本发明涉及发电机组的技术领域，尤其涉及一种利用内燃机引擎余热进行发电的发电系统。
背景技术：
内燃发电机组由内燃机引擎燃气或燃油，产生旋转运动，带动发电机工作，产生电能。内燃机引擎通过循环水冷却，冷却水及废气的余热直接排放，内燃机引擎会产生大量余热，余热直接排放，导致内燃发电机组效率低下。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种利用内燃机引擎余热进行发电的发电系统，发电系统可以利用内燃机引擎的余热进行发电。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用内燃机引擎余热进行发电的发电系统，包括内燃机、废气换热器、第一水泵、蒸发器、磁悬浮膨胀机、第二发电机、第二换热器、第一换热器、冷凝器、冷却塔、工质泵、第二水泵、第三水泵；内燃机包括内燃机引擎、废气管组、内燃机水箱；
内燃机水箱的余热出口通过第一管道与第一换热器的余热入口相通，第一换热器的余热出口通过第二管道与第二水泵的入口相通，第二水泵的出口通过管道与内燃机水箱的余热入口相通；
内燃机引擎的热水出口通过第三管道与内燃机水箱的热水入口相通，内燃机水箱的热水出口通过第四管道与内燃机引擎的热水入口相通；
废气管组包括进气管和排气管，进气管的一端与内燃机引擎的排气口相通，进气管的另一端与废气换热器的废气入口相通，排气管连接在废气换热器的废气出口；
废气换热器的余热出口通过管道与蒸发器的余热入口相通，蒸发器的余热出口通过管道与第二换热器的余热入口相通，第二换热器的余热出口通过管道与第一水泵的入口相通，第一水泵的出口通过管道与废气换热器的余热入口相通；
蒸发器的工质出口通过管道与磁悬浮膨胀机的入口相通，磁悬浮膨胀机的出口通过管道与冷凝器的工质入口相通，冷凝器的工质出口通过管道与工质泵的入口相通，工质泵的出口通过管道与第一换热器的工质入口相通，第一换热器的工质出口通过管道与第二换热器的工质入口相通，第二换热器的工质出口通过管道与蒸发器的工质入口相通，磁悬浮膨胀机与第二发电机相连接；
冷凝器的冷却水出口通过管道与冷却塔的入口相通，冷却塔的出口通过管道与第三水泵的入口相通，第三水泵的出口通过第五管道与冷凝器的冷却水入口相通。
进一步的是：发电系统还包括家用热水换热器和散热器，第一换热器的余热出口通过管道与家用热水换热器的余热入口相通，家用热水换热器的余热出口通过管道与第二水泵的入口相通；第一换热器的余热出口通过管道与散热器的余热入口相通，散热器的余热出口通过管道与第二水泵的入口相通，散热器的冷却水出口通过管道与冷却塔的入口相通，第三水泵的出口通过管道与散热器的冷却水入口相通。可进一步利用一级余热流的热能，向家庭各用户提供热水，散热器可以进一步降低一级余热流的温度。
进一步的是：磁悬浮膨胀机设有蜗轮，蜗轮通过磁悬浮转轴与第二发电机相连接，磁悬浮转轴上套装有磁力轴承，蜗轮、磁悬浮转轴、第二发电机、磁力轴承安装在同一个半封闭的壳体内。
进一步的是：发电系统还包括轴承控制系统和位置传感器，位置传感器设置在磁力轴承上，位置传感器与轴承控制系统信号连接。
进一步的是：废气管组还包括总废气管，总废气管连接在内燃机引擎的排气口上，进气管的一端连接在总废气管上，进气管的另一端连接在废气换热器的废气入口上，排气管的一端连接在废气换热器的废气出口上，排气管的另一端连接在总废气管上，总废气管上设有通断阀，进气管与总废气管的连接处、通断阀、排气管与总废气管的连接处依次排列。可以合理控制废气进入废气换热器的量。
