余热发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及热回收系统技术领域，特别是涉及一种余热发电系统。


背景技术：

2.目前，在各种工业生产领域中需要大量的能源消耗，生产过程中由各种热能转换设备、用能设备和化学方应设备中产生而未被利用的热能，而且也会在生产过程中产生大量的各种形式的余热。
3.余热的来源主要有工业排气余热、高温产品及炉渣的余热、冷却介质的余热、化学方应过程中生成的弃热、可燃废气、废料、废液的热能以及废汽、废水的余热，而工业锅炉的平均热效率只有67％，其余的能源通过高温的废烟气排放到大气当中，造成极大的浪费。
4.在纺织印染、电镀加工、化工制药、印刷烘干、煤泥烘干、铸造、电解铝生产等工业领域存在大量需要回收利用的余热。如果通过回收可以充分利用这部分能量，将极大地减少工业能源损耗，同时余热回收利用是提高经济性、节约燃料的一条重要途径。
5.例如公开号为cn112983672a的中国专利公开的一种余热回收系统，包括：预热桶，其内壁上设置有盘管，盘管的两端伸出所述预热桶内；浓缩结晶桶，其与预热桶相连，用于承接预热桶中的原料液；汽水分离器，其一端通过管道与浓缩结晶桶的上部连接，所述汽水分离器收集浓缩结晶桶中蒸发出来的蒸汽并将蒸汽中的冷凝水进行回收，汽水分离器的另一端通过管道与预热桶的盘管进气口相连，用于将蒸汽导入到盘管中；以及引风机，其与盘管的出气口相连。
6.该种余热回收系统主要是提高蒸汽热量的使用率，但在大多数工厂中，工质温度较高，仅一次换热难以将工质中的热量充分置换，部分热量还是随着工质的冷却而逸散，造成了热量的浪费。


