一种低温余热高效回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低温余热高效回收系统，尤其是水泥行业低温余热高效回收发电系统，属于低温余热回收系统设备技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，水泥厂低温余热发电技术方案种类较多，复合闪蒸发电技术以其能够利用低品位余热资源产生低压饱和蒸汽，进而增加余热发电功率的特点，被广泛应用。复合闪蒸发电技术中的闪蒸器的作用是利用节流降压原理，产生低压饱和水蒸汽。低压蒸汽只能作为汽轮发电机的补汽进行发电，低压蒸汽与高压主蒸汽相比，发电效率较低，同时，低压蒸汽的产生量受热水温度影响较大，如果想进一步降低水泥窑锅炉出口的烟气温度值，势必会降低省煤器的出口热水温度值，进而降低进入闪蒸器的热水温度值，降低闪蒸器的作用。
[0003]有机朗肯循环发电系统可简称ORC系统，是利用低沸点的有机工质实现低温余热再利用的发电系统。有机朗肯循环发电技术能够有效回收200°C以下的低温余热资源，但余热的回收效率低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供一种低温余热高效回收系统，有效地提高余热的回收效率，解决【背景技术】中存在的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]一种低温余热高效回收系统，包含余热锅炉单元、高压蒸汽发电单元和有机朗肯循环发电单元；
[0007]所述余热锅炉单元包含AQC余热锅炉和PH余热锅炉，所述AQC余热锅炉内部包含依次连通的省煤器、AQC蒸发器和AQC过热器，所述PH余热锅炉内部包含依次连通的PH蒸发器和PH过热器，AQC余热锅炉中的省煤器与PH余热锅炉中的PH蒸发器连通；
[0008]所述高压蒸汽发电单元包含凝气式汽轮发电机和冷凝器，余热锅炉单元中的AQC过热器和PH过热器的蒸汽出口与凝气式汽轮发电机连通，凝气式汽轮发电机的蒸汽出口通过冷凝器与余热锅炉单元中的省煤器连通；
[0009]所述有机朗肯循环发电单元包含ORC蒸发器、ORC冷凝器和ORC发电机，余热锅炉单元中的省煤器与ORC蒸发器连通，ORC蒸发器的蒸汽出口与ORC发电机连通，ORC蒸发器的低温热水出口与余热锅炉单元中的省煤器连通，ORC发电机的蒸汽出口通过ORC冷凝器与ORC蒸发器连通。
[0010]所述有机朗肯循环发电单元中的ORC发电机为高速磁悬浮永磁同步透平发电机。
[0011]余热锅炉单元中的省煤器流出的高温液态热水将分为多路，一路流向余热锅炉单元中的AQC蒸发器和PH蒸发器，一路流向有机朗肯循环发电单元中的ORC蒸发器。
[0012]本实用新型的有益效果是:能够有效降低可回收的余热资源温度值，提高余热回收效率。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型结构示意图；
[0014]图中:AQC余热锅炉1、省煤器2、AQC蒸发器3、AQC过热器4、PH余热锅炉5、PH过热器6、PH蒸发器7、凝气式汽轮发电机8、冷凝器9、冷却塔10、ORC蒸发器11、ORC冷凝器12、ORC发电机13、磁驱工质泵14。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。
[0016]一种低温余热高效回收系统，包含余热锅炉单元、高压蒸汽发电单元和有机朗肯循环发电单元；
[0017]所述余热锅炉单元包含AQC余热锅炉I和PH余热锅炉5，所述AQC余热锅炉I内部包含依次连通的省煤器2、AQC蒸发器3和AQC过热器4，所述PH余热锅炉5内部包含依次连通的PH蒸发器7和PH过热器6，AQC余热锅炉I中的省煤器2与PH余热锅炉5中的PH蒸发器7连通；
[0018]所述高压蒸汽发电单元包含凝气式汽轮发电机8和冷凝器9，余热锅炉单元中的AQC过热器4和PH过热器6的蒸汽出口与凝气式汽轮发电机8连通，凝气式汽轮发电机8的蒸汽出口通过冷凝器9与余热锅炉单元中的省煤器2连通；
[0019]所述有机朗肯循环发电单元包含ORC蒸发器11、0RC冷凝器12和ORC发电机13，余热锅炉单元中的省煤器2与ORC蒸发器11连通，ORC蒸发器11的蒸汽出口与ORC发电机13连通，ORC蒸发器11的低温热水出口与余热锅炉单元中的省煤器2连通，ORC发电机13的蒸汽出口通过ORC冷凝器12与ORC蒸发器11连通。
[0020]参照附图1，虚线内为有机朗肯循环发电单元。
