一种利用回收分馏塔塔顶物料余热的发电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及利用回收分馏塔塔顶物料余热的发电系统，属于余热回收【技术领域】，该系统包括分馏塔、塔顶冷却器、塔底物料加热器以及阀门和连接管道；还包括有机工质蒸发器、透平机、减速器、发电机、凝汽器、工质井及工质泵；该系统的连接关系为：分馏塔的塔顶出口与有机工质蒸发器相连，有机工质蒸发器与塔顶冷却器相连；分馏塔的塔底入口与塔底加热器相连；有机工质蒸发器的出口与透平机相连，透平机与凝汽器相连，透平机通过轴与减速器和发电机相连；凝汽器与工质井相连，工质井与工质泵相连。本发明利用分馏塔塔顶物料的余热用于发电，解决物料加工厂内部分用电的需求，从而节省能源，减少排放，提高一次能源的利用效率，降低电能用户的使用成本。
【专利说明】一种利用回收分馏塔塔顶物料余热的发电系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于余热回收【技术领域】，特别涉及利用分馏塔塔顶物料余热的发电系统的 结构设计。
【背景技术】
[0002] 分馏塔的主要作用是根据不同的成分的蒸馏温度不同将所要回收的物料加热到 预定的蒸馏温度，让其蒸发变成气态，而后通过分馏塔塔顶的冷却器将其冷却变成液态成 品并输送到罐区储藏。已有的分馏塔系统的结构及工作流程如图1所示，该系统包括：分馏 塔01，连接在塔顶的冷却器02及连接在塔底的加热器03 ;其工作流程为：常温物料a在分 馏塔内经加热器03加热，未被蒸馏的物料从塔底物料出口 b排出；被蒸馏的气态物料从塔 顶经过冷却器02成品物料c输送到罐区储藏。加热器03由热源d供热，余热从e 口回收 冷却器02的冷却水由冷却水源f供水，冷却水回水从回水管g回收。
[0003] 在此过程中为了保持分馏塔的分馏温度需要不停的给分馏塔提供热量，同时塔顶 还有大量的成品物料的显热和潜热最终通过冷却装置排掉，导致了能量的大量浪费。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种利用回收分馏塔塔顶物料 余热的发电系统，本发明回收分馏塔塔顶物料余热用于发电，提高一次能源的利用效率，降 低用户的生产成本。
[0005] 本发明提出的一种利用回收分馏塔塔顶物料余热的发电的系统，该系统包括分馏 塔、塔顶冷却器、塔底物料加热器以及阀门和连接管道；其特征在于，还包括有机工质蒸发 器、透平机、减速器、发电机、凝汽器、工质井及工质泵；该系统的连接关系为：分馏塔的常 温物料入口与常温物料管道相连，分馏塔的塔顶出口与有机工质蒸发器的物料入口相连， 有机工质蒸发器的物料出口与塔顶冷却器的物料入口相连，塔顶冷却器的物料出口与塔顶 成品物料管道相连，塔顶冷却器的冷却水进口与冷却水供水管道相连，塔顶冷却器的冷却 水出口与冷却水的回水管道相连；分馏塔的塔底物料入口与塔底加热器的物料出口相连， 分馏塔的塔底物料出口分别与塔底加热器的物料入口和塔底物料管道相连，塔底加热器的 热源进口与供热管道相连，塔底加热器的热源出口与供热管道相连；有机工质蒸发器的有 机工质出口与透平机的入口相连，透平机的出口与凝汽器的工质进口相连，透平机通过轴 与减速器和发电机相连；凝汽器的工质出口与工质井的入口相连，工质井的出口与工质泵 的入口相连，工质泵的出口与工质蒸发器的工质入口相连；凝汽器的冷却水入口与冷却水 的供水管道相连，凝汽器的冷却水出口与冷却水的回水管道相连。
[0006] 本发明的特点及有益成果：
[0007] 本发明可以利用分馏塔塔顶物料的余热用于发电，解决物料加工厂内部分用电的 需求，从而节省能源，减少排放，提高一次能源的利用效率，降低电能用户的使用成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为原分馏塔工作流程示意图。
[0009] 图2为本发明的一种用于回收分馏塔塔顶物料余热用于发电的系统流程示意图。
【具体实施方式】
[0010] 本发明提出的一种用于回收分馏塔塔顶物料余热用于发电的系统结合附图及详 细说明如下：
