内燃机余热综合利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机余热利用领域，尤其涉及一种内燃机余热综合利用系统。
【背景技术】
[0002]内燃机发电机组由于其可小型化、轻便化被广泛应用于工程实际中。但内燃机发电机组的实际发电效率在40%左右，有大量的热以烟气排放和冷却水循环的方式向外界散失。由于单台内燃机功率等级较低，现阶段内燃机的余热多用于供热或制冷。也有部分解决办法是将多台内燃机的余热集中起来用以发电。
[0003]内燃机烟气余热温度较高，若直接用以供热或制冷损失了大量高品质能源，同时在一些场合也无热需求或冷需求。发电可以解决余热能的利用问题，但需要多台内燃机余热共同利用才能解决单台内燃机余热量小的问题。
[0004]随着节能减排技术的发展，现阶段有提出采用有机工质朗肯循环发电的模式来利用单台内燃机余热。即烟气余热和冷却水余热均采用独立的一套有机工质朗肯循环机组，以实现余热能的全面回收利用。但冷却水余热温度较低，基于冷却水余热的有机工质朗肯循环机组运行经济性较差，在工程实际中多未有效利用。
【发明内容】
[0005]鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种内燃机余热综合利用系统，其能全面回收利用内燃机的余热能。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机余热综合利用系统，其包括:有机工质泵，连通外部的有机工质储液罐；第一换热器，设置在有机工质泵的下游且连通有机工质泵；第二换热器，设置在第一换热器的下游且连通第一换热器；膨胀机，设置在第二换热器的下游且连通第二换热器；第三换热器，设置在膨胀机的下游且连通膨胀机并连通所述有机工质储液罐；发电机，连接膨胀机且连接外部的供电或储能装置；进水管，连通于内燃机的进水口；出水管，一端连通于内燃机的出水口，进水口和出水口经由内燃机内的通道连通；冷却水泵，一端连通出水管，将内燃机中的已回收内燃机燃烧放出的热量的冷却水输出进入出水管；第一截止阀，具有进口和出口，进口连通于冷却水泵的另一端；第一凉水塔，设置在第一截止阀的下游并连通第一截止阀的出口，且连通内燃机的进水管；第二截止阀，具有进口和出口，进口连通于截止阀的进口且连通于冷却水泵的所述另一端；换热管路，一端连通于第二截止阀的出口而另一端连通于内燃机的进水管且经过第一换热器；烟气余热换热装置，受控连通内燃机且内部收容有流体且具有流体进入口和流体排出口，接收内燃机排放的烟气且烟气余热换热装置内部的流体与接收的烟气进行换热，使所述流体吸收烟气的热量，且使烟气降温；烟气排放管路，连通烟气余热换热装置，接收烟气余热换热装置输出的降温的烟气，且将降温的烟气排出；流体循环管路，一端连通烟气余热换热装置的流体排出口而另一端连通于烟气余热换热装置的流体进入口并经过第二换热器。其中:内燃机的出水口、出水管、冷却水泵、第一截止阀的进口、第一截止阀的出口、第一凉水塔、进水管、内燃机的进水口以及内燃机内的通道形成冷却水循环的第一个回路；内燃机的出水口、出水管、冷却水泵、第二截止阀的进口、第二截止阀的出口、换热管路、第一换热器、进水管、内燃机的进水口以及内燃机内的通道形成冷却水循环的第二个回路；有机工质储液罐、有机工质泵、第一换热器、第二换热器、膨胀机以及第三换热器形成有机工质朗肯循环回路；烟气余热换热装置、流体循环管路以及第二换热器形成流体循环回路；当第一截止阀的进口与第一截止阀的出口连通时，冷却水循环的第一个回路工作，从内燃机的出水口排出的已回收内燃机的热量的冷却水流经出水管、第一截止阀的进口、第一截止阀的出口、第一凉水塔、进水管、内燃机的进水口以及内燃机内的通道，以进行冷却水换热循环，其中，第一凉水塔接收冷却水泵输出的已回收内燃机燃烧放出的热量的冷却水并使该冷却水与外