[实用新型]一种朗肯循环余热回收系统及其涡轮增压装置

说明书

本案提供的一种涡轮增压装置，包括涡轮增压器，涡轮增压器包括工质压气机以及与涡轮机。在蒸发器后加装涡轮增压器，其中，涡轮机连接蒸发器的排气口，工质压气机连接蒸发器的工质出口。以流经蒸发器的排气为动力源，通过涡轮增压器，将排气能量进行有效的转移至工质中，通过对蒸发器工质出口的工质进行二次加压，可提高膨胀机入口压力，不增加蒸发器的负担，而又不增加泵的耗功，从而提高整个系统的效率。本方案还提供一种具有上述涡轮增压装置的朗肯循环余热回收系统。

技术领域

本实用新型属于余热回收系统技术领域，特别涉及一种朗肯循环余热回收系统及其涡轮增压装置。

背景技术

随着排放法规的日趋严格，节能减排技术的实施具有十分重要的意义。发动机输出的有用功仅占燃料燃烧释放总能量的1/3左右，其它2/3的能量通过排气、冷却水带走，排气中能量占比大约1/3左右且能量品质高，有重要的回收价值。目前发动机余热利用技术有排气涡轮增压、温差发电、余热制冷空调和朗肯循环等。

有机朗肯循环是指，以低沸点有机工质为工质的动力循环，有机工质在换热器中从余热流中吸收热量，生成具有一定温度和压力的蒸汽；蒸汽进入机械膨胀做功，进行发电或拖动其他动力机械；膨胀机出口的蒸汽进入冷凝器放热，凝结成过冷液态，通过工质泵重新回到换热器，完成循环。

现有的有机朗肯循环余热回收系统中工质T-S图，如图1所示，过程6-1：工质在蒸发器中吸热；过程1-2：工质在膨胀机中做功；过程2-3：工质在回热器中放热；过程3-4：工质在冷凝器中放热；过程4-5：工质在工质泵中增压；过程5-6：工质在回热器中吸热。T-S图中工质工作过程封闭区域面积代表有机朗肯循环回收的能量，从图中可知，膨胀机入口处点1温度、压力较点1'较低，导致膨胀机做功相对较少，排气能量利用不充分，整个系统的效率低。

通过提高膨胀机入口温度、入口压力，降低冷凝压力是提高系统热效率的有效方式。但由于受到有机工质物理性质、蒸发器可靠性的制约以及泵的耗功问题，蒸发压力不能太高，存在废气能量利用不充分。因蒸发器不能承受过高的压力且有机工质在高温高压下易分解且提高工质压力需增大泵的耗功。

因此，增大膨胀机入口压力，进而提高系统热效率面临着困难。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种朗肯循环余热回收系统及其涡轮增压装置，可提高膨胀机入口压力，不增加蒸发器的负担，而又不增加泵的耗功，提高整个系统的效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种涡轮增压装置，包括涡轮增压器，所述涡轮增压器包括工质压气机以及与所述工质压气机轴接的涡轮机；其中，所述涡轮机的进气口用于与蒸发器的排气口连通，所述工质压气机的入口用于与所述蒸发器的工质出口连通且出口用于与膨胀机的入口连通。

优选地，在上述涡轮增压装置中，还包括两端分别与所述蒸发器的工质出口和所述膨胀机的入口连通的工质通道，所述工质通道上串联有第一电磁阀。

优选地，在上述涡轮增压装置中，还包括与所述蒸发器的排气口连通的排气通道，所述排气通道上串联有第二电磁阀。

优选地，在上述涡轮增压装置中，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀同时关闭或同时开启。

优选地，在上述涡轮增压装置中，还包括用于监测所述蒸发器的排气温度的温度传感器，以及控制装置；

所述控制装置用于当所述蒸发器的排气温度小于等于预设值，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀同时开启，当所述蒸发器的排气温度大于预设值，控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀同时关闭。

本方案还提供一种朗肯循环余热回收系统，包括依次串联设置的蒸发器、涡轮增压装置、膨胀机、冷凝器和工质泵，所述涡轮增压装置为如上文所述的涡轮增压装置。