螺杆膨胀机余热回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及螺杆膨胀机余热回收系统。
【背景技术】
[0002]在石油、化工、电力、钢铁等行业，存在大量的余热资源，如高温气体(工艺气、蒸汽、烟气)、热水等，由于生产工艺的要求或处于工艺的末端，需要对这部分热源进行冷却处理。通常这部分余热资源量大但品位不高，难以在系统内部完全消化，往往直接采用冷却器(空冷或水冷)进行降温处理，这样不仅消耗大量的电能或冷却水，还白白浪费了大量的余热资源，既不环保也不经济。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种螺杆膨胀机余热回收系统，其能对石油、化工、电力、钢铁等行业中产生的大量余热资源进行回收，从而提高能源利用效率，减小对环境的影响。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]螺杆膨胀机余热回收系统，包括余热换热器、蒸发器、冷却器、冷凝器、水泵、螺杆膨胀机、回热器和工质泵；
[0006]余热换热器包括余热源入口、余热源出口、进水口和出水口，蒸发器和冷凝器均包括有机工质入口、有机工质出口、进水口和出水口，所述的回热器包括第一有机工质入口、第一有机工质出口、第二有机工质入口和第二有机工质出口 ；
[0007]余热换热器的出水口与蒸发器的进水口连通，用于将从余热换热器的入水口流入的水与从余热源入口流入的余热源进行热交换；蒸发器的出水口与冷却器的入口连通，冷却器的出口与冷凝器的进水口连通，冷凝器的出水口与水泵的进水口连通，水泵的出水口与余热换热器的进水口连通；
[0008]蒸发器的有机工质出口与螺杆膨胀机的有机工质入口连通，螺杆膨胀机的有机工质出口与回热器的第一有机工质入口连通，回热器的第一有机工质出口与冷凝器的有机工质入口连通，冷凝器的有机工质出口与工质泵的入口连通，工质泵的出口与所述回热器的第二有机工质入口连通，回热器的第二有机工质出口与蒸发器的有机工质入口连通。
[0009]上述的螺杆膨胀机余热回收系统，其中，余热源为气体或液体。
[0010]上述的螺杆膨胀机余热回收系统，其中，该螺杆膨胀机余热回收系统包括一预热器，预热器包括有机工质入口、有机工质出口、进水口和出水口 ；蒸发器的出水口与预热器的进水口连通，预热器的出水口与冷却器的入口连通；回热器的第二有机工质出口与预热器的有机工质入口连通，预热器的有机工质出口与蒸发器的有机工质入口连通。
[0011]采用上述技术方案后，本实用新型具有以下优点:
[0012]1、本实用新型采用中间热水闭式循环的形式，使热水被循环使用，不用补充。该设计具有两方面的优势:一方面，用水作为换热介质，换热效果好、成本低，系统安全、稳定、可靠；另一方面，使管道内的水在整个系统中，既在蒸发器中作为载热剂，又在冷凝器中作为冷却水，因此，整个系统完全不额外消耗冷却水，这样可以大幅减少系统的公用工程消耗；
[0013]2、本实用新型设有回热器，通过螺杆膨胀机的排气与工质泵排液进行热交换，回收螺杆膨胀机的排气量，从而减少了冷凝器的冷凝负荷，更充分地利用余热进行发电，提高了热电转换率；
[0014]3、本实用新型还在蒸发器之前设有预热器，使有机工质在进入蒸发器之前，先进入预热器进行预热，实现一定程度的升温。这样既能进一步利用出蒸发器的热水的热量，又能减少蒸发器的热负荷，减小蒸发器的尺寸。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型螺杆膨胀机余热回收系统的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型做出进一步详细描述。
[0017]请参阅图1。根据本实用新型一实施例的螺杆膨胀机余热回收系统，包括余热换热器1、蒸发器2、冷却器3、冷凝器4、工质泵5、水泵6、螺杆膨胀机7、回热器8和预热器9。
[0018]余热换热器I包括余热源入口、余热源出口、进水口和出水口，蒸发器2、冷凝器4和预热器9均包括有机工质入口、有机工质出口、进水口和出水口，回热器8包括第一有机工质入口、第一有机工质出口、第二有机工质入口和第二有机工质出口。
[0019]余热换热器I的出水口与蒸发器2的进水口连通，用于将从余热换热器I的入水口流入的水与从余热源入口流入的余热源进行热交换，完成热交换后的余热源从余热源出口流出，余热源可以为气体或液体。蒸发器2的出水口与预热器9的进水口连通，预热器9的出水口与冷却器3的入口连通，冷却器3的出口与冷凝器4的进水口连通，冷凝器4的出水口与水泵6的进水口连通，水泵6的出水口与余热换热器I的进水口连通。
