内燃机的余热综合利用系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种内燃机的余热综合利用系统，其包括：有机工质泵、第一换热器、膨胀机、第二换热器、发电机、进水管、出水管、冷却水泵、第一截止阀、第一凉水塔、第二截止阀、第一进管、吸收式热泵机组、第一出管、烟气余热换热装置、烟气排放管路、流体循环进管、流体循环出管、第三截止阀、第二进管、第二出管、流体泵。本实用新型专利技术通过烟气余热换热装置、吸收式热泵机组回收内燃机排放的烟气的余热以及内燃机的冷却水的余热用于对有机工质进行加热，使有机工质蒸发为过热带压的气态有机工质驱动膨胀机做功。本实用新型专利技术基于有机工质朗肯循环，全面回收了内燃机的余热能，可提高内燃机的余热综合利用效率和有机工质朗肯循环系统的发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及内燃机余热利用领域，尤其涉及一种内燃机的余热综合利用系统。
技术介绍
内燃机发电机组由于其可小型化、轻便化被广泛应用于工程实际中。但内燃机发电机组的实际发电效率在40%作用，有大量的热以烟气排放和冷却水循环的方式向外界散失。由于单台内燃机模块功率等级较低，现阶段内燃机的余热多用于供热或制冷。也有部分解决办法是将多台内燃机的余热集中起来用以发电。内燃机烟气余热温度较高，若直接用以供热或制冷损失了大量高品质能源，同时在一些场合也无热需求或冷需求。发电可以解决余热能的利用问题，但需要多台内燃机余热共同利用才能解决单台余热量小的问题。随着节能减排技术的发展，现阶段有提出采用有机工质朗肯循环发电的模式来利用单台内燃机余热。有机朗肯循环可以很好地利用烟气余热能发电，但有机工质朗肯循环系统发电效率较低，大部分热量通过有机工质朗肯循环系统的冷凝器散失掉，此部分热量尚无有效的回收利用方式。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本技术的目的在于提供一种内燃机的余热综合利用系统，其能提高内燃机的余热综合利用效率。为了实现上述目的，本技术提供了一种内燃机的余热综合利用系统，其包括:有机工质泵，连通外部的有机工质储液罐；第一换热器，设置在有机工质泵的下游且连通有机工质泵；膨胀机，设置在第一换热器的下游且连通第一换热器；第二换热器，设置在膨胀机的下游且连通膨胀机并连通所述液态有机工质储液罐；发电机，连接膨胀机且连接外部的供电或储能装置；进水管，连通于内燃机的进水口 ；出水管，一端连通于内燃机的出水口，进水口和出水口经由内燃机内的通道连通；冷却水泵，一端连通出水管，将内燃机中的已回收内燃机燃烧放出的热量的冷却水输出进入出水管；第一截止阀，具有进口和出口，进口连通于冷却水泵的另一端；第一凉水塔，设置在第一截止阀的下游并连通第一截止阀的出口，且连通内燃机的进水管；第二截止阀，具有进口和出口，进口连通于第一截止阀的进口且连通于冷却水泵的所述另一端；第一进管，一端连通于第二截止阀的出口 ；吸收式热泵机组，连通于第一进管的另一端；第一出管，一端连通于内燃机的进水管而另一端连通于吸收式热泵机组；烟气余热换热装置，受控连通内燃机且内部收容有流体且具有流体进入口和与第一换热器连通的流体排出口，接收内燃机排放的烟气且烟气余热换热装置内部的流体与接收的烟气进行换热，使所述流体吸收烟气的热量，且使烟气降温；烟气排放管路，连通烟气余热换热装置，接收烟气余热换热装置输出的降温的烟气，且将降温的烟气排出；流体循环进管，一端连通于烟气余热换热装置的流体进入口而另一端连通于第一换热器；流体循环出管，一端连通于烟气余热换热装置的流体排出口而另一端连通于第一换热器；第三截止阀，设置于流体循环进管上，具有进口和出口，进口连通于第一换热器，出口连通于烟气余热换热装置的流体进入口 ；第二进管，一端连通于流体循环进管且连通于第三截止阀的进口，另一端连通于吸收式热泵机组；第二出管，一端连通于吸收式热泵机组而另一端连通于流体循环进管且连通于第三截止阀的出口 ；流体泵，设置于第二出管上，位于吸收式热泵机组的下游。