一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法，包括汽轮机组、空冷岛、动力循环单元、制冷单元，利用空冷机组部分排汽驱动动力循环及制冷循环，实现汽轮机排汽余热的有效梯级利用，增加了系统对外供电量，提升系统整体能量利用效率，同时，基于排汽热量梯级利用及制冷循环所制取冷量，实现了部分排汽的直接冷凝，减少进入空冷岛的蒸汽量，极大地改善了夏季空冷岛换热效果，提升机组运行效率及安全性，解决了空冷机组夏季运行背压较高，影响机组运行效率的问题。机组运行效率的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法


[0001]本专利技术属于低温余热利用
，涉及一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法。

技术介绍

[0002]在低温余热利用技术中，有机朗肯循环(ORC)技术由于具有结构简单、稳定性强、发电效率高和较低的密封需求等优点而受到青睐。ORC系统是采用卤代烃或碳氢化合物等低沸点有机物作为工质的朗肯循环，可以有效利用多种低品位热能，在低温余热利用领域有着广阔的应用前景。
[0003]在部分地区，由于水资源相对匮乏，燃煤机组通常采用空冷方式对机组排汽或循环水进行冷却。由于其冷却系统为闭式循环，耗水量几乎为零，因此极大地降低了燃煤发电厂对于水资源的消耗。但同时，却带来机组设计及运行背压较高的问题，导致机组排汽乏热损失巨大，影响了机组的运行效率。特别是在夏季运行工况，直接空冷机组运行背压甚至可达35～40kPa。背压高一方面降低了机组的运行效率，另一方面也给机组的安全运行带了较大隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种直接空冷机组余热梯级利用系统及方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种直接空冷机组余热梯级利用系统，包括汽轮机组、冷凝单元、凝结水箱、第一蒸发器、透平、换热单元、冷凝器、第二蒸发器和吸收器；
[0007]所述汽轮机组的排汽分两路，一路进入冷凝单元冷却凝结后进入凝结水箱，另一路进入第一蒸发器与工质换热，换热后的蒸汽进入换热单元再次换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器冷却后进入凝结水箱，工质吸热产生的热蒸汽进入透平做功，所述透平产生的工质乏汽进入换热单元换热后进入冷凝器中冷凝；
[0008]所述冷凝器中产生的冷凝工质分为两路，一路回到第一蒸发器，另一路进入第二蒸发器换热，产生的工质蒸汽进入吸收器，所述吸收器中的溶液吸收工质蒸汽后进入换热单元换热；
[0009]换热单元中换热后的溶液回到吸收器，换热析出的工质蒸汽进入冷凝器。
[0010]本专利技术的进一步改进在于：
[0011]所述换热单元包括发生器和溶液换热器；
[0012]所述第一蒸发器的蒸汽进入发生器内换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器；
[0013]所述透平产生的工质乏汽依次进入发生器和溶液热交换器中换热后进入凝汽器；
[0014]所述吸收器中的溶液依次进入所述溶液热交换器和发生器中进行换热，换热后的溶液通过溶液热交换器再回到吸收器，溶液换热析出的工质蒸汽进入冷凝器。
[0015]所述冷凝器的冷凝工质出口与第一蒸发器工质入口之间设置有工质泵。
[0016]所述冷凝器的冷凝工质出口与第二发生器的冷凝工质入口之间设置第一节流阀。
[0017]所述第二发生器的工质蒸汽出口与吸收器的工质蒸汽入口之间设置压缩机。
[0018]所述吸收器的溶液出口与溶液换热器的溶液入口之间设置溶液泵。
[0019]所述溶液换热器的溶液出口与吸收器的溶液入口之间设置有第二节流阀。
[0020]所述冷凝单元包括空冷岛，所述空冷岛的蒸汽入口连接汽轮机组的蒸汽出口，空冷岛的凝水出口连接凝水箱的入口。
[0021]一种直接空冷机组余热梯级利用方法，包括以下步骤：
[0022]所述汽轮机组的排汽分为两路，一路进入冷凝单元冷却凝结，产生的冷凝水进入凝结水箱；
[0023]另一路蒸汽进入第一蒸发器与第一蒸发器内部的工质换热；
[0024]所述第一蒸发器中，换热后的蒸汽进入发生器再次降温成为冷凝水，然后进入第二蒸发器中进一步冷却后进入凝结水箱；工质吸热产生热蒸汽，所述热蒸汽进入透平做功带动发动机发电，所述透平产生的工质乏汽依次进入发生器和溶液热交换器中放热；放热之后再进入冷凝器中冷凝，冷凝器中一部分冷凝工质返回第一蒸发器，实现动力循环；
[0025]所述冷凝器中的另一部分冷凝工质进入第二蒸发器中，与第二蒸发器中的冷凝水换热，冷凝工质吸热成为工质蒸汽并进入吸收器，被吸收器中的吸收剂溶液吸收，吸收剂溶液依次进入溶液热交换器和发生器中吸热，换热后的溶液再次回到溶液热交换器放热后回到吸收器，溶液换热析出的工质蒸汽进入冷凝器中放热冷凝，产生的冷凝工质再回到第二蒸发器，实现制冷循环。
[0026]进一步的，所述工质采用R1234ze或R1234yf；