进一步的是：发电系统还包括第一三通调节阀，第一三通调节阀的两个接口连接在第五管道上，第一三通调节阀的第三个接口通过管道与散热器的冷却水入口相通。通过第一三通调节阀，可控制一部分冷却水流向冷凝器，一部分冷却水流向散热器。
进一步的是：发电系统还包括第二三通调节阀、第三三通调节阀、第四三通调节阀；第二三通调节阀的两个接口连接在第一管道上，第二三通调节阀的第三个接口通过一条管道连接在第二管道上；第三三通调节阀的两个接口连接在第二管道上，第三三通调节阀的第三个接口通过管道与散热器的余热出口相通；第四三通调节阀的两个接口连接在第二管道上，第四三通调节阀的第三个接口通过管道与家用热水换热器的余热出口相通。根据实际需要，可控制一级余热流的流向。
进一步的是：发电系统还包括第五三通调节阀，第五三通调节阀的两个接口连接在第四管道上，第五三通调节阀的第三个接口通过一条管道连接在第三管道上。根据实际需要可控制内燃机引擎出来的水流的流向。
进一步的是：发电系统还包括第一发电机，内燃机引擎与第一发电机相连接。第一发电机可以产生电能。
总的说来，本发明具有如下优点：
本发明回收了内燃机引擎的冷却水余热和废气余热，两级热回收的余热用于磁悬浮余热发电机组，内燃发电机组与磁悬浮余热发电机组的发电量汇总后给用户提供电能，提高了发电机组的效率，发电量增大。本发电系统效率高，发电量大。本发明可以回收内燃机引擎的冷却水和废气两级余热；磁悬浮余热发电机组的换热器利用两级余热回收的热量进行三级加热；内燃发电机组和磁悬浮余热发电机组可以同时发电；内燃机引擎的部分冷却水余热回收用于取暖和家用热水。本发明采用的磁悬浮膨胀机，具有变频高速的特点，体积相当小，运行起来不仅安静，而且稳固可靠，维护工作量小，维护成本低。磁悬浮膨胀机消除了传统的高摩擦损失和机械磨损以及润滑油系统的高维护成本。
附图说明
图1是本发明发电系统的原理示意图。
图2是本发明发电系统的原理示意图，省去了一些标号。
其中，1为第一发电机，2为内燃机引擎，3为总废气管，4为废气换热器，5为第一水泵，6为蒸发器，7为磁悬浮膨胀机，8为第二发电机，9为第二换热器，10为第一换热器，11为冷凝器，12为冷却塔，13为第一三通调节阀，14为工质泵，15为家用热水换热器，16为散热器，17为内燃机水箱，18为第二水泵，19为第三水泵，20为内燃机水箱的余热入口，21为内燃机水箱的余热出口，22为第一管道，23为第二三通调节阀，24为第一换热器的余热入口，25为第一换热器的余热出口，26为家用热水换热器的余热入口，27为家用热水换热器的余热出口，28为第四三通调节阀，29为散热器的余热入口，30为散热器的余热出口，31为第三三通调节阀，32为第二管道，33为第二水泵的入口，34为第二水泵的出口，35为内燃机引擎的热水出口，36为第三管道，37为内燃机水箱的热水入口，38为内燃机水箱的热水出口，39为第五三通调节阀，40为第四管道，41为内燃机引擎的热水入口，42为进气管，43为排气管，44为废气换热器的余热出口，45为蒸发器的余热入口，46为蒸发器的余热出口，47为第二换热器的余热入口，48为第二换热器的余热出口，49为第一水泵的入口，50为第一水泵的出口，51为废气换热器的余热入口，52为磁悬浮膨胀机的入口，53为磁悬浮膨胀机的出口，54为冷凝器的工质入口，55为冷凝器的工质出口，56为工质泵的入口，57为工质泵的出口，58为第一换热器的工质入口，59为第一换热器的工质出口，60为第二换热器的工质入口，61为第二换热器的工质出口，62为蒸发器的工质入口，63为蒸发器的工质出口，64为冷凝器的冷却水入口，65为冷凝器的冷却水出口，66为冷却塔的入口，67为冷却塔的出口，68为第三水泵的入口，69为第三水泵的出口，70为第五管道，71为散热器的冷却水出口，72为散热器的冷却水入口。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
