[发明专利]基于导热油冷却燃气内燃机缸壁回收烟气余热的发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热回收发电系统，尤其是涉及一种基于导热油冷却燃气内燃机缸壁回收烟气余热的发电系统。

背景技术

燃气内燃机发电机组的发电效率在30％～40％左右，有三分之二左右能能量被烟气和缸套水耗散到环境中。目前，对燃气内燃机发电机组的余热利用的方式主要是利用烟气余热加热生活热水，这种方式是构成“热电联供系统”的主要方式。然而，由于人们对能源类型和品质的需求逐时变化，在炎热夏季和过渡季节对热水的需求量很少，虽然燃气发电机组的余热得到回收，但是在这段时间并不被利用，造成能源的大量浪费；燃气发电机组的烟气温度范围大致在350～600℃，而ORC系统工质所能承受的温度一般低于350℃，超过这个限度就有可能发生工质的裂解现象，因此烟气余热难以被ORC系统回收发电。人们对生活热水的温度要求一般不超过50℃，因此利用燃气发电机组的烟气余热产生生活热水亦不能实现能源的“梯级利用”。

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)是指利用有机工质的朗肯循环，主要部件为膨胀机、冷凝器、工质泵和蒸发器组成。ORC系统可以高效的利用低品味热源，产生高品位电能，冷凝器可以回收工质冷凝时释放的低品位能量产生生活热水。以此提高系统的总发电效率，又可回收余热产生生活热水，从而提高能源的总利用效率和火用效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可提高燃气内燃机发电机组的总发电效率，节能降耗，提高机组在夏季和过渡季的性能的基于导热油冷却燃气内燃机缸壁回收烟气余热的发电系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于导热油冷却燃气内燃机缸壁回收烟气余热的发电系统，包括

回收余热组件：包括依次连接形成循环的燃气内燃机发电机组、导热油和烟气的换热器、导热油加热有机工质的蒸发器、回收导热油余热的循环水换热器，所述的换热器与燃气内燃机发电机组之间的连接管道上设有存储导热油的储油罐；

ORC发电组件：包括依次连接的工质泵、蒸发器、膨胀机、发电机、ORC冷凝器及工质过滤器；

热水循环组件：设有两套，分别冷却换热器及ORC冷凝器。

所述的导热油先冷却燃气内燃机发电机组的内燃机缸壁，然后进入换热器中回收内燃机烟气余热，再作为热源进入蒸发器中加热有机工质。

加热后的有机工质经过蒸发器过热进入膨胀机做功，推动发电机发电。

所述的蒸发器的回路中设有调节有机工质进入膨胀机进口参数的旁通管道及阀门。

所述的热水循环组件包括经管道连接的给水过滤器、给水泵、储热水箱，其中一套储热水箱与换热器连接，另一套储热水箱与ORC冷凝器连接。

与现有技术相比，本发明利用导热油代替缸套水冷却缸壁，防止缸壁温度过高，同时预热了导热油，预热的导热油进入烟气换热器进一步提高导热油温度，可以回收相对温度较高(品质高)的热量，同时避免直接利用高温烟气加热工质导致工质分解的可能。导热油余热回收系统可以作为ORC发电系统的稳定热源，ORC系统膨胀机出口添加回热器，起到预热工质，提高ORC系统发电效率的作用。通过本发明可以提高燃气内燃机发电机机组的总发电效率，机组在夏季和过渡季运行时具有更好的经济性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1-燃气内燃机发电机组、2-换热器、3-蒸发器、4-循环水换热器、5-储油罐、6-导热油泵、7-给水过滤器、8-给水泵、9-储热水箱、10-工质过滤器、11-工质泵、12-膨胀机、13-发电机、14-给水过滤器、15-给水泵、16-储热水箱、17-ORC冷凝器、V1-第一阀门、V2-第二阀门、V3-第三阀门、V4-第四阀门、V5-第五阀门、V6-第六阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

基于导热油冷却燃气内燃机缸壁回收烟气余热的发电系统，其结构如图1所示，包括回收余热组件、ORC发电组件以及热水循环组件。接下来对各组件做进一步的分析说明。

回收余热组件包括依次连接形成循环的燃气内燃机发电机组1、导热油和烟气的换热器2、导热油加热有机工质的蒸发器3、回收导热油余热的循环水换热器4，循环水换热器4与燃气内燃机发电机组1之间的连接管道上设有存储导热油的储油罐5以及导热油泵6；