[實用新型]一種基于單螺桿膨脹機的無儲液罐撬裝式有機朗肯循環發電系統

有效

• 申請號: 201820026085.4
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN207776908U
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 王景甫;劉廣宇;雷標;吳玉庭;王偉;張新欣
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F01C1/16
• 分類號: F01C1/16;F01C13/00;F01C21/04;F01C21/06;F01C20/28;F01C20/00;F27D17/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種基于單螺桿膨脹機的無儲液罐撬裝式有機朗肯循環發電系統，屬于工業余熱利用領域。包括熱源子系統、工質循環子系統、潤滑油子系統、電氣控制子系統、并網發電子系統、冷卻循環子系統，該系統可以通過電氣控制子系統調節風機鼓風量，保證煙氣余熱與冷風摻混后的流量和溫度穩定，保證有機工質在蒸發器內與煙氣余熱穩定換熱；此發電系統采用撬裝形式，并且無儲液罐，縮減系統整體體積，保證發電系統占地面積極?。煌瑫r設置了工質側旁通閥，保證機組安全運行，為了防止有機工質通過工質側旁通閥倒流到油氣分離器而不流進冷凝器，在油氣分離器之后設置防倒流裝置；單螺桿膨脹機適合全流膨脹，變工況能力優越，等熵效率高，維修費用低。

技術領域

本實用新型涉及一種基于單螺桿膨脹機的無儲液罐撬裝式煙氣余熱發電系統，屬于工業余熱利用領域，特別涉及煙氣余熱發電領域。

背景技術

煙氣余熱占工業余熱資源總量的50％以上，分布廣泛，如冶金、化工、建材、機械、電力等行業，各種冶煉爐、加熱爐、內燃機和鍋爐的排氣排煙，而且有些工業窯爐的煙氣余熱量甚至高達爐窯本身燃料消耗量的30％—60％，是余熱利用的主要對象。

在對余熱資源利用過程中，煙氣余熱利用受到了廣泛的關注，利用數量龐大的煙氣余熱每發1kW·h電量，約可節約0.4kg標準煤及4kg水的消耗，減少約1.1kg的CO₂、SO₂及氮氧化物等物質的排放，將煙氣余熱所具有的熱能轉換為電能，是提高能源利用效率和降低環境污染的主要途徑。

為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是一種基于單螺桿膨脹機的無儲液罐撬裝式有機朗肯循環發電系統，此技術背景是利用有機朗肯循環技術，采用低沸點有機工質回收煙氣余熱，此系統由蒸發器、冷凝器、工質泵、膨脹機四大部件組成；其中熱功轉換機械單螺桿膨脹機具有理想的力平衡，單機容量大、無余隙容積，易于建立流體動力潤滑，適合全流膨脹，此系統冷端處于正壓狀態，無需配置真空維持系統，為了滿足小體積撬裝式需求，合理規劃設備空間位置，簡約設備資源，去掉了儲液罐，設置了防倒流裝置，此系統結合以往工程實踐，這是一套能穩定運行的并網發電系統。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種基于單螺桿膨脹機的無儲液罐撬裝式有機朗肯循環發電系統，著眼于利用煙氣余熱利用問題，本實用新型利用煙氣余熱進行發電，其設計思路主要在兩方面，一方面此系統是針對現有的工業設備排放出的煙氣余熱進行回收發電，這也就決定了此系統是后續配套安裝，對于場地的要求極為嚴苛，所以采用撬裝式，實用新型設計時盡可能減小系統占地面積和體積，另一方面，需要保證系統能夠穩定安全的運行，便于檢修，實用新型設計出了完善的泵管閥安裝方案，使系統便于產業化投產。

為了實現上述目標，本實用新型采用了以下技術方案：

一種基于單螺桿膨脹機的無儲液罐撬裝式有機朗肯循環發電系統，其特征在于，包括余熱源子系統、有機工質循環子系統、并網發電子系統、潤滑油子系統、冷卻循環子系統、電氣控制子系統，共六個子系統，其中：

煙氣余熱管道(45)上設有煙氣旁路風機(25)，煙氣旁路風機(25)下游的煙氣余熱管道(45)分為兩路，第一路煙氣旁路流經煙氣旁路調節閥(26)到消音器(27)，第二路煙氣旁路依次流經煙氣入口調節閥(28)、蒸發器(21)、煙氣出口調節閥(29)，最后與第一路煙氣旁路合流經過消音器(27)排放到大氣環境中，此段管路為余熱源子系統；