[发明专利]一种基于单螺杆膨胀机回收油田柴油机废气余热的发电-供热联合系统

权利要求书

1.一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，分为发电循环系统、循环冷却水循环系统、热用户循环系统，主要包括单螺杆膨胀机(1)、发电机(2)、冷凝器(3)、给水泵(4)、蒸发(5)、供热给水泵(6)、冷却塔(7)、循环冷却水泵(8)以及附属管道及阀门；

油田柴油机废气管排放道经烟气管道通过烟气进口(9)与蒸发器(5)连通；

同时给水泵(4)依次通过管路与蒸发器(5)、单螺杆膨胀机(1)、冷凝器(3)，冷凝器(3)最终与水泵(4)连接，形成发电循环系统，单螺杆膨胀机(1)主轴与发电机转子连接从而可带动发电机(2)发电；

冷凝器(3)与冷却塔(7)和循环冷却水泵(8)连通形成循环冷却水循环系统，使得冷凝器(3)的循环冷却水通过循环冷却水泵(8)泵入冷凝器(3)将低温低压汽水混合物冷却成低压低温水，循环冷却水温度升高后通过冷却塔(7)温度降低，然后通过循环冷却水泵(8)泵入冷凝器完成循环冷却水循环；

蒸发器(5)通过管路与供热给水泵(6)、热用户(11)连通并形成循环，构成热用户循环系统；

蒸发器(5)是双通道，在热用户循环系统和发电循环系统中蒸发器(5)分别走不同的通道。

2.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，热用户(11)是供热系统或油田工艺用热系统。

3.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，单螺杆膨胀机与发电机不同转速时在单螺杆膨胀机与发电机之间使用减速机，两者同转速时不使用减速机。

4.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，蒸发器(5)的烟气进口(9)之前设置有阀门。

5.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，冷凝器(3)的冷却方式将水冷替换为空冷。

6.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，单螺杆膨胀机(1)的进出口均设置阀门。

7.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，热用户循环系统在蒸发器(5)的进出口均设置阀门。

8.按照权利要求1的一种利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统，其特征在于，循环冷却水循环系统在冷凝器(3)的进出口均设置阀门。

9.采用权利要求1的系统进行发电-供热的方法，其特征在于：

在非供暖季节，油田柴油机废气经烟气管道由蒸发器(5)的烟气进口(9)进入蒸发器，被给水泵(4)泵入的给水冷却后通过蒸发器(5)烟气出口(10)排出；通过给水泵(4)泵入蒸发器(5)的水吸收油田柴油机废气余热后转化成高温高压蒸汽，高温高压蒸汽进入单螺杆膨胀机(1)并带动发电机(2)发电；高温高压蒸汽通过单螺杆膨胀机(1)膨胀后转化为低温低压汽水混合物，然后进入冷凝器(3)被循环冷却水冷却成低压低温水，再通过给水泵(4)泵入蒸发器(5)完成循环；循环冷却水通过循环冷却水泵(8)泵入冷凝器(3)将低温低压汽水混合物冷却成低压低温水，循环冷却水温度升高后通过冷却塔(7)温度降低，然后通过循环冷却水泵(8)泵入冷凝器完成循环冷却水循环；

在供暖季节，油田柴油机废气余热被发电系统和供热系统中的给水综合利用，油田柴油机废气经烟气管道由蒸发器(5)的烟气进口(9)进入蒸发器，被水泵(4)和供热系统中供热给水泵(6)泵入的给水冷却后通过蒸发器(5)烟气出口(10)排出；通过给水泵(4)泵入蒸发器(5)的水吸收油田柴油机废气余热后转化成高温高压蒸汽，高温高压蒸汽进入单螺杆膨胀机(1)并带动发电机(2)发电；高温高压蒸汽通过单螺杆膨胀机(1)膨胀后转化为低温低压汽水混合物，然后进入冷凝器(3)被循环冷却水冷却成低压低温水，再通过给水泵(4)泵入蒸发器(5)完成循环；热用户的低温水通过供热给水泵(6)进入蒸发器(5)吸收柴油机废气余热，达到热用户所需要的供热参数，通过供热管道提供给热用户。热用户利用蒸汽热量后转化为低温水，通过供热给水泵(6)再次进入蒸发器(5)完成循环。

10.按照权利要求9的方法，其特征在于，原有柴油机废气烟道作为旁路系统，当余热发电系统发生故障时，快速打开原有柴油机烟气管道系统，随后关闭利用单螺杆膨胀机回收油田柴油机烟气余热的发电-供热联合系统。