结合图1和图2所示，一种利用内燃机引擎余热进行发电的发电系统，包括内燃机、废气换热器、第一水泵、蒸发器、磁悬浮膨胀机、第二发电机、第二换热器、第一换热器、冷凝器、冷却塔、工质泵、第二水泵、第三水泵；内燃机包括内燃机引擎、废气管组、内燃机水箱。废气换热器设有废气入口、废气出口、余热出口和余热入口；蒸发器设有余热入口、余热出口、工质入口、工质出口；第二换热器也设有余热入口、余热出口、工质入口、工质出口；第一换热器也设有余热入口、余热出口、工质入口、工质出口；散热器设有余热入口、余热出口、冷却水入口、冷却水出口；内燃机水箱设有余热入口、余热出口、热水入口、热水出口；冷凝器设有工质入口、工质出口、冷却水入口、冷却水出口。
本发明的所说的内燃机水箱、内燃机引擎、废气换热器、第一水泵、蒸发器、磁悬浮膨胀机、第二换热器、第一换热器、冷凝器、冷却塔、工质泵、第二水泵、第三水泵、散热器、家用热水换热器，它们之间的连接均是通过管道来解决的，为叙述方便，对发电系统涉及到的一些管道进行了命名，如第一管道。
本发明的发电系统有多个循环系统，下面对每一个循环系统作详细地说明：
第一个循环系统：内燃机水箱的余热出口通过第一管道与第一换热器的余热入口相通，第一换热器的余热出口通过第二管道与第二水泵的入口相通，第二水泵的出口通过管道与内燃机水箱的余热入口相通。该循环系统里流通的为一级余热流，一级余热流从内燃机水箱的余热出口流出后，一级余热流在管道内流动，然后再从第一换热器的余热入口进入第一换热器，一级余热流再从第一换热器的余热出口流出，在第一换热器中，第一个循环系统里的一级余热流和第五个循环系统管道里流通的有机工质进行热量交换，第五个循环系统管道里流通的有机工质吸收第一个循环系统里的一级余热流的热量，然后一级余热流再通过第二水泵，从内燃机水箱的余热入口进入内燃机水箱，在内燃机水箱中，第一个循环系统里的一级余热流和第二个循环系统管道里流通的热水进行热量交换，第一个循环系统管道里流通的一级余热流吸收第二个循环系统里的热水的热量，一级余热流的温度上升，从而冷却了内燃机引擎，一级余热流如此不断循环下去。
第二个循环系统：内燃机引擎的热水出口通过第三管道与内燃机水箱的热水入口相通，内燃机水箱的热水出口通过第四管道与内燃机引擎的热水入口相通。水流从内燃机引擎的热水出口流出后，在第三管道内流动，然后进入内燃机水箱，水流再从内燃机水箱的热水出口流出，然后再次流回内燃机引擎，在内燃机水箱中，第二个循环系统里的水流和第一个循环系统管道里流通的一级余热流进行热量交换，水流的温度降低，一级余热流的温度上升，第二个循环系统里的水流如此不断循环下去。
第三个系统：废气管组包括进气管和排气管，进气管的一端与内燃机引擎的排气口相通，进气管的另一端与废气换热器的废气入口相通，排气管连接在废气换热器的废气出口。内燃机引擎产生的废气进入进气管内，然后再流入废气换热器内，再从废气换热器的废气出口流出，再通过排气管排出废气，在废气换热器中，第三个系统里的废气和第四个循环系统管道里流通的二级余热流进行热量交换，热量交换后，废气的温度降低，二级余热流的温度上升。
