低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统及方法技术方案

本发明专利技术低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统及方法，涉及一种工业节能装备，包括第一换热器、热力发电装置、热泵装置，所述热力发电装置的第一换热器内设置有第一高温介质管道、第一低温介质管道，所述第一高温介质管道两端分别为第一高温介质入口、第一高温介质出口，所述第一低温介质管道两端分别为第一低温介质入口、第一低温介质出口，所述第一高温介质入口连接高温烟气，所述第一低温介质出口连接所述第一机组蒸发器的热侧入口，所述第一机组蒸发器的热侧出口连接所述第一低温介质入口，所述第一机组冷凝器的冷侧入口连接第四冷水源，所述第一机组冷凝器的冷侧出口连接热泵装置的第二机组蒸发器的热侧入口。本发明专利技术能够充分利用烟气余热、发电余热，提高能效。提高能效。提高能效。

【技术实现步骤摘要】
低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种工业节能装备，特别是涉及一种低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统及方法。

技术介绍

[0002]陶瓷和钢铁等工业窑炉的中低温烟气具有能量品位低、烟气量大的特点，但利用难度较大，通常直接排放，大量余热被浪费，同时，现有有机朗肯循环发电技术(ORC)的热电效率较低，大量低温余热被直接排放，造成能源浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种充分利用烟气余热，提高热力发电装置的能效，充分利用发电余热，提高热泵装置能效的低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统及方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案：
[0005]本专利技术低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统，包括第一换热器、热力发电装置、热泵装置，所述热力发电装置包括第一机组蒸发器、膨胀机、发电机、第一机组冷凝器、第一工质泵，所述第一机组蒸发器的冷侧出口、所述膨胀机、所述第一机组冷凝器的热侧入口、所述第一机组冷凝器的热侧出口、所述第一工质泵、所述第一机组蒸发器的冷侧进口按照工质流动的方向以管道连接，所述第一换热器内设置有第一高温介质管道、第一低温介质管道，所述第一高温介质管道两端分别为第一高温介质入口、第一高温介质出口，所述第一低温介质管道两端分别为第一低温介质入口、第一低温介质出口，所述第一高温介质入口连接高温烟气，所述第一低温介质出口连接所述第一机组蒸发器的热侧入口，所述第一机组蒸发器的热侧出口连接所述第一低温介质入口，所述热泵装置包括第二机组蒸发器、第二机组冷凝器、压缩机，所述第二机组蒸发器的冷侧出口、所述压缩机、所述第二机组冷凝器的热侧入口、所述第二机组冷凝器的热侧出口、所述第二机组蒸发器的冷侧入口按照工质流动方向以管道连接，所述第二机组冷凝器的热侧出口与所述第二机组蒸发器的冷侧入口之间设置有第五流量调节阀，所述第一机组冷凝器的冷侧入口连接第四冷水源，所述第一机组冷凝器的冷侧出口连接所述第二机组蒸发器的热侧入口，所述第二机组蒸发器的热侧出口输出热水。
[0006]进一步地，还包括第二换热器，所述第二换热器上设置有第二高温介质管道、第二低温介质管道，所述第二高温介质管道两端分别为第二高温介质入口、第二高温介质出口，所述第二低温介质管道两端分别为第二低温介质入口、第二低温介质出口，所述第二低温介质入口连接第二冷水源，所述第二低温介质出口连接所述第二机组蒸发器的冷侧入口，所述第二高温介质出口连接所述第一低温介质入口，所述第一低温介质出口设置有第一输出管道，所述第一输出管道上设置有第一三通阀，所述第一输出管道连接所述第一三通阀的入口，所述第二高温介质入口、所述第一机组蒸发器的热侧入口分别连接所述第一三通