[0020]蒸发器2的有机工质出口与螺杆膨胀机7的有机工质入口连通，螺杆膨胀机7的有机工质出口与回热器8的第一有机工质入口连通，回热器8的第一有机工质出口与冷凝器4的有机工质入口连通，冷凝器4的有机工质出口与工质泵5的入口连通，工质泵5的出口与回热器8的第二有机工质入口连通，回热器8的第二有机工质出口与预热器9的有机工质入口连通，预热器9的有机工质出口与蒸发器2的有机工质入口连通。
[0021]在另一种实施方式中，也可以不用上述的预热器9。
[0022]本实用新型的工作过程包含了三个循环:余热源循环、热水循环和有机工质循环。
[0023]在余热源循环中，余热源(如高温气体、热水等)从余热换热器I的余热源入口进入余热换热器1，与水进行热交换，将自身热量传递给水，温度降低后从余热源出口流出余热换热器I。
[0024]在热水循环中，水从余热换热器的进水口进入余热换热器I，吸收余热源(如高温气体、热水等)的热量后温度升高，流出余热换热器I后从蒸发器的进水口进入蒸发器2 ;在蒸发器2中，热水与有机工质进行热交换，将热量传递给有机工质，自身温度降低，然后出蒸发器后从预热器的进水口进入预热器9 ;在预热器9中，热水与有机工质换热，通过自身进一步的降温使有机工质在进入蒸发器2前有一定的温升。接着热水从冷却器的入口进入冷却器3，该冷却器3可采用现有的余热回收工艺中的冷却器，水经过冷却器3降温后，接着从冷凝器的进水口进入冷凝器4作为冷却水，与有机工质进行热交换，吸收有机工质的热量后温度升高，再经过水泵6的增压，最后被泵输到余热换热器的进水口，进入余热换热器I，完成热水的闭式循环。
[0025]在有机工质循环中，有机工质首先由蒸发器的有机工质入口进入蒸发器2，与热水进行换热，吸收热水的热量后蒸发变成气态。气态有机工质进入螺杆膨胀机7进行膨胀，可将内能转变成机械能进行发电。经过膨胀，有机工质的压力和温度都降低，然后由回热器的第一有机工质入口进入回热器8进一步释放自身的热量，温度进一步降低后，由冷凝器的入口进入冷凝器4，被冷却水冷凝成液态。接着液态有机工质在被工质泵5增压后由回热器的第二有机工质入口进入回热器8，吸部分热量，实现一定的温升。然后再从预热器的有机工质入口进入预热器9，在预热器9中吸收热水的热量，进一步升温，最后由蒸发器的有机工质入口进入蒸发器2进行蒸发，完成有机工质的闭式循环。
【主权项】
1.螺杆膨胀机余热回收系统，其特征在于，包括余热换热器、蒸发器、冷却器、冷凝器、水泵、螺杆膨胀机、回热器和工质泵； 所述的余热换热器包括余热源入口、余热源出口、进水口和出水口，所述的蒸发器和冷凝器均包括有机工质入口、有机工质出口、进水口和出水口，所述的回热器包括第一有机工质入口、第一有机工质出口、第二有机工质入口和第二有机工质出口 ； 所述余热换热器的出水口与所述蒸发器的进水口连通，用于将从余热换热器的入水口流入的水与从余热源入口流入的余热源进行热交换；所述蒸发器的出水口与所述冷却器的入口连通，所述冷却器的出口与所述冷凝器的进水口连通，所述冷凝器的出水口与所述水泵的进水口连通，所述水泵的出水口与所述余热换热器的进水口连通； 所述蒸发器的有机工质出口与所述螺杆膨胀机的有机工质入口连通，所述螺杆膨胀机的有机工质出口与所述回热器的第一有机工质入口连通，所述回热器的第一有机工质出口与所述冷凝器的有机工质入口连通，所述冷凝器的有机工质出口与所述工质泵的入口连通，所述工质泵的出口与所述回热器的第二有机工质入口连通，所述回热器的第二有机工质出口与所述蒸发器的有机工质入口连通。
2.如权利要求1所述的螺杆膨胀机余热回收系统，其特征在于，所述的余热源为气体或液体。
3.如权利要求1所述的螺杆膨胀机余热回收系统，其特征在于，该螺杆膨胀机余热回收系统包括一预热器，所述预热器包括有机工质入口、有机工质出口、进水口和出水口 ；所述蒸发器的出水口与所述预热器的进水口连通，所述预热器的出水口与所述冷却器的入口连通；所述回热器的第二有机工质出口与所述预热器的有机工质入口连通，所述预热器的有机工质出口与所述蒸发器的有机工质入口连通。
【专利摘要】本实用新型公开了螺杆膨胀机余热回收系统，包括余热换热器、蒸发器、冷却器、冷凝器、水泵、螺杆膨胀机、回热器和工质泵。蒸发器的进水口和出水口分别与余热换热器出水口和冷却器入口连通，冷凝器的进水口和出水口分别与冷却器出口和水泵进口连通，水泵出口与余热换热器进水口连通。螺杆膨胀机的有机工质入口和出口分别与蒸发器的有机工质出口和回热器的第一有机工质入口连通，回热器的第一有机工质出口与冷凝器的有机工质入口连通，冷凝器的有机工质出口与工质泵入口连通，工质泵出口与回热器的第二有机工质入口连通，回热器的第二有机工质出口与蒸发器的有机工质入口连通。本实用新型能对石油、化工等行业中产生的余热资源进行回收。
【IPC分类】F01K27-02
【公开号】CN204572097
【申请号】CN201520187788
【发明人】杨小强, 王玉莉, 王亚洲, 周岳
【申请人】上海齐耀膨胀机有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年3月31日