[0021]低温余热高效回收系统，包含余热锅炉单元、高压蒸汽发电单元和有机朗肯循环发电单元。余热锅炉单元包含AQC余热锅炉I和PH余热锅炉5。
[0022]水泥窑头引出的余热烟气引入AQC余热锅炉I，窑尾的余热烟气引入PH余热锅炉5。窑头的废热烟气进入AQC余热锅炉I时，依次经过AQC过热器4、AQC蒸发器3和省煤器2，可适当提高省煤器2的换热面积，降低AQC余热锅炉I的出口废热烟气温度。
[0023]余热锅炉单元中的省煤器2流出的高温液态热水将分为多路，一路流向余热锅炉单元中的AQC蒸发器3和PH蒸发器7，一路流向有机朗肯循环发电单元中的ORC蒸发器11。
[0024]高压蒸汽发电单元:余热锅炉单元中的AQC蒸发器3和PH蒸发器7产生的蒸汽分别送入AQC过热器4和PH过热器6加热成过热蒸汽状态，共同进入高压蒸汽发电单元中的凝汽式汽轮发电机8发电，排出的乏汽进入冷凝器9凝结成过冷液态水，经泵送、除氧、补水等环节后，加压泵送流回省煤器2继续加热过程。
[0025]有机朗肯循环(ORC)发电单元:余热锅炉单元中的省煤器2流出的热水有一部分流入ORC蒸发器11，传热后的低温热水并回高压蒸汽发电单元中的冷凝器9的出口的管路中。低沸点有机工质经ORC蒸发器11加热成高压饱和过热蒸汽状态，流入ORC发电机13膨胀做功发电，流出的低压有机工质蒸汽流经ORC冷凝器12凝结成过冷液态，经磁驱工质泵14加压再次送入ORC蒸发器11，实现有机工质的循环过程。
[0026]有机朗肯循环发电单元中的ORC发电机13为高速磁悬浮永磁同步透平发电机，采用磁悬浮轴承系统和透平与发电机直连方式，降低了机械传动损失；利用永磁发电机技术，降低发电机内部的铜损耗，提高发电效率。
[0027]上述低温余热高效回收系统中，冷却水均取自冷凝塔10。
[0028]利用有机朗肯循环发电单元替代复合闪蒸发电技术中的闪蒸器，可适当提高省煤器的换热面积，进一步降低烟气出口温度。有效降低可回收的余热资源温度值，提高余热回收效率。
【主权项】
1.一种低温余热高效回收系统，其特征在于包含余热锅炉单元、高压蒸汽发电单元和有机朗肯循环发电单元； 所述余热锅炉单元包含AQC余热锅炉(I)和PH余热锅炉(5 )，所述AQC余热锅炉(I)内部包含依次连通的省煤器(2 )、AQC蒸发器(3 )和AQC过热器(4 )，所述PH余热锅炉(5 )内部包含依次连通的PH蒸发器(7 )和PH过热器(6 )，AQC余热锅炉(I)中的省煤器(2 )与PH余热锅炉(5 )中的PH蒸发器(7 )连通； 所述高压蒸汽发电单元包含凝气式汽轮发电机(8)和冷凝器(9)，余热锅炉单元中的AQC过热器(4)和PH过热器(6)的蒸汽出口与凝气式汽轮发电机(8)连通，凝气式汽轮发电机(8)的蒸汽出口通过冷凝器(9)与余热锅炉单元中的省煤器(2)连通； 所述有机朗肯循环发电单元包含ORC蒸发器(11 )、ORC冷凝器(12 )和ORC发电机(13 )，余热锅炉单元中的省煤器(2 )与ORC蒸发器(11)连通，ORC蒸发器(11)的蒸汽出口与ORC发电机(13)连通，ORC蒸发器(11)的低温热水出口与余热锅炉单元中的省煤器(2)连通，ORC发电机(13)的蒸汽出口通过ORC冷凝器(12)与ORC蒸发器(11)连通。
2.根据权利要求1所述的低温余热高效回收系统，其特征在于所述有机朗肯循环发电单元中的ORC发电机(13)为高速磁悬浮永磁同步透平发电机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种低温余热高效回收系统，属于低温余热回收系统技术领域。技术方案是：余热锅炉单元中的AQC过热器（4）和PH过热器（6）的蒸汽出口与凝气式汽轮发电机（8）连通，凝气式汽轮发电机（8）的蒸汽出口通过冷凝器（9）与余热锅炉单元中的省煤器（2）连通；余热锅炉单元中的省煤器（2）与ORC蒸发器（11）连通，ORC蒸发器（11）的蒸汽出口与ORC发电机（13）连通，ORC蒸发器（11）的低温热水出口与余热锅炉单元中的省煤器（2）连通，ORC发电机（13）的蒸汽出口通过ORC冷凝器（12）与ORC蒸发器（11）连通。本实用新型的有益效果是：能够有效降低可回收的余热资源温度值，提高余热回收效率。
【IPC分类】F01K11-02, F27D17-00, F01K25-10
【公开号】CN204436487
【申请号】CN201520045665
【发明人】张建平, 唐英伟, 杨博, 李胜飞, 朱文元, 武晓峰, 郭欠军, 张连生, 王晨光, 于金龙
【申请人】盾石磁能科技有限责任公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月23日