[实用新型]一种热水余压余热回收系统

说明书

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，涉及一种热水余压余热回收系统。背景技术

当前，面对世界能源形势的紧张情况，国内外一直在研究可替代的新型能源，同时也在节能减排过程中,对能量进行回收利用。2012年，国务院正式印发了《节能减排“十二五”规划》，特别明确了“十二五”节能减排的重点工程，余压余热利用在节能改造工程中被重点提及。

实用新型内容

本实用新型解决的问题在于提供一种热水余压余热回收系统，将热水中的压能和热能分别通过水轮机和ORC透平进行回收，从而实现对热水余压余热的充分利用。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种热水余压余热回收系统，包括水轮机发电装置和ORC（有机朗肯循环）发电装置；所述的水轮机发电装置包括水轮机和发电机，所述的ORC发电装置包括蒸发器、ORC透平、冷凝器和工质泵；热水通过管路先进入水轮机，水压推动水轮机转动，水轮机通过联轴器驱动发电机运行；减压后的热水经管道进入蒸发器与有机工质换热，放热后的低温热水被排出，吸热的有机工质气化并输送至ORC透平膨胀做功，通过齿轮减速箱驱动发电机运行；在ORC透平中做功后的有机工质乏气，通过冷凝器冷凝成液态，液态工质通过工质泵输送回到蒸发器。

所述的水轮机和ORC透平分别驱动一台发电机，或者同时驱动同一台发电机。

所述当水轮机和ORC透平共轴，同时驱动同一台发电机，在初始启动时，水轮机先运转做功，驱动发电机运行，共轴的ORC透平允许在短时间内空转运行。

所述的发电机替换为泵或风机运行。

所述的热水进入水轮机的管路上还设有直接进入蒸发器的旁路，当热水中的压能没有回收价值时，通过旁路直接进入蒸发器。

所述的水轮机为反转的离心水泵，所述的发电机为永磁高速交流发电机；所述的ORC透平为轴流式或者向心式，其转速在1500～50000r/min，采用静叶可调或不可调。

所述的ORC透平采用静叶可调实现流量和压力调节，适应工况的变化；所述的静叶可调用透平前调节阀进行调节。

所述的热水参数压力范围：0.5～3.5MPa，温度范围：60～240℃。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的热水余压余热回收系统，能够热水中可利用的能量（余压余热）进行有效地回收转化：热水中的压能和热能分别通过水轮机和ORC透平进行回收。首先热水通过水轮机做功，其压能转换为机械能；然后热水再进入ORC发电系统，与系统中的有机工质进行热量交换，有机工质在透平中膨胀做功，其热能转换为机械能；再利用发电机将机械能转换为电能。

本实用新型提供的热水余压余热回收系统，可以回收压力在0.5MPa～3.5MPa，温度在60℃～240℃之间的热水；系统主要应用于冶金、石化等行业，像钢铁厂产生的冷却循环水，石化行业炼油过程中的催化、裂化、焦化冷却循环水等都存在大量余热。因此这项技术有很广阔的应用市场及良好的社会效益。

本实用新型提供的热水余压余热回收系统，其所采用的ORC工质是一种低沸点有机物，将热水的低温余热进行利用，吸热后气化，有机工质常为干流体，无需装设过热器，从高压到低压始终保持干燥状态，消除了高速情况下湿气水滴冲击透平产生的腐蚀损坏。采用的有机工质比水蒸气密度大、比容小，可以减小透平设计尺寸（特别是末叶片高度及排气管道尺寸），节约成本。低沸点工质蒸气中的声速约为水蒸汽声速的一半，因此设计的透平转子直径也为汽轮机转子直径的一半。因此，本实用新型提供的本系统具有简单、可靠、经济的特点。

附图说明

图1为热水余压余热回收系统示意图之一；

图2为热水余压余热回收系统示意图之二；

图1是，水轮机和ORC透平分别驱动发电机或驱动泵/风机。

其中：1为截止/调节阀；2为水轮机；3为发电机；4为蒸发器；5为ORC透平；6为冷凝器；7为工质泵；8为齿轮减速箱；9为发电机。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。