一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统技术方案

本实用新型专利技术涉及余热利用技术领域，尤其涉及一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，包括：ORC发电系统和冷却塔；所述ORC发电系统包括依次连接的过热器、蒸发器和膨胀机，所述过热器与燃气内燃发电机的冷却水出口通过第一管路连接，所述蒸发器与燃气内燃发电机的冷却水入口通过第二管路连接，冷却水从燃气内燃发电机出口出来进入过热器，从过热器出来进入蒸发器，从蒸发器出来进入燃气内燃发电机；ORC发电系统中的有机工质与燃气内燃发电机冷却水换热后进入膨胀机驱动发电机发电；所述冷却塔入口连接到所述第一管路，所述冷却塔出口连接到所述第二管路，解决了燃气内燃发电机余热由冷却系统散热带走造成能源浪费的问题。热由冷却系统散热带走造成能源浪费的问题。热由冷却系统散热带走造成能源浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统


[0001]本技术涉及余热利用
，尤其涉及一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]在燃气内燃发电机中，由于气缸套、气缸盖、活塞和气门等机件直接与高温燃气接触受到强烈的加热，机件温度很高。这不仅会导致机件强度降低，而且可能产生很大的热应力，使机件损坏。高温还会破坏气缸壁上的润滑油膜，使润滑油氧化变质，以致活塞、活塞环和气缸套严重磨损、咬伤或粘着。此外，过高的温度还会使进入气缸的空气密度降低，引起爆震、早燃等不正常燃烧。为了保证燃气内燃发电机正常、可靠的运转，常规做法是通过冷却系统对这些高温机件冷却。燃气内燃发电机冷却系统是采用吸热介质冷却内燃机高温零件的系统，有水冷式冷却系统和风冷式冷却系统两种分类，是用吸热介质冷却高温零件，以保持内燃机在最佳温度状况下工作的装置。
[0004]现有的高温冷却水系统如图1所示，燃气内燃发电机组通过冷却循环水带走燃气内燃发电机内的热量，高温冷却循环水进出口温差约5～10℃，出口高温冷却水温度约80～90℃，且冷却循环水流量和温度参数保持稳定。通常冷却循环水在燃气内燃发电机吸收热量后，进入冷却塔，通过与水或空气的换热，达到降温的目的。
[0005]然而燃料燃烧所放出的热量有20～35％是由冷却系统散热带走，造成很大的能源浪费，不符合当前国家环保要求的“双碳”政策。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本技术实施例的目的是提供一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，将低品位的高温冷却水转变为高品位的电能，以解决燃气内燃发电机余热由冷却系统散热带走造成的能源浪费。
[0007]为了实现上述目的，本技术实施例提供了如下技术方案：
[0008]一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，包括：ORC发电系统和冷却塔；所述ORC发电系统包括依次连接的过热器、蒸发器和膨胀机，所述过热器与燃气内燃发电机的冷却水出口通过第一管路连接，所述蒸发器与燃气内燃发电机的冷却水入口通过第二管路连接，冷却水从燃气内燃发电机出口出来进入过热器，从过热器出来进入蒸发器，从蒸发器出来进入燃气内燃发电机；ORC发电系统中的有机工质与燃气内燃发电机冷却水换热后进入膨胀机驱动发电机发电；所述冷却塔入口连接到所述第一管路，所述冷却塔出口连接到所述第二管路。
[0009]在另一优选的实施方式中，所述蒸发器与膨胀机连接管路上设置冷凝器，所述冷
凝器与冷却塔连接。
[0010]在另一优选的实施方式中，所述第二管路上设置冷却水循环泵，所述冷凝器和蒸发器管道上设置工质泵。
[0011]在另一优选的实施方式中，所述蒸发器和过热器采用撬装式。
[0012]在另一优选的实施方式中，所述蒸发器为满液式蒸发器，所述蒸发器和过热器为一体结构。
[0013]在另一优选的实施方式中，所述一体结构包括蒸发器换热管束和过热器换热管束，所述过热器换热管束设置在所述蒸发器换热管束上侧，二者之间具有设定空间。
[0014]在另一优选的实施方式中，所述一体结构中间为罐体两侧具有封头，封头和罐体连接处分别设置管板，所述过热器换热管束两端与管板连通，所述蒸发器换热管束两端与管板连通。
[0015]在另一优选的实施方式中，两侧的所述封头分别设置冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口与所述第一管路连接，所述冷却水出口与所述第二管路连通。