第四个循环系统：废气换热器的余热出口通过管道与蒸发器的余热入口相通，蒸发器的余热出口通过管道与第二换热器的余热入口相通，第二换热器的余热出口通过管道与第一水泵的入口相通，第一水泵的出口通过管道与废气换热器的余热入口相通。二级余热流从废气换热器的余热出口流出后，从蒸发器的余热入口流入蒸发器内，然后再从蒸发器的余热出口流出，二级余热流再从第二换热器的余热入口流入第二换热器，然后从第二换热器的余热出口流出，二级余热流再通过第一水泵流回废气换热器；在蒸发器和第二换热器中，第五个循环系统里的有机工质和第四个循环系统管道里流通的二级余热流进行热量交换，热量交换后，二级余热流的温度降低，有机工质的温度上升，第五个循环系统里的有机工质经过第二换热器加热后，有机工质依然为液体状，有机工质经过蒸发器加热后，有机工质从液体状变成了蒸汽的气体状。
第五个循环系统：蒸发器的工质出口通过管道与磁悬浮膨胀机的入口相通，磁悬浮膨胀机的出口通过管道与冷凝器的工质入口相通，冷凝器的工质出口通过管道与工质泵的入口相通，工质泵的出口通过管道与第一换热器的工质入口相通，第一换热器的工质出口通过管道与第二换热器的工质入口相通，第二换热器的工质出口通过管道与蒸发器的工质入口相通，磁悬浮膨胀机与第二发电机相连接。有机工质(此时为蒸汽)从蒸发器的工质出口出来后，从磁悬浮膨胀机的入口进入磁悬浮膨胀机，蒸汽驱动磁悬浮膨胀机做功，从而带动第二发电机工作，进而产生电能，然后蒸汽再从磁悬浮膨胀机的出口出来，从冷凝器的工质入口进入冷凝器，冷凝成液体，再从冷凝器的工质出口出来，通过工质泵进入第一换热器，然后有机工质再依次进入第二换热器、蒸发器，然后再进入磁悬浮膨胀机，有机工质如此不断地循环下去。在冷凝器中，第五个循环系统里的有机工质和第六个循环系统管道里流通的冷却水进行热量交换，热量交换后，有机工质(蒸汽)的温度降低，冷凝成液体，冷却水的温度上升，冷却水回到冷却塔又进行冷却。在第一换热器中，第五个循环系统里的有机工质和第一个循环系统管道里流通的一级余热流进行热量交换，热量交换后，有机工质(液体)的温度上升，一级余热流的温度下降。在蒸发器和第二换热器中，第五个循环系统里的有机工质和第四个循环系统管道里流通的二级余热流进行热量交换，热量交换后，二级余热流的温度降低，有机工质的温度上升，第五个循环系统里的有机工质经过第二换热器加热后，有机工质依然为液体状，有机工质经过蒸发器加热后，有机工质从液体状变成了蒸汽的气体状。第五个循环系统为磁悬浮余热发电机组。
第六个循环系统：冷凝器的冷却水出口通过管道与冷却塔的入口相通，冷却塔的出口通过管道与第三水泵的入口相通，第三水泵的出口通过第五管道与冷凝器的冷却水入口相通。冷却水从冷凝器的冷却水出口流出后，进入冷却塔进行冷却，冷却水再从冷却塔的出口流出，通过第三水泵进入冷凝器内，从而对第五个循环系统里的有机工质进行冷却。
发电系统还包括家用热水换热器和散热器，可将家用热水换热器和散热器接入第一循环系统里，具体为，第一换热器的余热出口通过管道与家用热水换热器的余热入口相通，家用热水换热器的余热出口通过管道与第二水泵的入口相通；第一换热器的余热出口通过管道与散热器的余热入口相通，散热器的余热出口通过管道与第二水泵的入口相通，散热器的冷却水出口通过管道与冷却塔的入口相通，第三水泵的出口通过管道与散热器的冷却水入口相通。一级余热流从第一换热器的余热出口流出后，通过管道从家用热水换热器的余热入口流入家用热水换热器，然后再从家用热水换热器的余热出口流出，流出后，一级余热流的温度降低了，家庭各用户的水的温度升高了，从而用以向家庭各用户提供热水；一级余热流从家用热水换热器的余热出口流出后，通过管道从散热器的余热入口流入散热器，然后再流出散热器，再通过第二水泵流回内燃机水箱，经过散热器后，一级余热流的温度进一步降低了；一级余热流从第一换热器的余热出口流出后，也可以通过管道直接流向散热器。冷却塔的冷却水出来后，经过第三水泵，一部分冷却水通过管道流过散热器，然后再从散热器流回冷却塔，从而冷却水可以冷却第一个循环系统里的一级余热流。
