[實用新型]利用余熱驅動的螺桿膨脹機制冷系統

有效

• 申請號: 201420404397.6
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN204027056U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 胡建亮;蓋東興
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: F25B1/047
• 分類號: F25B1/047;F25B27/02;F01K27/00;F01C13/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;王淳景

技術領域

本實用新型屬于冶金行業余熱利用技術領域，具體涉及一種利用余熱驅動的螺桿膨脹機制冷系統。

背景技術

鋼鐵生產消耗大量的能源，我國鋼鐵行業的能耗約占全國總能耗的15％，占工業行業能耗的15％～25％，并且我國鋼鐵工業能源消耗與世界先進水平相比仍有較大差距。目前，鋼鐵企業的余熱資源中，利用余熱產生蒸汽的主要技術有干熄焦技術、燒結礦環冷余熱發電技術、轉爐煤氣汽化冷卻系統、電爐煙氣余熱回收技術和加熱爐汽化冷卻技術等。鋼鐵企業的蒸汽產量因受用戶的制約而呈季節性變化，尤其北方更為明顯。在冬季采暖期，對蒸汽的需求明顯高于非采暖期。為了解決夏季非采暖期余熱蒸汽的利用，應該針對余熱蒸汽產銷平衡隨季節的變化規律，開發夏季的低壓蒸汽用戶。鋼鐵企業的辦公室、車間等在夏季均有制冷的需求，目前，空調冷熱水機組的能源大部分是電能，夏季空調的運行經常造成運行高峰期，導致電力不足。

目前，蒸汽作為熱源用于制冷的主要技術是蒸汽型溴化鋰吸收式水冷機組，但是，蒸汽型溴化鋰吸收式水冷機制冷溫度一般高于5℃；溴化鋰溶液腐蝕性較強，影響制冷機組的使用壽命；系統對真空度要求較高，需要定期抽真空，系統維護較麻煩。而且，鋼鐵企業中余熱資源分布比較分散，蒸汽管線較長，造成余熱資源濕度大、輸送困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種可有效解決上述問題的利用余熱驅動的螺桿膨脹機制冷系統，它將余熱蒸汽資源就地集中利用，再利用膨脹機動能來驅動制冷壓縮機，不僅可以減少蒸汽傳輸過程中的熱量損失，而且不消耗或只消耗少量的電能就能使制冷系統運行，它運行效率高，運行成本低。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種利用余熱驅動的螺桿膨脹機制冷系統，包括：余熱回收子系統、制冷壓縮機子系統和制冷循環子系統；其中，

所述余熱回收子系統包括多個煙氣管道、設置在每個煙氣管道上的換熱器、以及與所有換熱器連接的余熱回收罐；

所述制冷壓縮機子系統包括螺桿膨脹機、螺桿壓縮機、變速箱和電動機，所述螺桿膨脹機的一端與余熱回收罐連接，另一端通過高速離合器與螺桿壓縮機連接，所述電動機通過變速箱與螺桿壓縮機連接；

所述制冷循環子系統包括依次連接的冷凝器、節流閥和蒸發器，所述冷凝器與螺桿壓縮機的出口連接，所述蒸發器與螺桿壓縮機的進口連接。

按上述技術方案，所述螺桿膨脹機為單螺桿膨脹機，包括一個螺桿轉子和兩個星輪。

按上述技術方案，所述螺桿膨脹機為雙螺桿膨脹機，包括兩個相嚙合的螺桿轉子。

按上述技術方案，所述螺桿壓縮機為單螺桿壓縮機，包括一個螺桿轉子和兩個星輪。

按上述技術方案，所述螺桿壓縮機為雙螺桿壓縮機，包括兩個相嚙合的螺桿轉子。

按上述技術方案，所述制冷循環子系統還包括氣液分離器，所述氣液分離器的第一氣液進口與節流閥連接，出液口與蒸發器的進口連接，第二氣液進口與蒸發器的出口連接，出氣口與螺桿壓縮機連接。

按上述技術方案，所述螺桿膨脹機制冷系統還包括冷凍水子系統，所述冷凍水子系統包括空調末端和冷凍水泵，所述空調末端與蒸發器連接，所述蒸發器與冷凍水泵連接，所述冷凍水泵與空調末端連接。

按上述技術方案，所述螺桿膨脹機制冷系統還包括冷卻水循環子系統，所述冷卻水循環子系統包括冷卻塔和冷卻水泵，所述冷卻塔通過冷卻水泵和冷凝器連接。

本實用新型，具有以下有益效果：本實用新型通過在每個煙氣管道上設置換熱器將煙氣的熱能傳遞給水生成蒸汽，然后將蒸汽集中在余熱回收罐中，以將余熱蒸汽資源就地集中利用，再利用蒸汽作為熱源驅動螺桿膨脹機轉動，螺桿膨脹機的旋轉機械通過高速離合器直接驅動螺桿壓縮機工作，電動機在螺桿壓縮機的另外一側通過變速箱和螺桿壓縮機相連，為螺桿壓縮機提供驅動動力，制冷劑在螺桿壓縮機中絕熱壓縮，升溫升壓后的制冷劑進入冷凝器，在冷凝器中等壓放熱，然后制冷劑進入節流閥中進行節流膨脹，溫度和壓力降低，降溫后的制冷劑進入蒸發器中等壓蒸發吸熱，完成制冷過程，最后制冷劑回到螺桿壓縮機中，完成制冷循環周期過程。本實用新型不僅可以減少蒸汽傳輸過程中的熱量損失，而且不消耗或只消耗少量的電能就能使制冷系統運行，它運行效率高，運行成本低。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型實施例的流程示意圖。