一种余热回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种余热回收系统及方法，涉及热能回收领域，包括余热蒸汽发生器、余热再回收装置以及发电系统，余热再回收装置与余热蒸汽发生器连接，发电系统分别与余热蒸汽发生器和余热再回收装置连接。本发明专利技术解决了现有技术中不能够对柴油机尾气余热最大程度地回收再利用和吸收式热泵对汽轮机废气热量不能充分回收利用的问题。本发明专利技术具有节能环保，成本低廉，且运行过程安全高效的特点。

A waste heat recovery system and method

【技术实现步骤摘要】
一种余热回收系统及方法
本专利技术涉及热能回收领域，具体地说，涉及一种余热回收系统及方法。
技术介绍
目前，柴油机做功后排出的尾气，仍具有比较高的温度，一般在540℃左右。参考公开的研究成果，柴油机输出的机械功约占柴油燃烧热能的45％左右，排放的尾气热能占有柴油燃烧热能的40％左右，其余为传动摩擦功耗以及缸体发热。高温尾气可以烧红排气管，可见其热能之高。国内外的研究成果显示，有效利用尾气的热能，可以提高柴油机组的热效率达10％左右。由此可见，如何能够最大程度的实现尾气热能的回收再利用已经成为节能环保这项工作中必不可少的一个重要环节。而且，现有柴油机的高温尾气热量在经过发电系统的利用之后，由汽轮机排出的废气温度仍然达到100℃以上，通常这部分的废气余热会占到蒸汽发生器输出蒸汽热能的一半左右，因此有必要对这部分的热量进一步回收利用。了解到在现有技术中，往往采用吸收式热泵来对此部分的热量进行回收利用，吸收式热泵包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和热交换器等主要部件，以高温热源为驱动热源，溴化锂溶液为吸收剂，水为制冷剂，回收利用低温热源的热能，制取所需要的工艺或采暖用高温热媒，实现从低温向高温输送热能。但是，现有的吸收式热泵在回收来自汽轮机排出的废气热量时，仍然存在有吸收不够彻底，对其利用不够充分的弊端。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种余热回收系统及方法，该余热回收系统及方法在将柴油机尾气余热进行多级回收再利用的同时，还能将汽轮机排放的高温热气也进行回收再利用。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种余热回收系统，包括余热蒸汽发生器、余热再回收装置以及发电系统，余热再回收装置与余热蒸汽发生器连接；发电系统分别与余热蒸汽发生器和余热再回收装置连接。优选地，余热再回收装置包括一级热回收装置，一级热回收装置分别连接发电系统和余热蒸汽发生器；二级热回收装置，分别连接一级热回收装置和余热蒸汽发生器。优选地，二级热回收装置为第二冷凝器，第二冷凝器分别连接一级热回收装置和余热蒸汽发生器。优选地，一级热回收装置包括发生器，分别连接第二冷凝器和发电系统；第一冷凝器，其内贯穿设有第一次级换热管；蒸发器，其内贯穿设有第二次级换热管；以及吸收器，其内贯穿设有第三次级换热管；发生器通过第一冷凝器和蒸发器与吸收器贯通，吸收器反馈给发生器，发生器与吸收器连接。优选地，第二冷凝器与第二次级换热管相贯通；余热再回收装置还包括贯穿蒸发器，并与第二冷凝器相贯通的连接管；在蒸发器内，连接管与第二次级换热管相贯通；第一次级换热管与第三次级换热管相贯通。优选地，余热蒸汽发生器包括烟道；导热管，其一端位于烟道内；汽包，连接导热管的另一端；汽包分别接入余热再回收装置和发电系统。优选地，导热管包括一级导热管，其一端位于烟道内，且靠近烟道入口；二级导热管，其一端位于烟道内，且按照烟气流向，二级导热管位于一级导热管后方；汽包包括一级汽包，连接一级导热管的另一端，一级汽包连接发电系统；二级汽包，连接二级导热管的另一端，二级汽包连接余热再回收装置；一级汽包和二级汽包连接。优选地，余热蒸汽发生器还包括水冷壁，环绕烟道内壁设置，水冷壁的出口和入口均接入二级汽包中；水冷吸收装置，设置在烟道的出口端，水冷吸收装置的入口和出口均接入余热再回收装置中；除尘系统，除尘系统设置在烟道内。优选地，发电系统包括汽轮机，分别与余热蒸汽发生器和余热再回收装置相连；发电机；逆变并网系统；逆变并网系统通过发电机与汽轮机相连。本专利技术还提供了一种余热回收的方法，包括1)一级热回收：高温烟气流经存储有工质的一级导热管时，烟气中的热量通过一级导热管的管壁传递给工质，工质吸热后气化，气化的工质携带热量从一级导热管底部运动至顶部。一级导热管顶部处于低温环境中，气化后的工质通过一级导热管顶部管壁将热量传递给低温环境，之后工质液化，依靠自身重力回落至一级导热管底部，完成一级热传递循环；2)二级热回收：经过一级放热后的烟气流经存储有工质的二级导热管，发生与步骤相同的热传递过程，完成烟气的二级热回收；3)三级热回收：经过两级热回收后的烟气流经水冷吸收装置，烟气中的热量通过水冷吸收装置的壳体传递至冷水中，水温上升，完成三级热回收，所得热水留用。优选地，一级热回收中的低温环境为一级汽包；二级热回收中的低温环境为二级汽包；工质为冷凝剂。优选地，方法还包括回收热量的利用，即一级、二级热回收得到的水蒸气传输至发电系统作为发电的动力来源。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过余热蒸汽发生器、余热回收系统及方法以及发电系统之间相互连接形成的余热回收系统不仅能够对柴油机尾气的余热进行多级回收利用，还能对发电系统中从汽轮机排出的废气余热也进行回收再利用，节能减排的同时也做到了绿色环保。(2)具体地，本专利技术通过在烟道内设置一级导热管、二级导热管，以及水冷吸收装置的方式来实现对柴油机尾气热能的多级回收，达到减少柴油机尾气热能浪费的目的。(3)本专利技术通过在烟道内壁环绕设置水冷壁来进一步实现对柴油机尾气热能的回收，同时水冷壁还能够保护烟道侧壁不受高温尾气炙烤，使得在减少尾气热能浪费的同时也延长了烟道的使用寿命。(4)本专利技术通过在余热再回收装置上增设第二冷凝器来实现对汽轮机废气余热的二次回收利用，改进了原有吸收式热泵不能对此部分余热充分回收利用的弊端，本专利技术具有节能环保的特点。(5)本专利技术通过将第二冷凝器和水冷吸收装置与第二次级换热管相贯通，来对第二冷凝器和烟道中排出的热量进行回收再利用，与此同时，也使得蒸发器可以直接从第二冷凝器和烟道排出的废气中获取热量，改进了现有蒸发器依赖外界获取热量的弊端。(6)在蒸发器内，采用连接管和第二次级换热管贯通的方式来实现对第二次级换热管内热水的二次降温，使得从第二次级换热管中排放的换热水可以重新被利用，例如用于制冷等。与此同时，连接管和第二次级换热管的连接设在蒸发器内，也使得整个系统中管道之间的连接更加规整有序。(7)本专利技术中汽轮机与汽包相连，使得余热蒸汽发生器中收集的热量能够用于电力输出，大大减少了柴油机尾气余热的浪费。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术实施例2的结构示意图；图3为本专利技术实施例3的结构示意图；图4为本专利技术实施例4的结构示意图；图5为本专利技术实施例1中余热蒸汽发生器的放大图；图6为本专利技术实施例2、3和4中余热蒸汽发生器的放大图；图7为本专利技术实施例3和4中余热再回收装置的放大图；图8为本专利技术实施例4中发电系统的放大图。其中，1-余热蒸汽发生器、2-余热再回收装置、3-发电系统、11-导热管、12-汽包、13-水冷吸收装置、14-烟道、21-一级热回收装置、22-二级热回收装置、31-汽轮机、32-发电机、33-逆变并网系统、111-一级导热管、112-二级导热管、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种余热回收系统，其特征在于，包括余热蒸汽发生器(1)；余热再回收装置(2)，与所述余热蒸汽发生器(1)连接；发电系统(3)，分别与所述余热蒸汽发生器(1)和所述余热再回收装置(2)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种余热回收系统，其特征在于，包括余热蒸汽发生器(1)；余热再回收装置(2)，与所述余热蒸汽发生器(1)连接；发电系统(3)，分别与所述余热蒸汽发生器(1)和所述余热再回收装置(2)连接。