阀的两个出口，所述第一输出管道上设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于采集所述第一低温介质出口的介质的温度T1，所述第二高温介质出口处设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于采集所述第二高温介质出口处的介质温度T2，所述第二低温介质入口设置有第二进水管，所述第二冷水源通过所述第二进水管进入所述第二换热器，所述第二进水管上设置有第二流量调节阀，所述第一机组冷凝器的冷侧入口设置有第四进水管，所述第四进水管上设置有第四流量控制阀，所述第一机组蒸发器的冷侧出口与所述膨胀机之间设置有第三温度传感器及压力传感器，所述第三温度传感器用于采集所述第一机组蒸发器的冷侧出口温度T3。
[0007]进一步地，还包括PV/T组件、储水装置，所述PV/T组件的入口连接第六冷水源，所述PV/T组件的出口连接所述储水装置的入口，所述储水装置的出口连接所述第二机组冷凝器的冷侧入口，所述第二机组冷凝器的冷侧出口输出热水。
[0008]进一步地，所述第二机组冷凝器的冷侧出口处设置有第七温度传感器，所述储水装置的出口与所述第二机组冷凝器的冷侧入口之间设置有第七调节水泵，所述第七传感器用于采集所述第二机组冷凝器的冷侧出口温度T7。
[0009]进一步地，所述第二机组蒸发器的热侧出口连接所述PV/T组件的入口。
[0010]进一步地，所述PV/T组件的入口设置有第六进水管、出口设置有第六出水管，所述第六进水管上设置有第六流量控制阀，所述第六出水管上设置有第六温度传感器，所述第六温度传感器用于采集PV/T组件出水温度T6，所述第六冷水源经所述第六进水管进入所述PV/T组件，所述第二机组蒸发器的热侧出口设置有第五出水管，所述第五出水管与所述第六进水管连通，所述第五出水管上设置有第二三通阀，所述第五出水管连接所述第二三通阀的入口，所述第六进水管连接所述第二三通阀的一个出口，所述第二三通阀的另一出口为外排通路。
[0011]采用上述低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统回收余热的方法，包括下述步骤：
[0012]P
额定
为热力发电装置的额定发电功率，t0、t1、t2为设定值，当第一低温介质出口的介质的温度T1<t0时，关闭第一三通阀与第一机组蒸发器之间的通路，打开第一三通阀与第二换热器的第二高温介质入口之间的通路，开启第二流量调节阀，调节第二流量调节阀的开度使第二高温介质出口温度T2稳定在限定值t2；
[0013]当t0<T1<t1时，对应0.5P
额定
<P<1.1P
额定
，P
额定
为热力发电装置的额定发电功率，所述第一三通阀与第一机组蒸发器之间的通路全开，所述第一三通阀与所述第二换热器的第二高温介质入口之间的通路全关，所述第二流量调节阀关闭，第四流量控制阀开启；
[0014]当T1>t1时，所述第一三通阀与所述第一机组蒸发器之间的通路全开，所述第一三通阀与所述第二换热器的第二高温介质入口之间的通路全开，所述第二流量调节阀开启，通过调节所述第二流量调节阀的开度，控制P稳定小于1.1P
额定
，控制第二高温介质出口水温T2稳定在限定值t2。
[0015]进一步地，当PV/T组件的输出电压小于或等于P1时，所述PV/T组件未启动，第二三通阀通向所述PV/T组件的通路打开，所述第二三通阀的外排通路关闭，通过第七调节水泵调节流量，使第二机组冷凝器的冷侧出口温度T7保持85℃～95℃，P1为设定值；
[0016]当所述PV/T组件的输出电压大于P1时，所述PV/T组件启动，当PV/T组件出水温度
T6小于45℃时，所述第二三通阀通向所述PV/T组件的通路打开，调节所述第二三通阀外排通路的开度控制T6稳定在45
±
0.1℃，当T6大于45℃时，第所述第二三通阀通向所述PV/T组件的通路打开，所述第二三通阀的外排通路关闭，调节第六流量控制阀的开度使控制T6稳定在45
±
0.1℃。
[0017]与现有技术相比，本专利技术低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统至少具有以下有益效果：
