[實用新型]一種基于有機朗肯循環的雙梁式石灰窯余熱利用系統

有效

• 申請號: 201620983920.4
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN206131762U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 宋軍保;李振興;郭黎明;孫會佳;周豐
• 申請（專利權）人: 博廣環保技術股份有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K11/02
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司13112
• 代理人: 蘇艷肅

技術領域

本實用新型涉及一種余熱利用系統，具體地說是一種基于有機朗肯循環的雙梁式石灰窯余熱利用系統。

背景技術

在雙梁式石灰窯的生產過程中，排放大量高溫、含塵的廢氣，大部分尾氣經除塵器除塵后直接排放到大氣中；安裝燒嘴的燃燒梁通常采用導熱油系統進行冷卻，通常采用換熱器對高溫導熱油進行降溫冷卻，冷卻效果差，耗電量大。同時，直接將廢氣中的余熱及導熱油中的熱量排放，造成資源的嚴重浪費。

廢氣中的余熱及導熱油中的熱量多屬中低溫余熱，不易回收利用。有機朗肯循環是回收利用中低溫熱能的一種有效方式，但有機朗肯循環多采用水作為介質，熱利用率低。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種基于有機朗肯循環的雙梁式石灰窯余熱利用系統，以解決石灰窯余熱處理中存在的問題，提高余熱利用效率。

本實用新型是這樣實現的：

一種基于有機朗肯循環的雙梁式石灰窯余熱利用系統，包括廢氣處理系統、導熱油系統和有機朗肯循環系統；

所述廢氣處理系統包括除塵器、熱交換器、羅伯茨風機及煙囪，所述除塵器的進風口連接石灰窯的高溫廢氣輸出口，所述除塵器的出風口連接熱交換器的氣體入口，所述熱交換器的氣體出口連接羅伯茨風機的入風端，所述羅伯茨風機的排風端與煙囪相連接；

所述導熱油系統分別與石灰窯、熱交換器的冷流體出口及蒸發器相連接；

所述有機朗肯循環系統包括蒸發器、汽輪機、冷凝器、循環泵、電動機及風機，所述蒸發器的有機蒸汽出口端與汽輪機的進口端相連接，所述汽輪機的出口端與冷凝器的有機工質進口端相連接，所述冷凝器的有機工質出口端通過循環泵與蒸發器的有機工質入口端相連通，所述電動機、風機與所述汽輪機同軸。

一種基于有機朗肯循環的雙梁式石灰窯余熱利用系統包括有機工質為正戊烷的有機朗肯循環系統。

所述電動機、風機通過聯軸器與所述汽輪機同軸。

本實用新型采用低沸點工質正戊烷有機朗肯循環，將雙梁式石灰窯廢氣余熱和燃燒梁熱量轉化為風機動能，簡單易行，充分利用余熱能源，提高能源利用效率，形成聯合性、循環性和節能型的生產模式，降低雙梁式石灰窯能耗及運行成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖中，1、雙梁式石灰窯，2、除塵器，3、熱交換器，4、羅伯茨風機，5、煙囪，6、導熱油系統，7、蒸發器，8、汽輪機，9、冷凝器，10、循環泵，11、電動機，12、風機。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括廢氣處理系統、導熱油系統6和有機朗肯循環系統。

廢氣處理系統包括除塵器2、熱交換器3、羅伯茨風機4及煙囪5，除塵器2一端與雙梁式石灰窯1的高溫廢氣輸出口相連接，另一端連接熱交換器3的氣體入口，熱交換器3的氣體出口與羅伯茨風機4的入風端連接，羅伯茨風機4的排風端與煙囪5連接。來自雙梁式石灰窯1的高溫廢氣自雙梁式石灰窯1的高溫廢氣輸出口進入除塵器2除塵后，經熱交換器3冷卻進入羅伯茨風機4，從煙囪5排出。

導熱油系統6分別與雙梁式石灰窯1、熱交換器3冷流體出口及有機朗肯循環系統中的蒸發器7相連接，用于將雙梁式石灰窯1燃燒梁的熱能、熱交換器3所回收的廢氣中的熱能分別傳遞到導熱油中，導熱油中的熱量與有機朗肯循環系統的有機工質進行熱交換，將熱量傳遞給有機工質，經冷卻后的導熱油再次返回雙梁式石灰窯1以冷卻燃燒梁，使其維持正常的工作溫度。

有機朗肯循環系統包括蒸發器7、汽輪機8、冷凝器9、循環泵10、電動機11及風機12。蒸發器7的有機蒸汽出口端與汽輪機8的進口端相連接，汽輪機8的出口端與冷凝器9的有機工質進口端相連接，冷凝器9的有機工質出口端通過循環泵10與蒸發器9的有機工質入口端相連通，電動機11、風機12通過聯軸器與汽輪機8同軸。

有機朗肯循環系統的有機工質為正戊烷，由于其冷凝壓力高，使整個系統在接近或稍高于大氣壓力的情況下進行工作，防止有機工質的漏失；又由于其凝固點很低（<-73℃），使其在較低溫度下仍可釋放能量，即使在寒冷天氣時，也不需要在冷凝器中增加防凍設施；再者，正戊烷在膨脹做功過程中，始終保持干燥狀態，避免以水蒸氣作為介質時形成濕氣、高速水滴沖擊汽輪機時腐蝕損壞汽輪機的問題。

在有機朗肯循環系統中，有機工質正戊烷的具體循環過程包括以下四步：（1）蒸發器7內等壓吸熱：正戊烷在蒸發器7內吸收低品位熱源，最終汽化為高壓蒸汽；（2）汽輪機8內等熵膨脹：高溫高壓的正戊烷蒸汽推動汽輪機8做功，當汽輪機8的輸出功率大于風機12所需功率時，汽輪機8帶動風機12運行，電機11軸間空轉；當汽輪機8的輸出功率小于風機12所需功率時，汽輪機8和電機11共同帶動風機12運行；當首次啟用雙梁式石灰窯1或檢修汽輪機8時，汽輪機8可以通過聯軸器與有機朗肯循環系統斷開，電機11單獨帶動風機12運行；（3）冷凝器9內等壓放熱：低溫低壓的工質正戊烷經過冷凝器9，被冷卻水冷凝為液體；（4）循環泵10內等熵壓縮：冷凝后的液體經循環泵10加壓后送至蒸發器7。如此往復循環，通過廢氣處理系統及導熱油系統將雙梁式石灰窯廢氣余熱和燃燒梁的熱量回收，再經由有機朗肯循環系統將雙梁式石灰窯余熱轉化為風機的動能，提高能源利用效率，形成聯合性、循環性和節能型的生產模式，降低雙梁式石灰窯能耗及運行成本。