[0011] 本发明提出的一种用于回收分馏塔塔顶物料余热用于发电的系统的实施例结构 如图2所示，该系统主要包括分馏塔1、有机工质蒸发器2、塔顶冷却器3、塔底物料加热器 4、透平机5、减速器6、发电机7、凝汽器8、工质井9、工质泵10。其连接关系为：分馏塔1的 入口 11与常温物料管道a相连，分馏塔1的出口 12与有机工质蒸发器2的物料入口 21相 连，有机工质蒸发器2的物料出口 22与塔顶冷却器3的物料入口 31相连，塔顶冷却器3的 物料出口 32与塔顶成品物料管道c相连，塔顶冷却器3的冷却水进口 34与冷却水供水管 道f相连，塔顶冷却器3的冷却水出口 33与冷却水的回水管道g相连；分馏塔1的塔底物 料入口 13与塔底加热器4的物料出口 42相连，分馏塔1的塔底物料出口 14分别与塔底加 热器4的物料入口 41和塔底物料管道b相连，塔底加热器4的热源进口 43与供热管道d 相连，塔底加热器4的热源出口 44与供热管道e相连；有机工质蒸发器2的有机工质出口 24与透平机5的入口相连，透平机5的出口与凝汽器8的工质进口 81相连，凝汽器8的工 质出口 82与工质井9的入口相连，工质井9的出口与工质泵10的入口相连，工质泵10的 出口与工质蒸发器2的工质入口 23相连；透平机5通过轴与减速器6和发电机7相连；凝 汽器8的冷却水的入口 83与冷却水的供水管道f相连，凝汽器8的冷却水出口 84与冷却 水的回水管道g相连。
[0012] 本系统的工作流程及其效果
[0013] 塔顶物料经过有机工质蒸发器加热有机工质，有机工质变成压力较高、温度较高 的气态有机工质，温度较高、压力较高的气态工质进入膨胀机推动膨胀机做功发电，做完功 的气态有机工质随后变成温度较低、压力较低的气态工质进入凝汽器。凝汽器中通入温度 较低的冷却水，温度低于经过膨胀机的有机工质的露点温度，有机工质蒸汽和冷却水换热 冷凝后变成液态的有机工质，液态的有机工质经过工质泵输送至塔顶的有机工质蒸发器。
[0014] 该发明可以回收塔顶物料的余热用于发电，避免塔顶物料余热的浪费。提高生产 过程中的一次能源利用效率，降低企业的生产成本。
[0015] 本实施例中的分馏塔、有机工质蒸发器、塔顶冷却器、塔底物料加热器、透平机、减 速器、发电机、凝汽器、工质井、工质泵均为成熟产品，其中：
[0016] 分馏塔，为原生产环节装置
[0017] 有机工质蒸发器，结合塔顶物料的余热量、温度选择确定蒸发器的换热面积，如卧 式壳管式换热器，换热量10MW，换热面积150 m2。
[0018] 塔顶冷却器，为原生产环节装置。
[0019] 塔底物料加热器，为原生产环节装置。
[0020] 透平机，根据工质进入透平机的温度、压力一起进入凝汽器的温度、压力选择，如 选择 SEPG400-500/3000-SS 的透平机。
[0021] 减速器，根据透平机的转速和发电机的要求转速确定速比，根据透平机的传动的 轴功确定减速器的传输功率，如传输功率500kW，速比2. 0。
[0022] 发电机，根据透平机的做功能力选择如选择如选择500kW的发电机。
[0023] 凝汽器，根据冷却水的供水温度，流量以及凝汽的温度及凝汽器的冷却负荷确定 换热面积及换热量，如选择卧式壳管式换热器，换热量为9600kW，换热器面积为270 m2。
[0024] 工质井，根据系统充注的工质量确定其大小。
[0025] 工质泵，根据工质的蒸发量确定，如选择流量263m3/h的工质泵。
【权利要求】
1. 一种利用回收分馏塔塔顶物料余热的发电系统，该系统包括分馏塔、塔顶冷却器、塔 底物料加热器以及阀门和连接管道；其特征在于，还包括有机工质蒸发器、透平机、减速器、 发电机、凝汽器、工质井及工质泵；该系统的连接关系为：分馏塔的常温物料入口与常温物 料管道相连，分馏塔的塔顶出口与有机工质蒸发器的物料入口相连，有机工质蒸发器的物 料出口与塔顶冷却器的物料入口相连，塔顶冷却器的物料出口与塔顶成品物料管道相连， 塔顶冷却器的冷却水进口与冷却水供水管道相连，塔顶冷却器的冷却水出口与冷却水的回 水管道相连；分馏塔的塔底物料入口与塔底加热器的物料出口相连，分馏塔的塔底物料出 口分别与塔底加热器的物料入口和塔底物料管道相连，塔底加热器的热源进口与供热管道 相连，塔底加热器的热源出口与供热管道相连；有机工质蒸发器的有机工质出口与透平机 的入口相连，透平机的出口与凝汽器的工质进口相连，透平机通过轴与减速器和发电机相 连；凝汽器的工质出口与工质井的入口相连，工质井的出口与工质泵的入口相连，工质泵的 出口与工质蒸发器的工质入口相连；凝汽器的冷却水入口与冷却水的供水管道相连，凝汽 器的冷却水出口与冷却水的回水管道相连。
【文档编号】F01K11/02GK104088679SQ201410255713
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】刘军, 李岩, 李黎 申请人:北京中科华誉能源技术发展有限责任公司