[发明专利]蒸汽冷凝液余热利用系统及余热利用方法

说明书

技术领域

本发明属于能源领域，具体涉及一种蒸汽冷凝液余热利用系统及余热利用方法。

背景技术

常规的汽轮机发电设备是以温度350℃以上的工作蒸汽为动力驱动。温度低于350℃的余热资源广泛存在与石油、化工、钢铁、建材、轻工等工业领域，温度低于350℃的中低品味余热通常以工业生产中的预热工序、生活热水等方式回收，这种直接回收的方式导致仍有大量的余热资源被浪费。

蒸汽冷凝液是蒸汽换热后产生的热水，其温度高于100℃，但是蒸汽冷凝液属于低温余热资源，利用效率不高，造成能源浪费。

ORC是有机朗肯循环Organic Rankine Cycle的缩写，其采用低沸点有机工质，可以充分利用低品位热源的余热资源实现朗肯循环发电，实现热功转换。有机朗肯循环是以低沸点有机物为工质，其发电系统主要由换热器、透平、冷凝器和工质泵组成，有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入透平机械膨胀做功，从而带动发电机。从透平排出的蒸汽在冷凝器中向冷却水放热，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到换热器，如此不断地循环。

对于低温热水，ORC发电系统是可以用于利用其余热的适宜选择。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种蒸汽冷凝液余热利用系统。

本发明的另一目的是提出一种蒸汽冷凝液余热利用方法。

本发明上述目的通过以下技术方案来实现：

一种蒸汽冷凝液余热利用系统，包括：余热深度制冷装置，余热发电装置和空冷器；

所述余热深度制冷装置连接有蒸汽冷凝液管路，所述蒸汽冷凝液管路还连接于所述余热发电装置，

所述余热深度制冷装置的蒸汽冷凝液排出管路与所述余热发电装置连接；

所述余热发电装置通过蒸汽冷凝液管路连接所述空冷器，所述空冷器连接有脱盐水站。

其中，所述余热深度制冷装置为氨制冷螺杆冰机，制冷装置的冷源载冷介质为乙二醇溶液。

其中，所述余热深度制冷装置包括发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器，所述吸收器通过富氨溶液管路连接所述发生器，所述发生器内设置加热元件，所述发生器通过氨气管路连接所述冷凝器、通过贫氨溶液管路连接所述吸收器；

所述冷凝器通过液氨管路连接所述蒸发器；所述蒸发器通过氨气管路连接所述吸收器。

其中，发生器底部通过管路连接有换热器，所述换热器与吸收器顶部连接

其中，所述余热发电装置为ORC(有机朗肯循环)发电机组，由蒸发式冷却器、预热器、蒸发器以及透平膨胀机构成朗肯循环发电机组，ORC工质为R245fa。

一种蒸汽冷凝液余热利用方法，包括步骤：

1)温度为130-135℃的蒸汽冷凝液，其质量的70～85％送往余热深度制冷装置制备以乙二醇为载体的冷冻液；

2)经余热深度制冷装置降温后的102～120℃蒸汽冷凝液以及剩余的130-135℃蒸汽冷凝液混合，送往ORC发电机组回收余热发电；

3)凝液温度降至约80℃送至空冷器，降至45℃送至脱盐水站进行处理。

其中，步骤1)中，流量为350～535t/h的130-135℃的蒸汽冷凝液，经泵加压至0.5～1.0MPa，送往余热深度制冷装置制备2000kw～3600KW冷量；制备得到-15至-25℃以乙二醇为载体的冷冻液；其中乙二醇的质量浓度为40～50wt％。

吸收式制冷循环可分为两个子循环来讨论：一个是多元溶液循环；一个是氨气循环。

具体地，步骤1)中，从吸收器来的富氨溶液在发生器中被加热至沸腾状态，大量的氨气分离出来，氨气进入到冷凝器被冷凝成液氨，然后进去到蒸发器中蒸发达到制冷的目的；而发生器中的富氨溶液蒸发掉部分氨后变为贫氨溶液，换热之后回到吸收器，在吸收器顶部喷淋，与从蒸发器过来的氨气接触，吸收氨气，使溶液浓度不断增加，吸收过程产生的热量由冷却器带走；吸收器出来的富氨溶液又重新泵入发生器，完成循环过程；

从发生器出来的氨蒸汽流入水冷方式的冷凝器，氨气凝结成液体进入蒸发器，在蒸发内蒸发。由于蒸发体积膨胀，氨气通过吸收器和蒸发器之间的管道进入吸收器，与贫氨溶液接触，氨气不断被贫氨溶液吸收。