螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油、化工、電力、鋼鐵等行業(yè)，存在大量的余熱資源，如高溫氣體(工藝氣、蒸汽、煙氣)、熱水等，由于生產(chǎn)工藝的要求或處于工藝的末端，需要對這部分熱源進(jìn)行冷卻處理。通常這部分余熱資源量大但品位不高，難以在系統(tǒng)內(nèi)部完全消化，往往直接采用冷卻器(空冷或水冷)進(jìn)行降溫處理，這樣不僅消耗大量的電能或冷卻水，還白白浪費了大量的余熱資源，既不環(huán)保也不經(jīng)濟(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，其能對石油、化工、電力、鋼鐵等行業(yè)中產(chǎn)生的大量余熱資源進(jìn)行回收，從而提高能源利用效率，減小對環(huán)境的影響。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，包括余熱換熱器、蒸發(fā)器、冷卻器、冷凝器、水泵、螺桿膨脹機(jī)、回?zé)崞骱凸べ|(zhì)泵；
[0006]余熱換熱器包括余熱源入口、余熱源出口、進(jìn)水口和出水口，蒸發(fā)器和冷凝器均包括有機(jī)工質(zhì)入口、有機(jī)工質(zhì)出口、進(jìn)水口和出水口，所述的回?zé)崞靼ǖ谝挥袡C(jī)工質(zhì)入口、第一有機(jī)工質(zhì)出口、第二有機(jī)工質(zhì)入口和第二有機(jī)工質(zhì)出口 ；
[0007]余熱換熱器的出水口與蒸發(fā)器的進(jìn)水口連通，用于將從余熱換熱器的入水口流入的水與從余熱源入口流入的余熱源進(jìn)行熱交換；蒸發(fā)器的出水口與冷卻器的入口連通，冷卻器的出口與冷凝器的進(jìn)水口連通，冷凝器的出水口與水泵的進(jìn)水口連通，水泵的出水口與余熱換熱器的進(jìn)水口連通；
[0008]蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)出口與螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)入口連通，螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)出口與回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)入口連通，回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)出口與冷凝器的有機(jī)工質(zhì)入口連通，冷凝器的有機(jī)工質(zhì)出口與工質(zhì)泵的入口連通，工質(zhì)泵的出口與所述回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)入口連通，回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)出口與蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口連通。
[0009]上述的螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，其中，余熱源為氣體或液體。
[0010]上述的螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，其中，該螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)包括一預(yù)熱器，預(yù)熱器包括有機(jī)工質(zhì)入口、有機(jī)工質(zhì)出口、進(jìn)水口和出水口 ；蒸發(fā)器的出水口與預(yù)熱器的進(jìn)水口連通，預(yù)熱器的出水口與冷卻器的入口連通；回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)出口與預(yù)熱器的有機(jī)工質(zhì)入口連通，預(yù)熱器的有機(jī)工質(zhì)出口與蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口連通。
[0011]采用上述技術(shù)方案后，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0012]1、本實用新型采用中間熱水閉式循環(huán)的形式，使熱水被循環(huán)使用，不用補充。該設(shè)計具有兩方面的優(yōu)勢:一方面，用水作為換熱介質(zhì)，換熱效果好、成本低，系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠；另一方面，使管道內(nèi)的水在整個系統(tǒng)中，既在蒸發(fā)器中作為載熱劑，又在冷凝器中作為冷卻水，因此，整個系統(tǒng)完全不額外消耗冷卻水，這樣可以大幅減少系統(tǒng)的公用工程消耗；
[0013]2、本實用新型設(shè)有回?zé)崞?，通過螺桿膨脹機(jī)的排氣與工質(zhì)泵排液進(jìn)行熱交換，回收螺桿膨脹機(jī)的排氣量，從而減少了冷凝器的冷凝負(fù)荷，更充分地利用余熱進(jìn)行發(fā)電，提高了熱電轉(zhuǎn)換率；