2.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述余热再回收装置(2)包括一级热回收装置(21)，分别连接所述发电系统(3)和所述余热蒸汽发生器(1)；二级热回收装置(22)，分别连接所述一级热回收装置(21)和所述余热蒸汽发生器(1)。


3.如权利要求2所述的余热回收系统，其特征在于，所述二级热回收装置(22)为第二冷凝器(221)，分别连接所述一级热回收装置(21)和所述余热蒸汽发生器(1)。


4.如权利要求3所述的余热回收系统，其特征在于，所述一级热回收装置(21)包括发生器(211)，分别连接所述第二冷凝器(221)和所述发电系统(3)；第一冷凝器(212)，其内贯穿设有第一次级换热管(2121)；蒸发器(213)，其内贯穿设有第二次级换热管(2131)；吸收器(214)，其内贯穿设有第三次级换热管(2141)；所述发生器(211)通过所述第一冷凝器(212)和所述蒸发器(213)与所述吸收器(214)贯通，所述吸收器(214)反馈给所述发生器(211)，所述发生器(211)与所述吸收器(214)连接。


5.如权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，所述第二冷凝器(221)与所述第二次级换热管(2131)相贯通；所述余热再回收装置(2)还包括贯穿所述蒸发器(213)，并与所述第二冷凝器(221)相贯通的连接管(2132)；在所述蒸发器(213)内，所述连接管(2132)与所述第二次级换热管(2131)相贯通；所述第一次级换热管(121)与所述第三次级换热管(141)相贯通。


6.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述余热蒸汽发生器(1)包括烟道(14)；导热管(11)，其一端位于所述烟道(14)内；汽包(12)，连接所述导热管(11)的另一端；所述汽包(12)分别接入所述余热再回收装置(2)和所述发电系统(3)。


7.如权利要求6所述的余热回收系统，其特征在于，所述导热管(11)包括一级导热管(111)，其一端位于所述烟道(14)内，且靠近烟道(14)入口；二级导热管(112)，其一端位于所述烟道(14)内，且按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚王永，
申请(专利权)人：西安海昇科工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61