废气管组还包括总废气管，总废气管连接在内燃机引擎的排气口上，进气管的一端连接在总废气管上，进气管的另一端连接在废气换热器的废气入口上，排气管的一端连接在废气换热器的废气出口上，排气管的另一端连接在总废气管上，总废气管上设有通断阀，进气管与总废气管的连接处、通断阀、排气管与总废气管的连接处依次排列。内燃机引擎产生废气后，通断阀处于关闭状态的话，废气从进气管进入废气换热器后，再从排气管流回总废气管内，若通断阀处于打开状态，则废气不经过废气换热器，废气直接从总废气管排出去；废气经过废气换热器之后，废气的温度下降了，第四个循环系统里的二级余热流的温度上升了。
发电系统还包括第一三通调节阀，第一三通调节阀的两个接口连接在第五管道上，第一三通调节阀的第三个接口通过管道与散热器的冷却水入口相通。冷却水从第三水泵的出口流出后，通过第一三通调节阀，可控制一部分冷却水流向冷凝器，一部分冷却水流向散热器。
发电系统还包括第二三通调节阀、第三三通调节阀、第四三通调节阀；第二三通调节阀的两个接口连接在第一管道上，第二三通调节阀的第三个接口通过一条管道连接在第二管道上；第三三通调节阀的两个接口连接在第二管道上，第三三通调节阀的第三个接口通过管道与散热器的余热出口相通；第四三通调节阀的两个接口连接在第二管道上，第四三通调节阀的第三个接口通过管道与家用热水换热器的余热出口相通。一级余热流从内燃机水箱的余热出口流出后，通过第二三通调节阀，一部分一级余热流流向第一换热器，一部分一级余热流流向第二管道，或者全部一级余热流流向第二管道，或者全部一级余热流流向第一换热器。一级余热流从第一换热器的余热出口流出后，通过第三三通调节阀和第四三通调节阀，一级余热流可以不经过家用热水换热器和散热器，直接流向第二水泵，一级余热流也可以部分或全部流经家用热水换热器或者散热器。
发电系统还包括第五三通调节阀，第五三通调节阀的两个接口连接在第四管道上，第五三通调节阀的第三个接口通过一条管道连接在第三管道上。水流从内燃机引擎的热水出口流出后，通过第五三通调节阀水流可以部分流向内燃机水箱，部分直接流回内燃机引擎。本发明的五个三通调节阀均具有流量分配调节的功能。
发电系统还包括第一发电机，内燃机引擎与第一发电机相连接。内燃机引擎工作时，带动第一发电机工作，第一发电机产生电能。
磁悬浮膨胀机设有蜗轮，蜗轮通过磁悬浮转轴与第二发电机相连接，磁悬浮转轴上套装有磁力轴承，蜗轮、磁悬浮转轴、第二发电机、磁力轴承安装在同一个半封闭的壳体内。蒸汽进入磁悬浮膨胀机中膨胀做功，再通过磁悬浮转轴带动第二发电机工作，产生电能。
发电系统还包括轴承控制系统和位置传感器，位置传感器设置在磁力轴承上，位置传感器与轴承控制系统信号连接。
第一发电机和第二发电机产生的电能汇总后，向用户提供电能。
本发明采用了磁悬浮膨胀机、磁悬浮转轴、磁力轴承、第二发电机，比传统的使用润滑油的向心涡轮或螺杆膨胀机技术效率更高。磁悬浮膨胀机具有变频高速(达到45000rpm)的特点，体积相当小，运行起来不仅安静，而且稳固可靠。专用的磁力轴承代替了传统的润滑油轴承，消除了高摩擦损失和机械磨损以及润滑油系统的高维护成本。这种无油设计使磁悬浮膨胀机效率极佳。磁悬浮膨胀机的一个主要活动组件(磁悬浮转轴和涡轮)，磁悬浮转轴通过数控磁力轴承系统悬浮转动，磁力轴承上的位置传感器以每秒10万次的频率实时将信号反馈到轴承控制系统，使活动组件始终悬浮于中央位置。蒸汽进入磁悬浮膨胀机膨胀做功，极大地提高了效率和发电量，能最大限度地回收管理有效余热和低位热能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。