低速柴油机排气能量分流的ORC和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统、工作方法

本发明涉及余热利用设备领域，具体涉及一种低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统、工作方法。

背景技术：

1、船舶(boats and ships)，各种船只的总称。船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式；并且，船舶是一种高能耗的运输工具，高能耗会使船舶的运输成本增加，同时会对环境产生大量的污染。

2、船用低速柴油机的排气温度为215℃～260℃，船用主机热效率接近50％，一大部分的热量没有得到利用，以各种形式的能量排向大气中，造成浪费，对此提出一种实现低速柴油机排气能量分流的orc(有机肯朗循环)和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，来解决上述提出的问题。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的船用低速柴油机排气余热利用率低的问题，从而提供一种低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统、工作方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，包括：低速柴油机，所述低速柴油机与高温集气管和低温集气管连通，所述高温集气管与涡轮增压器连通，所述涡轮增压器的一端与orc系统连通，所述低温集气管的一端与溴化锂吸收式制冷系统连通；所述orc系统包括第一蒸发器，所述第一蒸发器的一端与涡轮增压器连通，所述第一蒸发器的一端与膨胀机连通，所述膨胀机的一端与发电机、回热器、以及第一冷凝器连通，所述第一冷凝器的一端与储液连通罐，所述储液罐的一端与回热器连通，所述回热器的一端与换热器连通，所述换热器的一端与第一蒸发器连通。

3、进一步地，所述溴化锂吸收式制冷系统包括余热锅炉，所述余热锅炉的一端与发生器连通，所述发生器的一端与第二冷凝器连通，所述第二冷凝器的一端与第二蒸发器连通，所述第二蒸发器的一端与吸收器连通，所述吸收器的一端与溶剂泵连通，所述溶剂泵的一端与溶液热交换器连通，所述溶液热交换器与发生器连通，所述第二冷凝器的一端与冷却塔连通，所述冷却塔的一端与吸收器连通，所述吸收器与第二冷凝器连通，所述第二蒸发器的一端与冷风机盘管连通，所述冷风机盘管的一端第二蒸发器连通。

4、进一步地，所述柴油机的一端连通有废气分流控制阀，所述废气分流控制阀与低速柴油机、低温集气管、高温集气管相连通。

5、进一步地，所述废气分流控制阀与低速柴油机之间设有温度传感器。

6、进一步地，所述换热器的一端与柴油机内部的主机缸套水通过连接管路连通，所述连接管路上设有水流控制阀。

7、进一步地，所述连接管路包括出水管和回水管，所述水流控制阀设于所述出水管上。

8、进一步地，所述回热器与换热器之间设有工质泵，所述工质泵的一端连接所述回热器，另一端连接所述换热器。

9、进一步地，所述冷却塔与吸收器之间设于冷却水泵，所述冷却水泵的一端连通冷却塔，另一端连接所述吸收器。

10、进一步地，所述冷风机盘管与第二蒸发器之间设有冷水泵，所述冷水泵的一端与冷风机盘管连接，另一端与冷水泵连通。

11、本发明还提供了一种低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统的工作方法，包括：低速柴油机排气经分级分流后，高温排气流入涡轮增压器中带动压气机旋转，然后通入中冷器的内部进行冷却，继而压缩空气，增加进气压力和密度，提高进气量，涡轮后的烟气作为orc系统的热源进入第一蒸发器，在第一蒸发器中烟气与有机工质进行换热，有机工质在第一蒸发器中吸热变为过热蒸汽，进入膨胀机中膨胀做功，带动发电机工作，将能量以电能的形式储存起来，有机工质在膨胀机做功后一部分作为抽气进入回热器，对冷凝后的有机工质进行预热，其余有机工质进入第一冷凝器，用冷却水使有机工质冷凝降温，有机工质进入储液罐，经过储液罐的有机工质进入第一蒸发器做准备，进入第一蒸发器前的有机工质先进入换热器，与低速柴油机的主机缸套水进行换热，有机工质提高一定的温度后进入第一蒸发器，完成一次有机朗肯循环。

12、本发明技术方案，具有如下优点：

13、1.本发明提供的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，包括：低速柴油机，所述低速柴油机与高温集气管和低温集气管连通，所述高温集气管与涡轮增压器连通，所述涡轮增压器的一端与orc系统连通，所述低温集气管的一端与溴化锂吸收式制冷系统连通；所述orc系统包括第一蒸发器，所述第一蒸发器的一端与涡轮增压器连通，所述第一蒸发器的一端与膨胀机连通，所述膨胀机的一端与发电机、回热器、以及第一冷凝器连通，所述第一冷凝器的一端与储液连通罐，所述储液罐的一端与回热器连通，所述回热器的一端与换热器连通，所述换热器的一端与第一蒸发器连通。

