一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统的制作方法

1.本发明涉及一种发电系统，尤其涉及一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统。


背景技术：

2.加工业、制造业、冶金冶炼业、垃圾燃烧(处理)等行业，无时无刻都在产生含热量气体，一些大型企业对产生的高温气体进行了一定的回收利用，但低于(或降至)250℃以下的气体因回收成本高，没有进行彻底利用。这种现象极为普遍，也是对能源的一种很大的浪费。
3.本发明利用有机朗肯循环(organic rankine cycle)原理，充分利用磁悬浮发电机节能、高速的特点，将工业低温(80℃-250℃)废热液、废热烟气等通过换热形成高压有机蒸气，从而推动磁悬浮涡轮发电机发电，最大限度地获取废气中的能源，达到零燃料(废热成本不计)、减少热排放、高效回收废热、清洁输出电力的目的。
4.产品采用标准化/模块化设计，可在不改变用户现有生产工况的前提下进行废热回收，适用于电力、钢铁、水泥、化工、冶金、制药等高能耗行业。
5.标准化、系列化、通用化的产品，轻松并联，可根据企业热能排放量多少，使用单型或多型号组合使用，可覆盖绝大部分大、中、小企业的余热利用；还可以与技术成熟的高温热回收产品搭配使用，综合发电效率提高15％以上。


技术实现要素：

6.能源的综合、科学、高效利用，既能带来社会效能，又能带来较好的经济效益，变废为宝、低碳节能符合当前时代环保的大环境和主题。低温余热发电是对能源的深度利用，具有发电效率高、发电成本低等优势。
7.本发明提供了一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，主要由磁悬浮涡轮发电机(机组)、冷却塔、工质泵、热交换器等组成。所述磁悬浮涡轮发电机(机组)可由单台磁悬浮涡轮发电机独立使用，也可以多台磁悬浮涡轮发电机并联使用，功率由几十千瓦到兆瓦级，使用电机功率大小和数量由热源来确定，产生的电能供用电设施使用。冷却塔将已经气化的工质冷却后变成液态。工质泵将液化的工质加压后泵入热交换器。热交换器主要是利用工质吸热能力强、气化温度低等特点，吸收热量后气化，体积迅速膨胀，气体推动磁悬浮涡轮发电机高速旋转，产生输出电能。
附图说明
8.图1低温余热磁悬浮涡轮发电机原理图；
9.图2低温余热磁悬浮涡轮发电机热交换器原理图；
10.图3低温余热磁悬浮涡轮发电机冷却塔原理图。
具体实施方式
11.如图1所示，本发明提供了一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，工作流程如下：电源启动后，外部热源(烟气、蒸汽、热油、热水等)从热源入口进入热交换器；工质泵将工质加压后，经蛇形管进入热交换器，蛇形管由吸热性能优良的热导管制成，换热效率高、面积大，吸收效果好；磁悬浮涡轮发电机(机组)的叶轮在高压气流作用下，带动磁轴承高速旋转，最高可达30000rmp/分钟，产生电能，输出至用电设施设备；由磁悬浮涡轮发电机(机组)排出的气体进入冷却塔后，与低温冷却液相遇，释放热量，由气态变为液态；工质泵将液态工质加压后，送入热交换器。
12.本发明对外来热源温度要求较低，常用余热发电温度要求在300℃以上，本实施例使用的热源温度在80℃-250℃之间，低于80℃以下的热能收集成本高，经济效益较差；高于300℃以上的热源，综合利用方法较多。
13.本实施例发电机为磁悬浮涡轮发电机(机组)，具有省电、低噪、智能控制、免维护等特点，比罗发电机更省电，噪音80分贝左右，是节能型环保产品。
14.本实施例热交换器使用的是低沸点有机工质五氟丙烷(r245fa)蒸发潜热值和比热较大，该有机工质沸点：15℃，容易气化，在orc发电中广泛应用，原材料丰富，易于采购，成本较低。
15.需要注意的是，上述实施方式仅用于对本发明进行说明，而并非进行限制。本领域技术人员可以在不脱离本发明的情况下对上述实施例进行各种方式的改变或合并。
16.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，主要由磁悬浮涡轮发电机(机组)、冷却塔、工质泵、热交换器等组成。2.根据权利要求1所述的一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，其特征在于：所述热交换器使用的工质是五氟丙烷(r245fa)。3.根据权利要求1所述的一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，其特征在于：所述磁悬浮涡轮发电机可单台、多台并联使用，发电功率由几十千瓦到兆瓦级。4.根据权利要求1所述的一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，其特征在于：所述热源温度在80℃-250℃之间。

技术总结
本发明提供了一种低温余热磁悬浮涡轮发电系统，主要由磁悬浮涡轮发电机(机组)、冷却塔、工质泵、热交换器等组成。磁悬浮涡轮发电机可单台、多台并联使用，发电功率由几十千瓦到兆瓦级，输出的电能可直接使用，也可储能并网使用。冷却塔将气化的工质冷却后成液态。工质泵将液态的工质加压后泵入热交换器。热交换器将工质气化后，体积迅速膨胀，推动磁悬浮涡轮发电机高速旋转，输出电能。本发明利用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle)原理，充分利用磁悬浮发电机节能、高速的特点，将低温(80℃-250℃)热源等通过换热产生高压气体推动磁悬浮涡轮发电机发电，最大限度地获热源中的能源，达到零燃料、减少热排放、高效回收废热、清洁输出电力的目的。洁输出电力的目的。洁输出电力的目的。


技术研发人员：谢清明 辜益山 谷万龙 夏冰 张晓靖 高爽
受保护的技术使用者：亚之捷智能装备（江苏）有限公司
技术研发日：2021.11.03
技术公布日：2022/1/18