[发明专利]一种低速柴油机排气分流两级余热利用系统

说明书

本发明公开一种低速柴油机排气分流两级余热利用系统，包括低速柴油机本体，所述低速柴油机本体上连通有低温集气管和高温集气管，所述低温集气管外部设置有低温级ORC系统。本发明基于不同温度级别的ORC系统，构建了高效回收利用船舶柴油机排气分级分流烟气余热的复合型循环，该循环充分利用柴油机排气过程形成的梯度余热，降低了系统中不可逆损失，提高了能量利用率，通过梯级利用柴油机排气分级分流后的能量，灵活选择有机工质，根据不同等级的热源灵活匹配有机工质，在排气分流涡后的热量高于不分流涡后的热量前提下，使得该系统能够最大限度地利用高低温排气余能，提高低速柴油机整体效率。

技术领域

本发明涉及柴油机节能技术领域，特别涉及一种低速柴油机排气分流两级余热利用系统。

背景技术

当前环境问题日益突出，节能减排的任务愈发紧迫，提高柴油机余热利用效率是目前提高柴油机整机效率的重要环节之一，船舶运输成本低、载货量大，离不开船舶柴油机的贡献，目前船舶柴油机的中低温余热回收方式主要有有机朗肯循环余热发电、超临界布雷顿循环技术、余热制冷、海水淡化、温差发电等技术。

大型船舶低速柴油机涡后排气温度大约在220℃左右，船舶柴油机装置的热效率最高一般只有45％～50％，产生的热量很大一部分没有利用，以各种形式的能量排向大气中，造成浪费，对此提出一种低速柴油机排气分流两级余热利用系统，来解决上述提出的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低速柴油机排气分流两级余热利用系统，以解决现有技术中的低速柴油机余热资源浪费，余热利用率低的技术问题。

为了实现发明目的，本发明提供一种低速柴油机排气分流两级余热利用系统，包括低速柴油机本体，所述低速柴油机本体上连通有低温集气管和高温集气管，所述低温集气管外部设置有低温级ORC系统，所述高温集气管上连通有涡轮增压器本体，所述涡轮增压器本体外部设置有高温级ORC系统。

所述高温级ORC系统包括第一蒸发器，所述蒸发器连通涡轮增压器本体，所述第一蒸发器的外部连通有第一膨胀机，所述第一膨胀机的外部电连接有第一发电机，所述第一膨胀机的外部还连通有回热器，所述回热器的外部连通有第一工质泵，所述第一工质泵外部连通有换热器，所述换热器连通低速柴油机本体，同时第一工质泵与第一蒸发器相连通。

所述低温级ORC系统包括第二蒸发器，所述第二蒸发器连通低温集气管，所述第二蒸发器的外部连通有第二膨胀机，所述第二膨胀机的外部电连接有第二发电机，所述第二膨胀机的外部连通有第二冷凝器，所述第二冷凝器的外部连通有第二储液罐，所述第二储液罐的外部连通有第二工质泵，所述第二工质泵连通第二蒸发器。

优选地，所述第二蒸发器的出气口处连通有动力涡轮，所述动力涡轮的外部固定连接有减速机，所述减速机的外部电连接有第三发电机。

优选地，所述高温级ORC系统和低温级ORC系统中根据实际情况分别设置有第一有机工质和第二有机工质，第二有机工质的沸点低于第一有机工质的沸点。

优选地，所述涡轮增压器本体的另一端连通有中冷器，中冷器与柴油机本体相连通。

优选地，所述柴油机本体的外部连通有废气分流控制阀，废气分流控制阀为三通阀，分别与柴油机本体、低温集气管、高温集气管相连通，同时废气分流控制阀与低速柴油机之间固定安装有温度传感器。

优选地，所述换热器的外部与柴油机本体内部主机缸套水通过水管连通，且水管包括两条，分别为出水管和回水管，出水管上固定安装有控制阀。

优选地，所述回热器的外部连通有第一冷凝器，所述第一冷凝器的外部连通有第一储液罐，第一储液罐与回热器相连通。

优选地，所述第一蒸发器的出气口处固定安装有导风管，导风管与吹灰口相连通。