[0016]在另一优选的实施方式中，所述罐体下侧设置有机工质进口集箱，有机工质进口集箱与罐体连通；所述罐体上侧设置有机工质出口集箱，有机工质出口集箱与罐体连通。
[0017]在另一优选的实施方式中，所述蒸发器与膨胀机连接管路上设置冷凝器，所述有机工质进口集箱与所述冷凝器连通，所述有机工质集箱出口与膨胀机连通。
[0018]本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0019]1、在正常运行情况下，燃气内燃发电机高温冷却循环水通过ORC发电机组冷却，热量能够得到回收利用，将低品位热能转变为高品位电能，解决了燃气内燃发电机余热由冷却系统散热带走造成的能源浪费的问题。按1台装机功率为1.5MW的燃气内燃发电机组计算，高温冷却循环水可装机140KW的ORC发电机组。按1MW装机容量的ORC机组，年运行8000h，可节约标准煤2048吨，减排二氧化碳5530吨。
[0020]2、本系统可实现ORC机组发电与燃气内燃发电机高温冷却水直接冷却的切换。在ORC机组发生故障或检修时，切换至旁通管路，直接通过冷却塔来冷却高温冷却循环水。燃气内燃发电机组高温冷却水出口温度约80～90℃，进出口温差5～10℃，冷却循环水流量稳定，符合ORC机组对热源的要求，能够比较长期稳定的运行。
[0021]3、将过热器与蒸发器合二为一成为一体结构相比于分置的过热器与蒸发器，节省了撬装式ORC机组的集成空间；减少过热器与满液式蒸发器之间的管道、阀门等连接件，减少有机工质泄露、设备管道等维修的几率；造价费用低，内置过热器的满液式蒸发器较过热器和满液式蒸发器分置的总造价成本低；减少了热水管道和有机工质管道，降低了散热损失，提高了机组热效率。
附图说明
[0022]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0023]图1是现有技术中的燃气内燃发电机高温冷却水系统示意图；
[0024]图2是本技术实施例提供的燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统示意图；
[0025]图3是本技术实施例提供的过热器和蒸发器一体结构示意图；
[0026]图中：11、过热器；12、满液蒸发器；13、膨胀机；14、发电机；15、冷凝器；16、工质泵；21、燃气内燃发电机；22、冷却塔；23、第一管路；24、第二管路；25、冷却水循环泵；31、罐体；32、过热器换热管束；33、管板；34、冷却水进口；35、封头；36、蒸发器管束；37、有机工质进口集箱；38、冷却水出口；39、有机工质出口集箱；
[0027]为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
具体实施方式
[0028]为了方便叙述，本技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0029]术语解释部分：本技术中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，其特征在于，包括：ORC发电系统和冷却塔；所述ORC发电系统包括依次连接的过热器、蒸发器和膨胀机，所述过热器与燃气内燃发电机的冷却水出口通过第一管路连接，所述蒸发器与燃气内燃发电机的冷却水入口通过第二管路连接，冷却水从燃气内燃发电机出口出来进入过热器，从过热器出来进入蒸发器，从蒸发器出来进入燃气内燃发电机；ORC发电系统中的有机工质与燃气内燃发电机冷却水换热后进入膨胀机驱动发电机发电；所述冷却塔入口连接到所述第一管路，所述冷却塔出口连接到所述第二管路。2.如权利要求1所述的燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，其特征在于，所述蒸发器与膨胀机连接管路上设置冷凝器，所述冷凝器与冷却塔连接。3.如权利要求2所述的燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，其特征在于，所述第二管路上设置冷却水循环泵，所述冷凝器和蒸发器管道上设置工质泵。4.如权利要求1所述的燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，其特征在于，所述蒸发器和过热器采用撬装式。5.如权利要求1所述的燃气内燃发电机高温冷却水余热回收系统，其特征在于，所述蒸发器为满液式蒸发器，所述蒸发器和过...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺茂石，冯超，田婷，王义宏，王玉鑫，代诚诚，吕德利，刘慧，
申请(专利权)人：山东国舜建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：