技术实现要素：

7.本实用新型针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种余热发电系统。
8.为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种余热发电系统。
9.技术效果：本实用新型中采用两种工质，工质ⅰ为工厂内使用的余热工质，工质ⅱ则为在换热过程中使用的工质。工质ⅰ使用后的余热，首先可以与工质ⅱ进行换热，换热后的工质ⅰ继续投入生产使用；工质ⅱ可以将换热后的热量输送至螺杆膨胀发电机进行发电，进一步利用工质的余热；然后经过发电使用的工质ⅱ再通过热回收装置与地下水等冷水进行热交换，得到的高温水应用在采暖等方面；最后工质ⅱ回到储液罐中存储，并通过二级冷凝器输送至热交换装置进行重复利用。经过多次换热后，能够将工质ⅰ的余热进行充分使用，大大降低了热量的浪费。
10.本实用新型进一步限定的技术方案是：一种余热发电系统，包括依次连通构成回路的热交换装置，其中流通带有余热的工质ⅰ及呈气态的工质ⅱ，用于将工质ⅰ的余热交换至工质ⅱ，热交换装置包括流通工质ⅰ的余热端进口和预热端出口，以及流通传递工质ⅱ的
工质ⅱ进口和工质ⅱ出口；
11.螺杆膨胀发电机，连通至工质ⅱ出口，以利用换热后工质ⅱ的热量发电；
12.热回收装置，连通至螺杆膨胀发电机，热回收装置中流通发电使用后的工质ⅱ及冷却水，用于实现工质ⅱ和冷却水的换热；
13.储液罐，用于存储液化后的工质ⅱ，储液罐一端连通至热回收装置，另一端输出工质ⅱ；
14.二级冷凝器，位于储液罐与热交换装置之间，二级冷凝器一侧通过工质回液管与储液罐连通，另一侧设有用于输出气态工质ⅱ的气态工质出口，并与工质ⅱ进口连通；
15.工质ⅱ通过换热后温度变化产生的压力差在回路中流通。
16.前所述的余热发电系统，热回收装置与二级冷凝器之间设有相互连通的中间工质管，用于输送换热后的中间态工质ⅱ，所述中间工质管流经二级冷凝器后连通至工质回液管，同时所述热回收装置连通至所述工质回液管，用于向储液罐输送液态工质ⅱ。
17.前所述的余热发电系统，储液罐与二级冷凝器之间设有液态工质进液管，用于为二级冷凝器输送液态工质ⅱ，液态工质进液管上设有用于调节储液罐中工质ⅱ出液量的电子膨胀阀。
18.前所述的余热发电系统，热回收装置上设有冷却水进口和冷却水出口，冷却水为地下水。
19.本实用新型的有益效果是：
20.(1)本实用新型中，工厂中使用后的的工质ⅰ首先进入热交换装置，与工质ⅱ进行换热，将工质ⅱ加热后，工质ⅰ继续投入生产使用，而工质ⅱ交换得到工质ⅰ的大部分余热；接着工质ⅱ换热后温度升高，在管路中形成压力差流通，并进入膨胀发电机，利用热能进行发电，实现余热的第一次利用；然后工质ⅱ进入热回收装置，与冷却水进行换热，此处的冷却水可以使用地下水，将冷却水加热后用于采暖等用途，此为工质余热的第二次换热利用，保证了工质余热的充分利用，最大程度上减少了热量的浪费；
21.(2)本实用新型中，从热回收装置中排出的工质ⅱ，其形态分为两种，一种为液态，另一种为气液混合的中间态，液态的工质ⅱ能够直接通过工质回液管导入储液罐中存储和重复利用，而中间态的工质ⅱ需要进入二级冷凝器，冷凝为液态工质ⅱ后通过工质回液导入储液罐存储；
22.(3)本实用新型中，储液罐中的液态工质ⅱ通过电子膨胀阀的节流作用流入二级冷凝器，二级冷凝器将液态工质ⅱ加热至气态，气态工质ⅱ进入热交换装置与带有余热的工质ⅰ进行换热，保证了工质ⅱ的循环利用；二级冷凝器一方面能够对回流的中间态工质ⅱ进行换热冷却，另一方面也能够使用换热后的热量对电子膨胀阀中的工质ⅱ进行加热，节约了能源。
23.(4)本实用新型中，工质使用后的余热，首先可以与工质ⅱ进行换热，将余热交换至工质ⅱ中；其次可以利用温度变化产生的压力差将工质ⅱ输送至螺杆膨胀发电机,利用工质的余热进行发电；之后，在一定程度上降温的工质ⅱ通过热回收装置与地下水等冷水进行热交换，得到的高温水可以应用在采暖等方面；本装置通过工质ⅱ的多级换热，能够将工厂中使用的工质ⅰ的余热进行充分交换，大大降低了热量的浪费。
附图说明
24.图1为实施例1的连接结构示意图。
25.其中：1、热交换装置；11、余热端进口；12、工质ⅱ出口；13、工质ⅱ进口；14、预热端出口；2、螺杆膨胀发电机；3、热回收装置；31、冷却水进口；32、冷却水出口；4、二级冷凝器；41、工质回液管；42、气态工质出口；43、中间工质管；44、液态工质进液管；45、电子膨胀阀；5、储液罐。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
27.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一元件，它可以直接在另一元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一元件，它可以是直接连接到一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
29.本实施例提供的一种余热发电系统，结构如图1所示，包括热交换装置1，热交换装置1内设有连通的余热端进口11和预热端出口14，其中流通的是工厂使用的带有余热的工质ⅰ；热交换装置1中还设有连通的工质ⅱ进口13和工质ⅱ出口12，其中流通的是用于实现多级热交换的工质ⅱ。
30.由于加热后的带有余热的工质ⅰ温度较高，能够与工质ⅱ进行换热，将大部分的热量传递至工质ⅱ，而换热完成后的工质ⅰ则继续投入工厂中的循环利用，减少热量逸散和浪费。
31.如图1所示，热交换装置1的工质ⅱ出口12位置连通有螺杆膨胀发电机2，经热交换后的工质ⅱ温度发生变化，通过温度变化形成的压力差进入螺杆膨胀发电机2，利用工质ⅱ的热能作为动力源进行发电，实现了工质ⅰ余热的第一次利用，减少了能量浪费。
32.如图1所示，螺杆膨胀发电机2外设有热回收装置3，工质ⅱ经螺杆膨胀发电机2流出后进入热回收装置3进行换热，热回收装置3中设有相互连通的冷却水进口31和冷却水出口32，其中流通的是冷却水，此处的冷却水可以为地下水，用以节省成本；工质ⅱ与冷却水进行热量交换，将冷却水加热为热水，可以用作采暖、盥洗等用途，实现了工质ⅰ余热的第二次利用。
33.如图1所示，热回收装置3外设有二级冷凝器4和储液罐5，热回收装置3与储液罐5之间通过工质回液管41连通，同时，二级冷凝器4也连通至工质回液管41。工质ⅱ在热回收装置3中换热后，形成有冷凝后的液态工质ⅱ，以及气液混合态的中间态工质ⅱ。液态工质直接通过工质回液管41进入储液罐5中存储。
34.而中间态工质ⅱ则通过设于热回收装置3与二级冷凝器4之间的中间工质管43进
入二级冷凝器4内，经二级冷凝器4冷凝后的工质ⅱ重新变为液态，并回到储液罐5中存储。同时储液罐5与二级冷凝器4之间设有液态工质进液管44，用于输送液态的工质ⅱ，液态工质进液管44上设置电子膨胀阀45。储液罐5中的液态工质ⅱ通过液态工质进液管44进入二级冷凝器4内。
35.在二级冷凝器4中形成气态的工质ⅱ，通过二级冷凝器4上的气态工质出口42输送到热交换装置1的工质ⅱ进口13，能够实现工质ⅱ的循环利用。二级冷凝器一方面能够对回流的中间态工质ⅱ进行换热冷却，另一方面也能够使用换热后的热量对电子膨胀阀中的工质ⅱ进行加热，节约了能源。
36.在本实用新型中，采用了两种工质，工质ⅰ为工厂内使用的余热工质，工质ⅱ则为在换热过程中使用的工质。工质ⅰ使用后的余热，首先可以与工质ⅱ进行换热，换热后的工质ⅰ继续投入生产使用；工质ⅱ通过温度升高形成的压力差输送至螺杆膨胀发电机，利用交换后的热量进行发电，进一步利用工质的余热；然后经过发电使用的工质ⅱ再通过热回收装置与地下水等冷水进行热交换，得到的高温水应用在采暖等方面；最后工质ⅱ回到储液罐中存储，并再次通过二级冷凝器加热为气态后输送至热交换装置进行重复利用。
37.整个过程中，工质ⅱ在自身温度变化产生压差的作用下输送，而经过两次换热后，能够将工质ⅰ的余热进行充分使用，大大降低了热量的浪费。
38.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。