[0014]3、本實用新型還在蒸發(fā)器之前設(shè)有預(yù)熱器，使有機(jī)工質(zhì)在進(jìn)入蒸發(fā)器之前，先進(jìn)入預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，實現(xiàn)一定程度的升溫。這樣既能進(jìn)一步利用出蒸發(fā)器的熱水的熱量，又能減少蒸發(fā)器的熱負(fù)荷，減小蒸發(fā)器的尺寸。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型做出進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]請參閱圖1。根據(jù)本實用新型一實施例的螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，包括余熱換熱器1、蒸發(fā)器2、冷卻器3、冷凝器4、工質(zhì)泵5、水泵6、螺桿膨脹機(jī)7、回?zé)崞?和預(yù)熱器9。
[0018]余熱換熱器I包括余熱源入口、余熱源出口、進(jìn)水口和出水口，蒸發(fā)器2、冷凝器4和預(yù)熱器9均包括有機(jī)工質(zhì)入口、有機(jī)工質(zhì)出口、進(jìn)水口和出水口，回?zé)崞?包括第一有機(jī)工質(zhì)入口、第一有機(jī)工質(zhì)出口、第二有機(jī)工質(zhì)入口和第二有機(jī)工質(zhì)出口。
[0019]余熱換熱器I的出水口與蒸發(fā)器2的進(jìn)水口連通，用于將從余熱換熱器I的入水口流入的水與從余熱源入口流入的余熱源進(jìn)行熱交換，完成熱交換后的余熱源從余熱源出口流出，余熱源可以為氣體或液體。蒸發(fā)器2的出水口與預(yù)熱器9的進(jìn)水口連通，預(yù)熱器9的出水口與冷卻器3的入口連通，冷卻器3的出口與冷凝器4的進(jìn)水口連通，冷凝器4的出水口與水泵6的進(jìn)水口連通，水泵6的出水口與余熱換熱器I的進(jìn)水口連通。
[0020]蒸發(fā)器2的有機(jī)工質(zhì)出口與螺桿膨脹機(jī)7的有機(jī)工質(zhì)入口連通，螺桿膨脹機(jī)7的有機(jī)工質(zhì)出口與回?zé)崞?的第一有機(jī)工質(zhì)入口連通，回?zé)崞?的第一有機(jī)工質(zhì)出口與冷凝器4的有機(jī)工質(zhì)入口連通，冷凝器4的有機(jī)工質(zhì)出口與工質(zhì)泵5的入口連通，工質(zhì)泵5的出口與回?zé)崞?的第二有機(jī)工質(zhì)入口連通，回?zé)崞?的第二有機(jī)工質(zhì)出口與預(yù)熱器9的有機(jī)工質(zhì)入口連通，預(yù)熱器9的有機(jī)工質(zhì)出口與蒸發(fā)器2的有機(jī)工質(zhì)入口連通。
[0021]在另一種實施方式中，也可以不用上述的預(yù)熱器9。
[0022]本實用新型的工作過程包含了三個循環(huán):余熱源循環(huán)、熱水循環(huán)和有機(jī)工質(zhì)循環(huán)。
[0023]在余熱源循環(huán)中，余熱源(如高溫氣體、熱水等)從余熱換熱器I的余熱源入口進(jìn)入余熱換熱器1，與水進(jìn)行熱交換，將自身熱量傳遞給水，溫度降低后從余熱源出口流出余熱換熱器I。
[0024]在熱水循環(huán)中，水從余熱換熱器的進(jìn)水口進(jìn)入余熱換熱器I，吸收余熱源(如高溫氣體、熱水等)的熱量后溫度升高，流出余熱換熱器I后從蒸發(fā)器的進(jìn)水口進(jìn)入蒸發(fā)器2 ;在蒸發(fā)器2中，熱水與有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給有機(jī)工質(zhì)，自身溫度降低，然后出蒸發(fā)器后從預(yù)熱器的進(jìn)水口進(jìn)入預(yù)熱器9 ;在預(yù)熱器9中，熱水與有機(jī)工質(zhì)換熱，通過自身進(jìn)一步的降溫使有機(jī)工質(zhì)在進(jìn)入蒸發(fā)器2前有一定的溫升。接著熱水從冷卻器的入口進(jìn)入冷卻器3，該冷卻器3可采用現(xiàn)有的余熱回收工藝中的冷卻器，水經(jīng)過冷卻器3降溫后，接著從冷凝器的進(jìn)水口進(jìn)入冷凝器4作為冷卻水，與有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，吸收有機(jī)工質(zhì)的熱量后溫度升高，再經(jīng)過水泵6的增壓，最后被泵輸?shù)接酂釗Q熱器的進(jìn)水口，進(jìn)入余熱換熱器I，完成熱水的閉式循環(huán)。
[0025]在有機(jī)工質(zhì)循環(huán)中，有機(jī)工質(zhì)首先由蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口進(jìn)入蒸發(fā)器2，與熱水進(jìn)行換熱，吸收熱水的熱量后蒸發(fā)變成氣態(tài)。氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)7進(jìn)行膨脹，可將內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能進(jìn)行發(fā)電。經(jīng)過膨脹，有機(jī)工質(zhì)的壓力和溫度都降低，然后由回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)入口進(jìn)入回?zé)崞?進(jìn)一步釋放自身的熱量，溫度進(jìn)一步降低后，由冷凝器的入口進(jìn)入冷凝器4，被冷卻水冷凝成液態(tài)。接著液態(tài)有機(jī)工質(zhì)在被工質(zhì)泵5增壓后由回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)入口進(jìn)入回?zé)崞?，吸部分熱量，實現(xiàn)一定的溫升。然后再從預(yù)熱器的有機(jī)工質(zhì)入口進(jìn)入預(yù)熱器9，在預(yù)熱器9中吸收熱水的熱量，進(jìn)一步升溫，最后由蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口進(jìn)入蒸發(fā)器2進(jìn)行蒸發(fā)，完成有機(jī)工質(zhì)的閉式循環(huán)。