[0027]所述吸收剂溶液采用离子液体[HMIM][Tf2N]。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术公开了一种直接空冷机组余热梯级利用系统，包括汽轮机组、冷凝单元、凝结水箱、第一蒸发器、换热单元、冷凝器、第二蒸发器、吸收器和透平；汽轮机组的排汽分两路，一路进入冷凝单元冷却凝结后产生冷凝水进入凝结水箱，另一路进入第一蒸发器与工质换热，换热后的蒸汽进入换热单元再次换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器中继续冷却，之后进入凝结水箱，工质在第一蒸发器中吸热产生热蒸汽进入透平做功，透平产生的工质乏汽进入换热单元；换热单元出口的工质蒸汽进入冷凝器中冷凝，冷凝器中产生的冷凝工质分为两路，一路回到第一蒸发器，完成动力循环。冷凝器中产生冷凝工质的另一路进入第二蒸发器，第二蒸发器产生的凝结水进入凝结水箱，产生的工质蒸汽进入吸收器，吸收器中的溶液吸收工质蒸汽后进入换热单元换热，换热后的溶液回到吸收器，溶液换热析出的工质蒸汽进入冷凝器，实现制冷循环，该系统利用汽轮机排汽余热驱动复合循环系统，实现汽轮机排汽余热的有效梯级利用，提升系统整体能量利用效率，汽轮机排汽驱动动力循环，增加了系统对外供电量，提升系统供电能力；同时减少了进入冷凝单元的蒸汽量，使冷凝单元热负荷减少，可改善冷凝单元的换热效果，改善空冷机组背压。
附图说明
[0030]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1为本专利技术的为本专利技术的系统示意图。
[0032]其中：1
‑
汽轮机组，2
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空冷岛，3
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凝结水箱，4
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第一蒸发器，5
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透平，6
‑
发生器，7
‑
溶液热交换器，8
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冷凝器，9
‑
工质泵，10
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第一节流阀，11
‑
第二蒸发器，12
‑
压缩机，13
‑
吸收器，14
‑
溶液泵，15
‑
第二节流阀。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接空冷机组余热梯级利用系统，其特征在于，包括汽轮机组(1)、冷凝单元、凝结水箱(3)、第一蒸发器(4)、透平(5)、换热单元、冷凝器(8)、第二蒸发器(11)和吸收器(13)；所述汽轮机组(1)的排汽分两路，一路进入冷凝单元冷却凝结后进入凝结水箱(3)，另一路进入第一蒸发器(4)与工质换热，换热后的蒸汽进入换热单元再次换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器(11)冷却后进入凝结水箱(3)，工质吸热产生的热蒸汽进入透平(5)做功，所述透平(5)产生的工质乏汽进入换热单元换热后进入冷凝器(8)中冷凝；所述冷凝器(8)中产生的冷凝工质分为两路，一路回到第一蒸发器(4)，另一路进入第二蒸发器(11)换热，产生的工质蒸汽进入吸收器(13)，所述吸收器(13)中的溶液吸收工质蒸汽后进入换热单元换热；换热单元中换热后的溶液回到吸收器(13)，换热析出的工质蒸汽进入冷凝器(8)。2.根据权利要求1所述的一种直接空冷机组余热梯级利用系统，其特征在于，所述换热单元包括发生器(6)和溶液换热器(7)；所述第一蒸发器(4)的蒸汽进入发生器(6)内换热，产生的冷凝水进入第二蒸发器(11)；所述透平(5)产生的工质乏汽依次进入发生器(6)和溶液热交换器(7)中换热后进入凝汽器(8)；所述吸收器(13)中的溶液依次进入所述溶液热交换器(7)和发生器(6)中进行换热，换热后的溶液通过溶液热交换器(7)再回到吸收器(13)，溶液换热析出的工质蒸汽进入冷凝器(8)。3.根据权利要求2所述的一种直接空冷机组余热梯级利用系统，其特征在于，所述冷凝器(8)的冷凝工质出口与第一蒸发器(4)工质入口之间设置有工质泵(9)。4.根据权利要求2所述的一种直接空冷机组余热梯级利用系统，其特征在于，所述冷凝器(8)的冷凝工质出口与第二发生器(11)的冷凝工质入口之间设置第一节流阀(10)。5.根据权利要求2所述的一种直接空冷机组余热梯级利用系统，其特征在于，所述第二发生器(11)的工质蒸汽出口与吸收器(13)的工质蒸汽入口之间设置压缩机(12)。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：马汀山，王妍，吕凯，居文平，许朋江，张建元，石慧，薛朝囡，邓佳，王春燕，万小艳，温婷，
申请(专利权)人：西安西热节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：