一种ORC余热回收发电机组的制作方法

一种orc余热回收发电机组
技术领域
1.本实用新型涉及orc余热回收发电机组领域，尤其涉及一种orc余热回收发电机组。


背景技术：

2.orc余热回收发电机组主要由蒸发器(或余热锅炉)、膨胀机、冷凝器和工质泵四大部套组成。有机工质在蒸发器、预热器中从余热(一般为热水或蒸汽)中吸收热量，生成具有一定压力和温度的有机工质蒸汽，蒸汽进入膨胀机械膨胀做功，从而带动发电机发电或拖动其它动力机械。从膨胀机排出的蒸汽在凝汽器中被冷却水冷却，凝结成液态，最后借助工质泵重新回到预热器和蒸发器，如此不断地循环下去。
3.orc余热回收发电机组主要回收低品位的热源，这部分热源的特点为热源温度低，温度和流量变化大，无法使用常规汽轮机发电技术来回收这部分热量。现在orc机组已经实现标准化生产，不同规模等级的机组有特定的热源温度和流量要求，以至于在热源参数变化较大的工业余热回收中，orc机组运行控制困难，无法正常运行，经常出现设备故障甚至停机问题。进而增加了设备运行维修费，降低了机组热效率和经济性，以至于orc机组的应用推广收到了极大限制。常规orc发电系统热源侧，一般采用热水作为热源，通过蒸发器与有机工质进行换热。有些工业废热热源参数不稳定，会对orc机组膨胀机甚至整个系统产生重大影响。以钢铁行业265m2烧结机烟气为例，经除尘和脱硝后，约有1001935～1178064nm3/h，温度为150～180℃的烟气，烟气量和烟气温度等参数波动量较大，通过烟气换热器加热热水后，导致热水参数变化较大，进而在进入orc机组蒸发器换热后，工质侧有机工质流量、温度和压力等参数变化较大，进入膨胀机做功不能在额定工况下运行，亦不能使机组连续稳定运行，降低机组出力。长时间热源侧波动，还会导致工质泵出力变化频繁，增加机组控制难度，进而影响机组寿命。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本实用新型提供一种orc余热回收发电机组。
5.本实用新型提供一种orc余热回收发电机组，包括：换热器，其中，换热器、缓冲罐、蒸发器的一次侧、预热器的供热侧和热水循环泵连接形成热水循环回路；
6.蒸发器的二次侧、膨胀机、冷凝器、工质泵和预热器的受热侧连接形成工质循环回路；
7.所述缓冲罐内设置由控制器驱动的电加热器，所述缓冲罐上设置由控制器控制的冷却水进口阀门，所述缓冲罐的热水进口和热水出口处分别设置连接控制器的温度传感器。
8.更进一步地，所述缓冲罐的上侧设置排气阀，所述缓冲罐的底部下侧设置排水口。
9.更进一步地，所述冷却水进口阀门靠近缓冲罐的热水进口，所述电加热器靠近缓
冲罐的热水出口，且所述缓冲罐内设置若干将缓冲罐中水流通道分隔成蛇形的隔板。
10.更进一步地，缓冲罐的热水进口连接换热器的出水端，换热器的进水端连接热水循环泵；缓冲罐的热水出口通过设置调节阀的管路连接蒸发器的一次侧的进水口，蒸发器的一次侧的出水口连接预热器的供热侧的进口，预热器供热侧的出口连接所述热水循环泵。
11.更进一步地，蒸发器的工质进口连接预热器的受热侧的出口，蒸发器的工质出口连接膨胀机的进口，膨胀机的出口连接冷凝器的工质进口，冷凝器的工质出口连接工质泵，工质泵连接预热器的受热侧的进口。
12.更进一步地，缓冲罐的热水出口经设置调节阀的热水旁路与预热器的供热侧一起连接热水循环泵。
13.更进一步地，预热器供热侧与热水循环泵之间的管路和所述热水旁路上分别设置单向阀。
14.本实用新型实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
15.本实用新型中换热器、缓冲罐、蒸发器的一次侧、预热器的供热侧和热水循环泵连接形成热水循环回路；所述缓冲罐内设置由控制器驱动的电加热器，所述缓冲罐上设置由控制器控制的冷却水进口阀门，所述缓冲罐的热水进口和热水出口处分别设置连接控制器的温度传感器。控制器通过缓冲罐的热水进口处的温度传感器测量进水温度，温度过高，则控制器控制冷却水进口阀门开启导入冷水。控制器通过缓冲罐热水出口处的温度传感器测量出水温度，温度过低，则控制器驱动电加热器工作加热水，保证热源温度恒定。
16.缓冲罐的热水出口经设置调节阀的热水旁路与预热器的供热侧一起连接热水循环泵。热水旁路为多余供水提供回路，通过调节阀可以稳定缓冲罐为蒸发器的供水流量。
