[发明专利]双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电装置

说明书

公开了一种双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电装置，包括：物料‑水换热器，其被配置为实现中高温物料与低温水之间的热量交换，产生中温中压蒸汽；双转子膨胀机，其被配置为接收中温中压蒸汽，使中温中压蒸汽进入膨胀腔中膨胀，推动内转子和外转子转动，使与内转子相连的轴带动第一发电机发电，并排出减压蒸汽；以及有机朗肯循环膨胀机，其被配置为接收减压蒸汽，使减压蒸汽在其蒸发器中与有机工质进行热量交换，使有机工质相变蒸发为高压蒸气，推动轴转动，带动第二发电机发电，并使做功后的有机工质在冷凝器中冷凝为液态，由工质泵重新打回蒸发器；并且使减压蒸汽在蒸发器中的热量交换后冷凝为低温水，返回物料‑水换热器。

技术领域

本发明涉及石化等行业内物料余热的回收利用，具体涉及一种双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电装置及方法。

技术背景

石化炼油厂通常有较大的电力需求，工艺流程中的各类电机、水泵、风机需要大量的电力。目前通常使用自备电厂的电力供给，不足部分外购电力满足生产需求，电力成本高。同时石化炼油厂内通常有丰富的中温余热/废热(物料温度>150℃)，资源潜量巨大，这些热量通常经空冷或水冷等方式换热后排放至大气中，造成巨大的能源浪费。循环水或风机等在此过程中还需要消耗大量电力，水冷塔的水耗费用也不可小视。

发明内容

在本发明的一个方面，提供了一种双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电装置，包括：物料-水换热器，其被配置为实现中高温物料与低温水之间的热量交换，从而产生中温中压蒸汽；双转子膨胀机，其被配置为接收所述中温中压蒸汽，使所述中温中压蒸汽进入膨胀腔中膨胀，推动内转子和外转子转动，从而使与内转子相连的轴带动第一发电机发电，并排出减压蒸汽；以及有机朗肯循环膨胀机，其被配置为接收所述减压蒸汽，使所述减压蒸汽在其蒸发器中与有机工质进行热量交换，使所述有机工质相变蒸发为高压蒸气，推动轴转动，从而带动第二发电机发电，并使做功后的有机工质在冷凝器中冷凝为液态，由工质泵重新打回所述蒸发器，实现工质的闭路循环；并使所述减压蒸汽在所述蒸发器中的热量交换后冷凝为低温水，返回所述物料-水换热器。

在本发明的另一个方面，提供了一种双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电方法，包括：由物料-水换热器实现中高温物料与低温水之间的热量交换，从而产生中温中压蒸汽；由双转子膨胀机接收所述中温中压蒸汽，使所述中温中压蒸汽进入膨胀腔中膨胀，推动内转子和外转子转动，从而使与内转子相连的轴带动第一发电机发电，并排出减压蒸汽；由有机朗肯循环膨胀机接收所述减压蒸汽，使所述减压蒸汽在其蒸发器中与有机工质进行热量交换，使所述有机工质相变蒸发为高压蒸气，推动轴转动，从而带动第二发电机发电，并使做功后的有机工质在冷凝器中冷凝为液态，由工质泵重新打回所述蒸发器，实现工质的闭路循环；并使所述减压蒸汽在所述蒸发器中的热量交换后冷凝为低温水，返回所述物料-水换热器。

根据本发明的实施例的术方案，借助于双转子膨胀机串联有机朗肯膨胀机进行余热发电，可梯级利用石化炼厂内的中温废热，为厂内生产提供部分电力供给，同时还能节省循环水或风机等原本需要的水耗/电耗等费用。

附图说明

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电装置；

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的双转子膨胀机串联有机朗肯循环膨胀机的余热发电方法。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。