14、通过在低速采油机的一端设有高温集气管好低温集气管，即便于将高温烟气输送至orc系统内进行回收利用，再将低温烟气输送至溴化锂吸收式制冷系统内进行回收利用，使得在低速柴油机排出的气体能够实现进行两级分类，从而进行不同梯度的回收，以便于更大效率的进行余热回收。

15、该低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统所述溴化锂吸收式制冷系统基于不同能源品味的热源，构建了orc系统和溴化锂吸收式制冷系统循环，建立了回收利用低速柴油机排气余热的循环系统，排气分级分流后，使得余热回收的范围变大，该循环将柴油机排气所产生的余热充分利用，减少了能量的消耗，调高了余热的利用效率；同时，相较于其他的制冷系统，溴化锂吸收式制冷系统对热能的要求不高，系统中的运动部件振动小、噪声低，溴化锂溶液作为工质，无臭、无毒、无爆炸危险，安全可靠，且系统制造简单，操作、维修保养更加方便。

16、2.本发明提供的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，所述废气分流控制阀与低速柴油机之间设有温度传感器。该温度传感器的设置，可实时检测低速采油机与废气分流控制阀之间连接的管路的温度。

17、提供
技术实现要素：
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

技术特征：

1.一种低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，溴化锂吸收式制冷系统(6)，其特征在于，溴化锂吸收式制冷系统(6)包括余热锅炉(8)，余热锅炉(8)的一端与发生器(61)连通，发生器(61)的一端与第二冷凝器(62)连通，第二冷凝器(62)的一端与第二蒸发器(67)连通，第二蒸发器(67)的一端与吸收器(68)连通，吸收器(68)的一端与溶剂泵(69)连通，溶剂泵(69)的一端与溶液热交换器(60)连通，溶液热交换器(60)与发生器(61)连通，第二冷凝器(62)的一端与冷却塔(63)连通，冷却塔(63)的一端与吸收器(68)连通，吸收器(68)与第二冷凝器(62)连通，第二蒸发器(67)的一端与冷风机盘管(64)连通，冷风机盘管(64)的一端第二蒸发器(67)连通。

3.根据权利要求2所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，柴油机(1)的一端连通有废气分流控制阀(9)，废气分流控制阀(9)与低速柴油机(1)、低温集气管、高温集气管(7)相连通。

4.根据权利要求3所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，废气分流控制阀(9)与低速柴油机(1)之间设有温度传感器。

5.根据权利要求4所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，换热器(58)的一端与柴油机(1)内部的主机缸套水通过连接管路连通，连接管路上设有水流控制阀。

6.根据权利要求5所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，连接管路(72)包括出水管和回水管，水流控制阀设于出水管上。

7.根据权利要求2所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，回热器(54)与换热器(58)之间设有工质泵(57)，工质泵(57)的一端连接回热器(54)，另一端连接换热器(58)。

8.根据权利要求2所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，冷却塔(63)与吸收器(68)之间设于冷却水泵(66)，冷却水泵(66)的一端连通冷却塔(63)，另一端连接吸收器(68)。

9.根据权利要求2所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，其特征在于，冷风机盘管(64)与第二蒸发器(67)之间设有冷水泵(65)，冷水泵(65)的一端与冷风机盘管(64)连接，另一端与冷水泵(65)连通。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的低速柴油机排气能量分流的orc和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统的工作方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及余热利用设备领域，具体涉及一种低速柴油机排气能量分流的ORC和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统，包括：低速柴油机，低速柴油机与高温集气管和低温集气管连通，高温集气管与涡轮增压器连通，涡轮增压器的一端与ORC系统连通，低温集气管的一端与溴化锂吸收式制冷系统连通；ORC系统包括第一蒸发器，第一蒸发器的一端与涡轮增压器连通，第一蒸发器的一端与膨胀机连通，膨胀机的一端与发电机、回热器、以及第一冷凝器连通。该低速柴油机排气能量分流的ORC和溴化锂制冷双循环梯度余热利用系统溴化锂吸收式制冷系统基于不同能源品味的热源，构建了ORC系统和溴化锂吸收式制冷系统循环，建立了回收利用低速柴油机排气余热的循环系统。

技术研发人员：何丰硕,井淳,路勇,邹世纪,孙博,张志东
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13