[0018]本专利技术低温烟气余热与太本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统，其特征在于，包括第一换热器(01)、热力发电装置、热泵装置，所述热力发电装置包括第一机组蒸发器(21)、膨胀机(22)、发电机(25)、第一机组冷凝器(23)、第一工质泵(24)，所述第一机组蒸发器(21)的冷侧出口、所述膨胀机(22)、所述第一机组冷凝器(23)的热侧入口、所述第一机组冷凝器(23)的热侧出口、所述第一工质泵(24)、所述第一机组蒸发器(21)的冷侧进口按照工质流动的方向以管道连接，所述第一换热器(01)内设置有第一高温介质管道、第一低温介质管道，所述第一高温介质管道两端分别为第一高温介质入口、第一高温介质出口，所述第一低温介质管道两端分别为第一低温介质入口、第一低温介质出口，所述第一高温介质入口连接高温烟气，所述第一低温介质出口连接所述第一机组蒸发器(21)的热侧入口，所述第一机组蒸发器(21)的热侧出口连接所述第一低温介质入口，所述热泵装置包括第二机组蒸发器(31)、第二机组冷凝器(32)、压缩机(33)，所述第二机组蒸发器(31)的冷侧出口、所述压缩机(33)、所述第二机组冷凝器(32)的热侧入口、所述第二机组冷凝器(32)的热侧出口、所述第二机组蒸发器(31)的冷侧入口按照工质流动方向以管道连接，所述第二机组冷凝器(32)的热侧出口与所述第二机组蒸发器(31)的冷侧入口之间设置有第五流量调节阀(34)，所述第一机组冷凝器(23)的冷侧入口连接第四冷水源，所述第一机组冷凝器(23)的冷侧出口连接所述第二机组蒸发器(31)的热侧入口，所述第二机组蒸发器(31)的热侧出口输出热水。2.根据权利要求1所述的低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统，其特征在于，还包括第二换热器(51)，所述第二换热器(51)上设置有第二高温介质管道、第二低温介质管道，所述第二高温介质管道两端分别为第二高温介质入口、第二高温介质出口，所述第二低温介质管道两端分别为第二低温介质入口、第二低温介质出口，所述第二低温介质入口连接第二冷水源，所述第二低温介质出口连接所述第二机组蒸发器(31)的冷侧入口，所述第二高温介质出口连接所述第一低温介质入口，所述第一低温介质出口设置有第一输出管道(11)，所述第一输出管道(11)上设置有第一三通阀(12)，所述第一输出管道(11)连接所述第一三通阀(12)的入口，所述第二高温介质入口、所述第一机组蒸发器(21)的热侧入口分别连接所述第一三通阀(12)的两个出口，所述第一输出管道(11)上设置有第一温度传感器(13)，所述第一温度传感器(13)用于采集所述第一低温介质出口的介质的温度T1，所述第二高温介质出口处设置有第二温度传感器(511)，所述第二温度传感器(511)用于采集所述第二高温介质出口处的介质温度T2，所述第二低温介质入口设置有第二进水管(512)，所述第二冷水源通过所述第二进水管(512)进入所述第二换热器(51)，所述第二进水管(512)上设置有第二流量调节阀(513)，所述第一机组冷凝器(23)的冷侧入口设置有第四进水管(231)，所述第四进水管(231)上设置有第四流量控制阀(232)，所述第一机组蒸发器(21)的冷侧出口与所述膨胀机(22)之间设置有第三温度传感器(221)及压力传感器(222)，所述第三温度传感器(221)用于采集所述第一机组蒸发器(21)的冷侧出口温度T3。3.根据权利要求2所述的低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统，其特征在于，还包括PV/T组件(41)、储水装置(42)，所述PV/T组件(41)的入口连接第六冷水源，所述PV/T组件(41)的出口连接所述储水装置(42)的入口，所述储水装置(42)的出口连接所述第二机组冷凝器(32)的冷侧入口，所述第二机组冷凝器(32)的冷侧出口输出热水。4.根据权利要求3所述的低温烟气余热与太阳能耦合利用的系统，其特征在于，所述第二机组冷凝器(32)的冷侧出口处设置有第七温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴媛媛，毛祥，王志刚，许彤，关文轩，何林，
申请(专利权)人：北京市燃气集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：