17.满足不同规模等级的机组有特定的热源温度和流量要求，保证orc预热回收发电机组正常运行，减少热源不稳定造成的设备故障甚至停机问题。进而降低了设备运行维修费，提高了机组热效率和经济性。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型提供的一种orc余热回收发电机组的示意图；
21.图2为本实用新型提供的缓冲罐的示意图。
22.图中标号及含义如下：1、缓冲罐，2、电加热器，3、冷却水进口阀门，4、蒸发器，5、膨胀机，6、冷凝器，7、工质泵，8、预热器，9、换热器，10、控制器，11、热水循环泵。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
25.本实用新型提供一种orc余热回收发电机组，包括：换热器9，参阅图2所示，所述缓冲罐1的前后侧分别设置热水进口和热水出口，缓冲罐1的上下侧分别设置排气口和排水口，缓冲罐1上侧靠近热水进口的位置设置冷却水进口阀门3，以便在进入缓冲罐1的热水过热时，控制冷水进口阀门3开启导入冷水冷却，缓冲罐1的内部设置若干将缓冲罐1中水流通道分隔成蛇形的隔板，蛇形的水流通道使得冷热水能够充分的混合，避免冷热水混合后冷热分层的情况。缓冲罐1内靠近热水出口的位置设置电加热器2，以便在热水温度低时，主动通过电加热器2对热水进行加热。保证orc余热回收发电机组的热源稳定。
26.具体实施过程中，所述电加热器2连接驱动电路，所述驱动电路连接控制器10的pwm输出引脚；所述冷却水进口阀门3采用电动阀门，所述电动阀门连接所述控制器10；缓冲罐1的热水进口和热水出口分别温度传感器，所述温度传感器总线连接所述控制器10。
27.参阅图1所示，换热器9、缓冲罐1、蒸发器4的一次侧、预热器8的供热侧和热水循环泵11连接形成热水循环回路；具体的，缓冲罐1的热水进口连接换热器9的出水端，换热器9的进水端连接热水循环泵11；缓冲罐1的热水出口通过设置调节阀的管路连接蒸发器4的一次侧的进水口，蒸发器4的一次侧的出水口连接预热器8的供热侧的进口，预热器8供热侧的出口连接所述热水循环泵11。换热器9中的水从废热热源吸收热量升温进入到所述缓冲罐1中，控制器10通过缓冲罐1的热水进口处的温度传感器测量进水温度，温度过高，则控制器控制冷却水进口阀门3开启导入冷水，导入冷水增加热水循环回路的水量，一方面，通过缓冲罐1的排水口排出，另一方面可通过排气口以蒸汽的形式排出。控制器通过缓冲罐1热水出口处的温度传感器测量出水温度，温度过低，则控制器10驱动电加热器2工作加热水，保证热源温度恒定。
28.缓冲罐1的热水出口经设置调节阀的热水旁路与预热器8的供热侧一起连接热水循环泵。预热器8供热侧与热水循环泵11之间的管路和所述热水旁路上分别设置单向阀，以避免水回流。设置热水旁路，缓冲罐1的热水出口的多余供水经热水旁路重新循环，稳定了缓冲罐1为蒸发器4供水量。
29.蒸发器4的二次侧、膨胀机5、冷凝器6、工质泵7和预热器8的受热侧连接形成工质循环回路。具体的，蒸发器4的工质进口连接预热器8的受热侧的出口，蒸发器4的工质出口连接膨胀机5的进口，膨胀机5的出口连接冷凝器6的工质进口，冷凝器6的工质出口连接工质泵7，工质泵7连接预热器8的受热侧的进口。有机工质经工质泵7加压后，依次进入预热器8和蒸发器4与热水换热，产生有机工质蒸汽，有机工质蒸汽进入膨胀机5做功，做功之后的有机工质排汽进入冷凝器6经冷却水冷却，冷凝为液态的有机工质经工质泵7加压进入预热器8完成循环。
30.本实用新型中换热器9、缓冲罐1、蒸发器4的一次侧、预热器8的供热侧和热水循环泵11连接形成热水循环回路；所述缓冲罐1内设置由控制器驱动的电加热器2，所述缓冲罐上设置由控制器10控制的冷却水进口阀门3，所述缓冲罐1的热水进口和热水出口处分别设置连接控制器的温度传感器。控制器10通过缓冲罐的热水进口处的温度传感器测量进水温度，温度过高，则控制器10控制冷却水进口阀门3开启导入冷水以降低水温。控制器10通过缓冲罐1热水出口处的温度传感器测量出水温度，温度过低，则控制器10驱动电加热器工作加热水，保证热源温度恒定。
31.缓冲罐1的热水出口经设置调节阀的热水旁路与预热器8的供热侧一起连接热水循环泵11。热水旁路为多余供水提供回路，通过调节阀可以稳定缓冲罐1为蒸发器4的供水流量。
32.本实用新型能提供恒定的温度和流量来满足不同规模等级的机组有特定的热源温度和流量要求，保证orc预热回收发电机组正常运行，减少热源不稳定造成的设备故障甚至停机问题。进而降低了设备运行维修费，提高了机组热效率和经济性。
33.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。