其中:内燃机的出水口、出水管、冷却水泵、第一截止阀的进口、第一截止阀的出口、第一凉水塔、进水管、内燃机的进水口以及内燃机内的通道形成冷却水循环的第一个回路；内燃机的出水口、出水管、冷却水泵、第二截止阀的进口、第二截止阀的出口、第一进管、吸收式热泵机组、第一出管、进水管、内燃机的进水口以及内燃机内的通道形成冷却水循环的第二个回路；有机工质储液罐、有机工质泵、第一换热器、膨胀机以及第二换热器形成有机工质朗肯循环回路；烟气余热换热装置的流体排出口、流体循环出管、第一换热器、第三截止阀、流体循环进管、流体进入口形成流体循环的第一个回路；烟气余热换热装置的流体排出口、流体循环出管、第一换热器、流体循环进管、第二进管、吸收式热泵机组、第二出管、流体泵以及流体进入口形成流体循环的第二个回路；当第一截止阀的进口与第一截止阀的出口连通时，冷却水循环的第一个回路工作，从内燃机的出水口排出的已回收内燃机的热量的冷却水流经内燃机的出水口、出水管、第一截止阀的进口、第一截止阀的出口、第一凉水塔、进水管、内燃机的进水口以及内燃机内的通道，以进行冷却水换热循环，其中，凉水塔接收冷却水泵输出的已回收内燃机燃烧放出的热量的冷却水并使该冷却水与外界通入到第一凉水塔内的空气进行换热，已回收内燃机燃烧放出的热量的冷却水放热而降温；当第三截止阀的进口与第三截止阀的出口连通时，流体循环的第一个回路、有机工质朗肯循环回路工作，烟气余热换热装置中的吸收烟气的热量的流体经由流体排出口和流体循环出管进入第一换热器，有机工质泵将有机工质储液罐中的液态有机工质输出，有机工质泵输出的液态有机工质进入第一换热器，进入第一换热器的吸收烟气的热量的流体与液态有机工质进行换热，液态有机工质吸收流体的热量并蒸发为过热带压的气态有机工质，而流体放热降温，降温的流体经由第三截止阀以及烟气余热换热装置的流体进入口进入烟气余热换热装置内，过热带压的气态有机工质进入膨胀机并驱动膨胀机做功，膨胀机做功并带动与膨胀机连接的发电机发电，发电机向外部的供电或储能装置提供所发出的电，做功后的乏气从膨胀机排出并进入第二换热器，在第二换热器，乏气通过热交换而冷却成液态有机工质、之后液态有机工质回收到有机工质储液罐；当第二截止阀的进口与第二截止阀的出口连通、第三截止阀的进口与第三截止阀的出口关闭时，冷却水循环的第二个回路、有机工质朗肯循环回路以及流体循环的第二个回路工作，从内燃机的出水口排出的已回收内燃机的热量的冷却水流经出水管、第二截止阀的进口、第二截止阀的出口、第一进管而进入吸收式热泵机组，烟气余热换热装置中的吸收烟气的热量的流体经由流体排出口和流体循环出管进入第一换热器，有机工质泵将有机工质储液罐中的液态有机工质输出，有机工质泵输出的液态有机工质进入第一换热器，在第一换热器中，吸收烟气的热量的流体与液态有机工质进行换热，液态有机工质吸收流体的热量并蒸发为过热带压的气态有机工质，而流体放热降温，降温的流体经由流体循环进管和第二进管进入吸收式热泵机组、在吸收式热泵机组中，进入吸收式热泵机组中的已回收内燃机的热量的冷却水在吸收式热泵机组中放热降温，经由流体循环进管和第二进管进入吸收式热泵机组中的降温的流体在吸收式热泵机组中吸热升温，吸热升温的流体经由第二出管、流体泵、流体循环进管以及烟气余热换热装置的流体进入口进入烟气余热换热装置内，过热带压的气态有机工质进入膨胀机并驱动膨胀机做功，膨胀机做功并带动与膨胀机连接的发电机发电，发电机向外部的供电或储能装置提供所发出的电，做功后的乏气从膨胀机排出并进入第二换热器，在第二换热器，乏气通过热交换而冷却成液态有机工质、之后液态有机工质回收到有机工质储液罐。本技术的有益效果如下:本技术的内燃机的余热综合利用系统通过烟气余热换热装置、吸收式热泵机组回收内燃机排放的烟气的余热以及内燃机的冷却水的余热用于对有机工质进行加热，使有机工质蒸发为过热带压的气态有机工质驱动膨胀机做功。本技术基于有机工质朗肯循环，全面回收利用了内燃机的余热能，可提高内燃机的余热综合利用效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的余热综合利用系统，其特征在于，包括：有机工质泵(10)，连通外部的有机工质储液罐；第一换热器(11)，设置在有机工质泵(10)的下游且连通有机工质泵(10)；膨胀机(12)，设置在第一换热器(11)的下游且连通第一换热器(11)；第二换热器(13)，设置在膨胀机(12)的下游且连通膨胀机(12)并连通所述液态有机工质储液罐；发电机(14)，连接膨胀机(12)且连接外部的供电或储能装置；进水管(15)，连通于内燃机(43)的进水口(431)；出水管(16)，一端连通于内燃机(43)的出水口(432)，进水口(431)和出水口(