用率大約為45%，而世界先進(jìn)企業(yè)余熱資源回收率可以達(dá)到90%，所以回收工業(yè)余熱具有巨大的節(jié)能潛力。

目前，根據(jù)能源梯級(jí)利用的思想，我國(guó)高品位余熱常采用動(dòng)力回收的方式產(chǎn)生電能，而溫度低于230℃的低溫?zé)崮軇t多以直接利用的方式用于工藝流程預(yù)熱、生活用熱，導(dǎo)致低溫余熱利用率仍處于較低的水平，仍有大量余熱直接排向環(huán)境，造成了巨大的能源浪費(fèi)。?

有機(jī)朗肯循環(huán)具有蒸發(fā)壓力與冷凝壓力較低、熱效率高以及設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種有效的低品位余熱發(fā)電技術(shù)，本實(shí)用新型旨在提供一種能量階梯回收的多級(jí)低溫余熱發(fā)電裝置。?

三、實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電效率低，一般都在10%以下，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較低的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能量階梯回收的多級(jí)低溫余熱發(fā)電裝置，其特征在于：主要包括三級(jí)肯特循環(huán)裝置，第一級(jí)為：第一膨脹機(jī)（1）、第一發(fā)電機(jī)（4）、第一換熱器（7）、第一循環(huán)泵（11）、蒸發(fā)器（10）；第二級(jí)為：第二膨脹機(jī)（2）、第二發(fā)電機(jī)（5）、第二換熱器（8）、第二循環(huán)泵（12）；第三級(jí)為：第三膨脹機(jī)（3）、第三發(fā)電機(jī)（6）、冷凝器（9）、第三循環(huán)泵（13）；所述的第一膨脹機(jī)（1）、第一換熱器（7）、第一循環(huán)泵（11）、蒸發(fā)器（10）依次通過管道聯(lián)通，構(gòu)成第一級(jí)肯特循環(huán)；所述的第二膨脹機(jī)（2）、第二換熱器（8）、第二循環(huán)泵（12）、第一換熱器（7）依次通過管道聯(lián)通，構(gòu)成第二級(jí)肯特循環(huán)；所述的第三膨脹機(jī)（3）、冷凝器（9）、第三循環(huán)泵（13）、第二換熱器（8）依次通過管道聯(lián)通，構(gòu)成第三級(jí)肯特循環(huán)；所述第一膨脹機(jī)（1）與第一發(fā)電機(jī)（4）通過傳動(dòng)裝置連接；第二膨脹機(jī)（2）與第二發(fā)電機(jī)（5）通過傳動(dòng)裝置連接；第三膨脹機(jī)（3）與第三發(fā)電機(jī)（6）通過傳動(dòng)裝置連接；所述閥門A（15）、閥門B（16）、閥門C（17）、閥門D（18）、閥門E（19）、閥門F（20）可以將第二級(jí)肯特循環(huán)短路掉，直接轉(zhuǎn)換為由第一級(jí)和第三級(jí)組成的二級(jí)肯特循環(huán)，以適應(yīng)由于冬、夏季環(huán)境溫度的變化而導(dǎo)致的冷凝器（9）中冷卻水溫度的變化；所述第一級(jí)肯特循環(huán)中的第一膨脹機(jī)（1）的氣相有機(jī)工質(zhì)在第一換熱器（7）內(nèi)，與來源于第二級(jí)肯特循環(huán)中的第二循環(huán)泵（12）的液相有機(jī)工質(zhì)換熱，為其提供蒸發(fā)的熱量，并同時(shí)冷凝第一級(jí)肯特循環(huán)中氣相有機(jī)工質(zhì)；所述第二級(jí)肯特循環(huán)中的第二膨脹機(jī)（2）的氣相有機(jī)工質(zhì)在第二換熱器（8）內(nèi)，與來源于第三級(jí)肯特循環(huán)中的第三循環(huán)泵（13）的液相有機(jī)工質(zhì)換熱，為其提供蒸發(fā)的熱量，并同時(shí)冷凝第二級(jí)肯特循環(huán)中的氣相有機(jī)工質(zhì)；所述第三級(jí)肯特循環(huán)中的第三循環(huán)泵（13）的液相有機(jī)工質(zhì)，在夏季冷卻水溫度高時(shí)，直接在第一級(jí)肯特循環(huán)中的第一換熱器（7）中換熱，短路掉第二級(jí)肯特循環(huán)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：打開閥門A（15）、閥門C（17）、閥門E（19）、閥門F（20），關(guān)閉閥門B（16）和閥門D（18），來自于外界的低溫?zé)嵩聪鄬?duì)溫度最高，作為第一級(jí)肯特循環(huán)的熱源，在蒸發(fā)器（10）中，用于氣化第一級(jí)肯特循環(huán)中的液相有機(jī)工質(zhì)，使其成為高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)氣體，進(jìn)入第一膨脹機(jī)（1），通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第一發(fā)電機(jī)（4）發(fā)電；之后，降壓、降溫后的第一級(jí)肯特循環(huán)的有機(jī)工質(zhì)氣體，成為次級(jí)高溫，作為第二級(jí)肯特循環(huán)的熱源，在換熱器（7）中，用于氣化第二級(jí)肯特循環(huán)中的液相有機(jī)工質(zhì)，使其成為高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)氣體，進(jìn)入第二膨脹機(jī)（2），通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第二發(fā)電機(jī)（5）發(fā)電，同時(shí)第一級(jí)肯特循環(huán)的有機(jī)工質(zhì)氣體被液化，并通過循環(huán)泵（11）加壓后，再返回第一級(jí)肯特循環(huán)中的蒸發(fā)器（10）中；之后，再次降壓和降溫后的第二級(jí)肯特循環(huán)的有機(jī)工質(zhì)氣體，成為再次級(jí)高溫，作為第三級(jí)肯特循環(huán)的熱源，在換熱器（8）中，用于氣化第三級(jí)肯特循環(huán)中的液相有機(jī)工質(zhì)，使其成為高溫高壓的有機(jī)工質(zhì)氣體，進(jìn)入第三膨脹機(jī)（3），通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)第三發(fā)電機(jī)（6）發(fā)電，同時(shí)第二級(jí)肯特循環(huán)的有機(jī)工質(zhì)氣體被液化，并通過循環(huán)泵（12）加壓后，再返回第二級(jí)肯特循環(huán)中的換熱器（8）中；之后，降壓后的第三級(jí)肯特循環(huán)的有機(jī)工質(zhì)氣體，在第三級(jí)肯特循環(huán)的冷凝器（9）中被來自于界區(qū)外的冷卻水冷凝為液相，再由循環(huán)泵（13）加壓后，返回到第二級(jí)肯特循環(huán)的第二換熱器（8）中。?