一种烟气余热利用的复合循环装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烟气余热利用的复合循环装置，包括燃煤发电机组的烟气系统、有机工质动力子系统循环和吸收式制冷子系统循环。通过燃煤发电机组的烟气系统产生的烟气余热来驱动有机工质动力子系统循环和吸收式制冷子系统循环所组成的复合循环系统，一方面增加了系统对外供电量，另一方面制取了冷量。所制取冷量可用于冷却凝汽器入口循环水，降低循环水入口温度，从而可提升凝汽器换热效果，改善煤电机组运行背压，有效利用了低品位热能，提升了能量利用率，产生很好的经济效益和环境效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气余热利用的复合循环装置及方法


[0001]本专利技术属于烟气余热利用
，具体涉及一种烟气余热利用的复合循环装置及方法。

技术介绍

[0002]烟气余热广泛存在于冶金、化工、电力等行业，其总量占到了工业余热资源的一半以上，并且其中大部分为中低温余热。如果能够有效利用这部分余热资源，不仅能大大提高燃料经济性，同时也能有效减少CO2、NO
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等有毒有害物质的排放，产生很好的经济和环境效益。大型火电厂煤粉锅炉的排烟温度一般在120～130℃之间，其携带的热量约占锅炉输入热量的3％～8％。若将这部分热量直接排放，则会导致机组运行经济性下降，煤耗升高。根据研究，锅炉排烟温度每下降10℃，锅炉热效率可提高约1％。因此，锅炉排烟蕴藏着巨大的余热资源，有必要对这部分余热进行合理应用以实现火电机组的节能降耗。
[0003]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。有机朗肯循环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。但在现有技术中如何利用有机朗肯循环技术与煤电机组相结合来有效利用煤电机组中产生的中低温余热，一直是亟待解决的技术难点。