432)经由内燃机(43)内的通道连通；冷却水泵(17)，一端连通出水管(16)，将内燃机(43)中的已回收内燃机(43)燃烧放出的热量的冷却水输出进入出水管(16)；第一截止阀(18A)，具有进口(181A)和出口(182A)，进口(181)连通于冷却水泵(17)的另一端；第一凉水塔(19)，设置在第一截止阀(18A)的下游并连通第一截止阀(18A)的出口(182A)，且连通内燃机(43)的进水管(15)；第二截止阀(18B)，具有进口(181B)和出口(182B)，进口(181B)连通于第一截止阀(18A)的进口(181A)且连通于冷却水泵(17)的所述另一端；第一进管(20)，一端连通于第二截止阀(18B)的出口(182B)；吸收式热泵机组(21)，连通于第一进管(20)的另一端；第一出管(22)，一端连通于内燃机(43)的进水管(15)而另一端连通于吸收式热泵机组(21)；烟气余热换热装置(23)，受控连通内燃机(43)且内部收容有流体且具有流体进入口(231)和与第一换热器(11)连通的流体排出口(232)，接收内燃机(43)排放的烟气且烟气余热换热装置(23)内部的流体与接收的烟气进行换热，使所述流体吸收烟气的热量，且使烟气降温；烟气排放管路(24)，连通烟气余热换热装置(23)，接收烟气余热换热装置(23)输出的降温的烟气，且将降温的烟气排出；流体循环进管(25)，一端连通于烟气余热换热装置(23)的流体进入口(231)而另一端连通于第一换热器(11)；流体循环出管(26)，一端连通于烟气余热换热装置(23)的流体排出口(232)而另一端连通于第一换热器(11)；第三截止阀(27)，设置于流体循环进管(25)上，具有进口(271)和出口(272)，进口(271)连通于第一换热器(11)，出口(272)连通于烟气余热换热装置(23)的流体进入口(231)；第二进管(28)，一端连通于流体循环进管(25)且连通于第三截止阀(27)的进口(271)，另一端连通于吸收式热泵机组(21)；第二出管(29)，一端连通于吸收式热泵机组(21)而另一端连通于流体循环进管(25)且连通于第三截止阀(27)的出口(272)；流体泵(30)，设置于第二出管(29)上，位于吸收式热泵机组(21)的下游；其中：内燃机(43)的出水口(432)、出水管(16)、冷却水泵(17)、第一截止阀(18A)的进口(181A)、第一截止阀(18A)的出口(182A)、第一凉水塔(19)、进水管(15)、内燃机(43)的进水口(431)以及内燃机(43)内的通道形成冷却水循环的第一个回路；内燃机(43)的出水口(432)、出水管(16)、冷却水泵(17)、第二截止阀(18B)的进口(181B)、第二截止阀(18)的出口(182B)、第一进管(20)、吸收式热泵机组(21)、第一出管(22)、进水管(15)、内燃机(43)的进水口(431)以及内燃机(43)内的通道形成冷却水循环的第二个回路；有机工质储液罐、有机工质泵(10)、第一换热器(11)、膨胀机(12)以及第二换热器(13)形成有机工质朗肯循环回路；烟气余热换热装置(23)的流体排出口(232)、流体循环出管(26)、第一换热器(11)、第三截止阀(27)、流体循环进管(25)、流体进入口(231)形成流体循环的第一个回路；烟气余热换热装置(23)的流体排出口(232)、流体循环出管(26)、第一换热器(11)、流体循环进管(25)、第二进管(28)、吸收式热泵机组(21)、第二出管(29)、流体泵(30)以及流体进入口(231)形成流体循环的第二个回路；当第一截止阀(18A)的进口(181A)与第一截止阀(18A)的出口(182A)连通时，冷却水循环的第一个回路工作，从内燃机(43)的出水口(432)排出的已回收内燃机(43)的热量的冷却水流经内燃机(43)的出水口(432)、出水管(16)、第一截止阀(18A)的进口(181A)、第一截止阀(18A)的出口(182A)、第一凉水塔(19)、进水管(15)、内燃机(43)的进水口(431)以及内燃机(43)内的通...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志勇，刘国利，张明柱，
申请(专利权)人：中能绿科北京技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11