[实用新型]一种双工质循环余热发电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于余热利于技术领域，涉及一种双工质循环余热发电系统。

背景技术

在工业过程中，为了有效地利用烟气或其他气源的余热以节约能源，常规的余热利用是通过单一的余热锅炉加热水产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机膨胀做功推动叶轮旋转，从而带动发电机发电。常规的蒸汽循环只有30%左右的热能转变为电能，而其中70%的热量在蒸汽凝结中被凝汽器的循环冷却水带走，余热利用效率不高。

实用新型内容

本实用新型解决的问题在于提供一种双工质循环余热发电系统，包含水循环和低沸点工质循环两种工质的循环，能大幅度提高余热利用率。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种双工质循环余热发电系统，包括驱动发电机的汽轮机，以及与汽轮机共轴连接的低沸点工质透平；

汽轮机由余热锅炉产生的蒸汽驱动，在余热锅炉产生的蒸汽输送至汽轮机膨胀做功后，排汽通过管道依次流经工质蒸发器和工质加热器进行热交换，放热凝结成液体，经水泵再回到余热锅炉被加热成蒸汽；

低沸点工质透平由工质气体驱动，工质液体依次流经工质加热器和工质蒸发器，吸热蒸发成工质气体，进入低沸点工质透平膨胀做功，做功后的工质气体排气通过回热器放热，进入冷凝器凝结为工质液体，经工质泵加压后再通过回热器吸热，回到工质加热器。

所述的汽轮机、低沸点工质透平共同驱动的发电机替换为泵或风机。

所述的余热锅炉为带有补燃系统的余热锅炉，包括省煤器、水箱、蒸发器、补燃燃烧器和第一锅筒，通过的水流方向与余热烟气通过方向相反，经蒸发器产生的汽水混合物进入第一锅筒后，蒸汽进入汽轮机做功，水经过循环泵回到水箱。

所述的水箱还分出热水经过管道对工质蒸发器对工质液体进行加热，工质蒸发器排出的水进入工质加热器预热工质液体，工质加热器排出的水再经过水泵、省煤器回到水箱。

所述的水箱通过管道与工质蒸发器相连，管道上设有调节门来控制进入工质蒸发器中热水的流量。

所述的余热锅炉在加热时，余热气体与来自补燃燃烧器的高温烟气相混合进入余热锅炉，依次流经蒸发器和省煤器进行放热，待其温度降低后排出。

所述驱动汽轮机的蒸汽的水循环为：

水经过水泵后在省煤器被预热后进入水箱，水箱中的水部分进入蒸发器产生汽水混合物进入第一锅筒，汽水分离后，水经过循环泵回到水箱，蒸汽进入汽轮机膨胀做功，排汽进入工质蒸发器进行热交换，加热工质液体放热后变成水，同时来自水箱的部分水经过调节门后进入工质蒸发器也对工质液体进行加热，工质蒸发器排出的水进入工质加热器预热工质液体，工质加热器排出的水再经过水泵回到省煤器；

驱动低沸点工质透平的工质循环为：

工质液体经工质泵加压，通过回热器进行吸热，再进入工质加热器预热后，进入工质蒸发器变为气态进入第二锅筒，来自第二锅筒的工质气体进入低沸点工质透平膨胀做功，透平排气通过回热器放热，进入凝汽器凝结为工质液体，通过工质泵进入到回热器。

所述在透平排气进入回热器时，通过回热器进行换热，加热通过工质泵进入的工质液体。

所述的工质液体为低沸点工质，常压下其沸点为-27.07℃～14.9℃。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的双工质循环余热发电系统，采用蒸汽和低沸点工质的双工质进行发电系统，通过对双工质循环进行合理的设计，通过多次换热处理，能够充分的将蒸汽循环过程中产生的排汽余热作为低沸点工质循环过程的热源来利用，可大幅度提高余热利用效率。

本实用新型提供的双工质循环余热发电系统，其两种工质的循环设计巧妙，能够实现多次换热：

所述的水循环过程是：水在水泵中被加压后，进入余热锅炉的省煤器被烟气或其它气源加热，然后进入水箱，部分水箱的水进入蒸发器中被高温烟气或其它气源加热后进入锅筒，部分水变为蒸汽进入汽轮机中膨胀做功，驱动发电机发电或者其他设备转动。未变为蒸汽的水在循环泵的作用下回到水箱。汽轮机排汽进入工质蒸发器与部分来自水箱的水加热低沸点工质，蒸汽放热变为液态的水，水在工质加热器中预热低沸点工质，水的温度继续降低，然后流经水泵，进入余热锅炉，在省煤器中被低温烟气或其它气源预热，然后进入水箱和蒸发器，从而形成了水循环。