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难点，提供一种烟气余热利用的复合循环装置及方法，将有机朗肯循环与煤电机组相结合，达到有效利用机组中低温余热，提升机组能量利用效率的目的。
[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]一种烟气余热利用的复合循环装置，包括烟气系统、有机工质动力子系统和吸收式制冷子系统，烟气系统包括锅炉、空预器、二级烟气换热器、除尘器、引风机、增压风机、一级烟气换热器和烟囱，所述锅炉的烟气出口依次连接空预器、二级烟气换热器、除尘器、引风机、增压风机和一级烟气换热器，一级烟气换热器的烟气输出端连接烟囱；
[0007]所述有机工质动力子系统包括冷凝器、工质泵、一级烟气换热器、二级烟气换热器、工质透平、发生器和溶液热交换器，所述冷凝器有机工质输出端的一端依次连接工质泵、一级烟气换热器和二级烟气换热器，二级烟气换热器的有机工质输出端依次连接有工质透平和发生器，发生器的有机工质输出端连接溶液热交换器的有机工质输入端，溶液热交换器有机工质输出端连接冷凝器；
[0008]所述吸收式制冷子系统包括冷凝器、第二节流阀、蒸发器、压缩机、吸收器、溶液泵和溶液热交换器，所述冷凝器有机工质输出端的另一端依次连接第二节流阀、蒸发器、压缩机和吸收器，吸收器的溶液输出端连接溶液泵，溶液泵的输出端与溶液热交换器的溶液输入端的一端相连，溶液热交换器的溶液输出端的一端连接发生器的溶液输入端，发生器的
溶液输出端连接溶液热交换器的溶液输入端的另一端，溶液热交换器的溶液输出端的另一端连接第一节流阀，第一节流阀的输出端连接吸收器。
[0009]优选地，该复合循环装置还包括汽轮机和凝汽器，锅炉的蒸汽口与汽轮机输入端相连，汽轮机输出端连接凝汽器，凝汽器输出端连接机组凝结水系统。
[0010]优选地，凝汽器循环水进口处设置有第三阀门。
[0011]优选地，循环水源与蒸发器循环水进口相连，蒸发器循环水出口与凝汽器循环水入口相连。
[0012]优选地，所述循环水源与蒸发器循环水进口之间设置有第二阀门，蒸发器循环水出口与凝汽器循环水入口之间设置有第一阀门。
[0013]优选地，第一阀门输出端通过管道与第三阀门的输出端相连接，第二阀门的输入端通过管道与第三阀门的输入端相连接。
[0014]优选地，一种利用该装置的烟气余热利用的复合循环方法，包括以下步骤：
[0015]步骤一：将锅炉产生的烟气通过锅炉烟气口排出，依次流经空预器、二级烟气换热器、除尘器、引风机、增压风机、一级烟气换热器，最后经由烟囱排出；
[0016]步骤二：将有机工质置于冷凝器中，一部分有机工质经冷凝器工质输出端的一端进入工质泵，经工质泵升压后依次进入一级烟气换热器、二级烟气换热器吸收步骤一产生的烟气热量进行换热，换热后的有机工质变为有机工质蒸汽进入工质透平中膨胀做功，工质透平乏汽依次进入发生器、溶液热交换器中放热，最后再进入冷凝器中冷凝，完成有机工质动力子系统循环；
[0017]步骤三：将吸收溶液加入吸收器中，让步骤二中另一部分有机工质经冷凝器工质输出端的另一端进入第二节流阀节流后进入蒸发器，又进入压缩机中被压缩，压缩后的有机工质进入吸收器中，被吸收器中的吸收溶液所吸收，吸收了有机工质的吸收溶液经吸收器出口进入溶液泵升压后，进入溶液热交换器中，吸收了有机工质的吸收溶液与从发生器来的浓溶液和有机工质蒸汽进行换热初步升温，升温后的吸收了有机工质的吸收溶液进入发生器中吸收工质透平乏汽余热进一步升温，使有机工质析出而转变为浓溶液，浓溶液返回溶液热交换器放热之后经第一节流阀节流后返回吸收器，所析出工质蒸汽进入溶液热交换器初步放热，再进入冷凝器中放热冷凝，完成吸收式制冷子系统循环。
[0018]优选地，所述有机工质为R1234ze或R1234yf。
[0019]优选地，吸收溶液为离子液体。
[0020]优选地，离子液体为[HMIM][Tf2N]。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术通过煤电机组的烟气系统与有机工质动力子系统以及吸收式制冷子系统循环的相互配合，来利用煤电机组烟气余热加热有机工质，驱动复合循环系统，实现烟气余热的有效梯级利用。
[0023]并通过烟气余热驱动有机工质动力子系统循环和吸收式制冷子系统循环所组成的复合循环系统，一方面增加了系统对外供电量，另一方面制取了冷量。将冷量用于冷却凝汽器入口循环水，降低循环水入口温度，从而可提升凝汽器换热效果，改善煤电机组运行背压。
附图说明
[0024]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。
[0025]图1为本专利技术的烟气余热利用的复合循环装置图。
[0026]其中：1
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锅炉，2
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汽轮机，3
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凝汽器，4
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空预器，5
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二级烟气换热器，6
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除尘器，7
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引风机，8
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增压风机，9
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一级烟气换热器，10
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烟囱，11
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工质透平，12
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发生器，13
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溶液热交换器，14
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冷凝器，15
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工质泵，16本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气余热利用的复合循环装置，其特征在于，包括烟气系统、有机工质动力子系统和吸收式制冷子系统，烟气系统包括锅炉(1)、空预器(4)、二级烟气换热器(5)、除尘器(6)、引风机(7)、增压风机(8)、一级烟气换热器(9)和烟囱(10)，所述锅炉(1)的烟气出口依次连接空预器(4)、二级烟气换热器(5)、除尘器(6)、引风机(7)、增压风机(8)和一级烟气换热器(9)，一级烟气换热器(9)的烟气输出端连接烟囱(10)；所述有机工质动力子系统包括冷凝器(14)、工质泵(15)、一级烟气换热器(9)、二级烟气换热器(5)、工质透平(11)、发生器(12)和溶液热交换器(13)，所述冷凝器(14)有机工质输出端的一端依次连接工质泵(15)、一级烟气换热器(9)和二级烟气换热器(5)，二级烟气换热器(5)的有机工质输出端依次连接有工质透平(11)和发生器(12)，发生器(12)的有机工质输出端连接溶液热交换器(13)的有机工质输入端，溶液热交换器(13)有机工质输出端连接冷凝器(14)；所述吸收式制冷子系统包括冷凝器(14)、第二节流阀(21)、蒸发器(17)、压缩机(20)、吸收器(16)、溶液泵(18)和溶液热交换器(13)，所述冷凝器(14)有机工质输出端的另一端依次连接第二节流阀(21)、蒸发器(17)、压缩机(20)和吸收器(16)，吸收器(16)的溶液输出端连接溶液泵(18)，溶液泵(18)的输出端与溶液热交换器(13)的溶液输入端的一端相连，溶液热交换器(13)的溶液输出端的一端连接发生器(12)的溶液输入端，发生器(12)的溶液输出端连接溶液热交换器(13)的溶液输入端的另一端，溶液热交换器(13)的溶液输出端的另一端连接第一节流阀(19)，第一节流阀(19)的输出端连接吸收器(16)。2.根据权利要求1所述的烟气余热利用的复合循环装置，其特征在于，还包括汽轮机(2)和凝汽器(3)，锅炉(1)的蒸汽口与汽轮机(2)输入端相连，汽轮机(2)输出端连接凝汽器(3)，凝汽器(3)输出端连接机组凝结水系统。3.根据权利要求2所述的烟气余热利用的复合循环装置，其特征在于，凝汽器(3)循环水进口处设置有第三阀门(24)。4.根据权利要求3所述的烟气余热利用的复合循环装置，其特征在于，循环水源与蒸发器(17)循环水进口相连，蒸发器(17)循环水出口与凝汽器(3)循环水入口相连。5.根据权利要求4所述的烟气余热利用的复合循环装置，其特征在于，所述循环水源与蒸发器(17)循...

【专利技术属性】
技术研发人员：王妍，马汀山，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：