一种基于有机朗肯循环的双梁式石灰窑余热利用系统的制作方法

本实用新型涉及一种余热利用系统，具体地说是一种基于有机朗肯循环的双梁式石灰窑余热利用系统。

背景技术：

在双梁式石灰窑的生产过程中，排放大量高温、含尘的废气，大部分尾气经除尘器除尘后直接排放到大气中；安装烧嘴的燃烧梁通常采用导热油系统进行冷却，通常采用换热器对高温导热油进行降温冷却，冷却效果差，耗电量大。同时，直接将废气中的余热及导热油中的热量排放，造成资源的严重浪费。

废气中的余热及导热油中的热量多属中低温余热，不易回收利用。有机朗肯循环是回收利用中低温热能的一种有效方式，但有机朗肯循环多采用水作为介质，热利用率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种基于有机朗肯循环的双梁式石灰窑余热利用系统，以解决石灰窑余热处理中存在的问题，提高余热利用效率。

本实用新型是这样实现的：

一种基于有机朗肯循环的双梁式石灰窑余热利用系统，包括废气处理系统、导热油系统和有机朗肯循环系统；

所述废气处理系统包括除尘器、热交换器、罗伯茨风机及烟囱，所述除尘器的进风口连接石灰窑的高温废气输出口，所述除尘器的出风口连接热交换器的气体入口，所述热交换器的气体出口连接罗伯茨风机的入风端，所述罗伯茨风机的排风端与烟囱相连接；

所述导热油系统分别与石灰窑、热交换器的冷流体出口及蒸发器相连接；

所述有机朗肯循环系统包括蒸发器、汽轮机、冷凝器、循环泵、电动机及风机，所述蒸发器的有机蒸汽出口端与汽轮机的进口端相连接，所述汽轮机的出口端与冷凝器的有机工质进口端相连接，所述冷凝器的有机工质出口端通过循环泵与蒸发器的有机工质入口端相连通，所述电动机、风机与所述汽轮机同轴。

一种基于有机朗肯循环的双梁式石灰窑余热利用系统包括有机工质为正戊烷的有机朗肯循环系统。

所述电动机、风机通过联轴器与所述汽轮机同轴。

本实用新型采用低沸点工质正戊烷有机朗肯循环，将双梁式石灰窑废气余热和燃烧梁热量转化为风机动能，简单易行，充分利用余热能源，提高能源利用效率，形成联合性、循环性和节能型的生产模式，降低双梁式石灰窑能耗及运行成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、双梁式石灰窑，2、除尘器，3、热交换器，4、罗伯茨风机，5、烟囱，6、导热油系统，7、蒸发器，8、汽轮机，9、冷凝器，10、循环泵，11、电动机，12、风机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括废气处理系统、导热油系统6和有机朗肯循环系统。

废气处理系统包括除尘器2、热交换器3、罗伯茨风机4及烟囱5，除尘器2一端与双梁式石灰窑1的高温废气输出口相连接，另一端连接热交换器3的气体入口，热交换器3的气体出口与罗伯茨风机4的入风端连接，罗伯茨风机4的排风端与烟囱5连接。来自双梁式石灰窑1的高温废气自双梁式石灰窑1的高温废气输出口进入除尘器2除尘后，经热交换器3冷却进入罗伯茨风机4，从烟囱5排出。

导热油系统6分别与双梁式石灰窑1、热交换器3冷流体出口及有机朗肯循环系统中的蒸发器7相连接，用于将双梁式石灰窑1燃烧梁的热能、热交换器3所回收的废气中的热能分别传递到导热油中，导热油中的热量与有机朗肯循环系统的有机工质进行热交换，将热量传递给有机工质，经冷却后的导热油再次返回双梁式石灰窑1以冷却燃烧梁，使其维持正常的工作温度。

有机朗肯循环系统包括蒸发器7、汽轮机8、冷凝器9、循环泵10、电动机11及风机12。蒸发器7的有机蒸汽出口端与汽轮机8的进口端相连接，汽轮机8的出口端与冷凝器9的有机工质进口端相连接，冷凝器9的有机工质出口端通过循环泵10与蒸发器9的有机工质入口端相连通，电动机11、风机12通过联轴器与汽轮机8同轴。

有机朗肯循环系统的有机工质为正戊烷，由于其冷凝压力高，使整个系统在接近或稍高于大气压力的情况下进行工作，防止有机工质的漏失；又由于其凝固点很低（<-73℃），使其在较低温度下仍可释放能量，即使在寒冷天气时，也不需要在冷凝器中增加防冻设施；再者，正戊烷在膨胀做功过程中，始终保持干燥状态，避免以水蒸气作为介质时形成湿气、高速水滴冲击汽轮机时腐蚀损坏汽轮机的问题。

在有机朗肯循环系统中，有机工质正戊烷的具体循环过程包括以下四步：（1）蒸发器7内等压吸热：正戊烷在蒸发器7内吸收低品位热源，最终汽化为高压蒸汽；（2）汽轮机8内等熵膨胀：高温高压的正戊烷蒸汽推动汽轮机8做功，当汽轮机8的输出功率大于风机12所需功率时，汽轮机8带动风机12运行，电机11轴间空转；当汽轮机8的输出功率小于风机12所需功率时，汽轮机8和电机11共同带动风机12运行；当首次启用双梁式石灰窑1或检修汽轮机8时，汽轮机8可以通过联轴器与有机朗肯循环系统断开，电机11单独带动风机12运行；（3）冷凝器9内等压放热：低温低压的工质正戊烷经过冷凝器9，被冷却水冷凝为液体；（4）循环泵10内等熵压缩：冷凝后的液体经循环泵10加压后送至蒸发器7。如此往复循环，通过废气处理系统及导热油系统将双梁式石灰窑废气余热和燃烧梁的热量回收，再经由有机朗肯循环系统将双梁式石灰窑余热转化为风机的动能，提高能源利用效率，形成联合性、循环性和节能型的生产模式，降低双梁式石灰窑能耗及运行成本。