【主權(quán)項】
1.螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，包括余熱換熱器、蒸發(fā)器、冷卻器、冷凝器、水泵、螺桿膨脹機(jī)、回?zé)崞骱凸べ|(zhì)泵； 所述的余熱換熱器包括余熱源入口、余熱源出口、進(jìn)水口和出水口，所述的蒸發(fā)器和冷凝器均包括有機(jī)工質(zhì)入口、有機(jī)工質(zhì)出口、進(jìn)水口和出水口，所述的回?zé)崞靼ǖ谝挥袡C(jī)工質(zhì)入口、第一有機(jī)工質(zhì)出口、第二有機(jī)工質(zhì)入口和第二有機(jī)工質(zhì)出口 ； 所述余熱換熱器的出水口與所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口連通，用于將從余熱換熱器的入水口流入的水與從余熱源入口流入的余熱源進(jìn)行熱交換；所述蒸發(fā)器的出水口與所述冷卻器的入口連通，所述冷卻器的出口與所述冷凝器的進(jìn)水口連通，所述冷凝器的出水口與所述水泵的進(jìn)水口連通，所述水泵的出水口與所述余熱換熱器的進(jìn)水口連通； 所述蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)出口與所述螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)入口連通，所述螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)出口與所述回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)入口連通，所述回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)出口與所述冷凝器的有機(jī)工質(zhì)入口連通，所述冷凝器的有機(jī)工質(zhì)出口與所述工質(zhì)泵的入口連通，所述工質(zhì)泵的出口與所述回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)入口連通，所述回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)出口與所述蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口連通。
2.如權(quán)利要求1所述的螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述的余熱源為氣體或液體。
3.如權(quán)利要求1所述的螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，該螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)包括一預(yù)熱器，所述預(yù)熱器包括有機(jī)工質(zhì)入口、有機(jī)工質(zhì)出口、進(jìn)水口和出水口 ；所述蒸發(fā)器的出水口與所述預(yù)熱器的進(jìn)水口連通，所述預(yù)熱器的出水口與所述冷卻器的入口連通；所述回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)出口與所述預(yù)熱器的有機(jī)工質(zhì)入口連通，所述預(yù)熱器的有機(jī)工質(zhì)出口與所述蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口連通。
【專利摘要】本實用新型公開了螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)，包括余熱換熱器、蒸發(fā)器、冷卻器、冷凝器、水泵、螺桿膨脹機(jī)、回?zé)崞骱凸べ|(zhì)泵。蒸發(fā)器的進(jìn)水口和出水口分別與余熱換熱器出水口和冷卻器入口連通，冷凝器的進(jìn)水口和出水口分別與冷卻器出口和水泵進(jìn)口連通，水泵出口與余熱換熱器進(jìn)水口連通。螺桿膨脹機(jī)的有機(jī)工質(zhì)入口和出口分別與蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)出口和回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)入口連通，回?zé)崞鞯牡谝挥袡C(jī)工質(zhì)出口與冷凝器的有機(jī)工質(zhì)入口連通，冷凝器的有機(jī)工質(zhì)出口與工質(zhì)泵入口連通，工質(zhì)泵出口與回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)入口連通，回?zé)崞鞯牡诙袡C(jī)工質(zhì)出口與蒸發(fā)器的有機(jī)工質(zhì)入口連通。本實用新型能對石油、化工等行業(yè)中產(chǎn)生的余熱資源進(jìn)行回收。
【IPC分類】F01K27-02
【公開號】CN204572097
【申請?zhí)枴緾N201520187788
【發(fā)明人】楊小強, 王玉莉, 王亞洲, 周岳
【申請人】上海齊耀膨脹機(jī)有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月31日