界通入到第一凉水塔内的空气进行换热，已回收内燃机燃烧放出的热量的冷却水放热而降温；当第二截止阀的进口与第二截止阀的出口连通时，冷却水循环的第二个回路、有机工质朗肯循环回路以及流体循环回路工作，从内燃机的出水口排出的已回收内燃机的热量的冷却水流经出水管、第二截止阀的进口、第二截止阀的出口、换热管路而进入第一换热器，有机工质泵将有机工质储液罐中的液态有机工质输出，有机工质泵输出的液态有机工质进入第一换热器，进入第一换热器的已回收内燃机的热量的冷却水与液态有机工质进行换热，液态有机工质吸收冷却水的热量而预热升温，且冷却水放热而降温，降温的冷却水经由换热管路、进水管而进入内燃机的进水口，预热升温的液态有机工质从第一换热器流出并进入第二换热器，烟气余热换热装置中的吸收烟气的热量的流体经由流体排出口和流体循环管路进入第二换热器，进入第二换热器的吸收烟气的热量的流体与经过进入第二换热器的预热升温的液态有机工质进行换热，预热升温的液态有机工质吸收流体的热量并蒸发为过热带压的气态有机工质，而流体放热降温，降温的流体经由流体循环管路以及烟气余热换热装置的流体进入口进入烟气余热换热装置内，过热带压的气态有机工质进入膨胀机并驱动膨胀机做功，膨胀机做功并带动与膨胀机连接的发电机发电，发电机向外部的供电或储能装置提供所发出的电，做功后的乏气从膨胀机排出并进入第三换热器，在第三换热器，乏气通过热交换而冷却成液态有机工质、之后液态有机工质回收到有机工质储液罐。
[0007]本发明的有益效果如下:
[0008]本发明的内燃机余热综合利用系统采用内燃机的冷却水的余热对有机工质进行预加热，然后再用内燃机排放的烟气的余热对有机工质进行再加热，使有机工质蒸发为过热带压的气态有机工质驱动膨胀机做功。本发明基于有机工质朗肯循环，且仅采用同一套有机工质朗肯循环回路来回收内燃机的冷却水的余热和烟气的余热，全面回收利用了内燃机的余热能。
[0009]本发明的内燃机余热综合利用系统运行经济性好，可使内燃机的余热最大限度地用来发电，此外富余的冷却水的余热还可以用以厂区供热或制冷，而且，发电系统与供热或制冷系统互不影响，可独立运行。
【附图说明】
[0010]图1为根据本发明的内燃机余热综合利用系统的一实施例的示意图；
[0011]图2为根据本发明的内燃机余热综合利用系统的另一实施例的示意图。
[0012]其中，附图标记说明如下:
[0013]10有机工质泵222流体排出口
[0014]11第一换热器23烟气排放管路
[0015]12第二换热器24流体循环管路
[0016]13膨胀机25冷却泵
[0017]14第三换热器26换热介质管路
[0018]15发电机27第二凉水塔
[0019]16进水管28烟道
[0020]17出水管29A第三截止阀
[0021]18冷却水泵29IA进口
[0022]19A第一截止阀292A出口
[0023]19IA进口29B第四截止阀
[0024]192A 出口291B 进口
[0025]19B第二截止阀292B出口
[0026]191B进口30有机朗肯循环旁通回路
[0027]192B出口31电动阀门
[0028]20第一凉水塔32内燃机
[0029]21换热管路321进水口
[0030]22烟气余热换热装置322出水口
[0031]221流体进入口33控制器
【具体实施方式】
[0032]下面参照附图来详细说明根据本发明的内燃机余热综合利用系统。
[0033]参照图1和图2，根据本发明的内燃机余热综合利用系统包括:有机工质泵10，连通外部的有机工质储液罐(未示出)；第一换热器11，设置在有机工质泵10的下游且连通有机工质泵10 ;第二换热器12，设置在第一换热器11的下游且连通第一换热器11 ;膨胀机13，设置在第二换热器12的下游且连通第二换热器12 ;第三换热器14，设置在膨胀机13的下游且连通膨胀机13并连通所述有机工质储液罐；发电机15，连接