[发明专利]一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电系统

说明书

一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电系统，属于工业余热利用领域。包括热源子系统、工质循环子系统、润滑油子系统、电气控制子系统、并网发电子系统、冷却循环子系统，该系统可以通过电气控制子系统调节风机鼓风量，保证烟气余热与冷风掺混后的流量和温度稳定，保证变工况时烟气余热能与蒸发器内的有机工质稳定换热；此发电系统采用撬装形式，并且无储液罐，缩减系统整体体积，保证发电系统占地面积极小；同时设置了工质侧旁通阀，保证机组安全运行，为了防止有机工质通过工质侧旁通阀倒流到油气分离器而不流进冷凝器，在油气分离器之后设置防倒流装置；单螺杆膨胀机适合全流膨胀，变工况能力优越，等熵效率高，维修费用低。

技术领域

本发明涉及一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式烟气余热发电系统，属于工业余热利用领域，特别涉及烟气余热发电领域。

背景技术

烟气余热占工业余热资源总量的50％以上，分布广泛，如冶金、化工、建材、机械、电力等行业，各种冶炼炉、加热炉、内燃机和锅炉的排气排烟，而且有些工业窑炉的烟气余热量甚至高达炉窑本身燃料消耗量的30％—60％，是余热利用的主要对象。

在对余热资源利用过程中，烟气余热利用受到了广泛的关注，利用数量庞大的烟气余热每发1kW·h电量，约可节约0.4kg标准煤及4kg水的消耗，减少约1.1kg的CO2、SO2及氮氧化物等物质的排放，将烟气余热所具有的热能转换为电能，是提高能源利用效率和降低环境污染的主要途径。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电系统，此技术背景是利用有机朗肯循环技术，采用低沸点有机工质回收烟气余热，此系统由蒸发器、冷凝器、工质泵、膨胀机四大部件组成；其中热功转换机械单螺杆膨胀机具有理想的力平衡，单机容量大、无余隙容积，易于建立流体动力润滑，适合全流膨胀，此系统冷端处于正压状态，无需配置真空维持系统，为了满足小体积撬装式需求，合理规划设备空间位置，简约设备资源，去掉了储液罐，设置了防倒流装置，此系统结合以往工程实践，这是一套能稳定运行的并网发电系统。

发明内容

本发明的目的是设计一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电系统，着眼于利用烟气余热利用问题，本发明利用烟气余热进行发电，其设计思路主要在两方面，一方面此系统是针对现有的工业设备排放出的烟气余热进行回收发电，这也就决定了此系统是后续配套安装，对于场地的要求极为严苛，所以采用撬装式，发明设计时尽可能减小系统占地面积和体积，另一方面，需要保证系统能够稳定安全的运行，便于检修，发明设计出了完善的泵管阀安装方案，使系统便于产业化投产。

为了实现上述目标，本发明采用了以下技术方案：

一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电系统，其特征在于，包括余热源子系统、有机工质循环子系统、并网发电子系统、润滑油子系统、冷却循环子系统、电气控制子系统，共六个子系统，其中：

烟气余热管道(45)上设有烟气旁路风机(25)，烟气旁路风机(25)下游的烟气余热管道(45)分为两路，第一路烟气旁路流经烟气旁路调节阀(26)到消音器(27)，第二路烟气旁路依次流经烟气入口调节阀(28)、蒸发器(21)、烟气出口调节阀(29)，最后与第一路烟气旁路合流经过消音器(27)排放到大气环境中，此段管路为余热源子系统；