[发明专利]一种优先供热的两级有机朗肯循环热电联供系统及调控方法

说明书

本发明公开了一种优先供热的两级有机朗肯循环热电联供系统及调控方法，属于能源技术领域。包括余热换热单元、导热油分配及控制单元、供热单元、第一有机朗肯循环发电单元和第二有机朗肯循环发电单元，余热换热单元将中温的烟气余热能量进行一级换热至导热油，导热油由导热油分配及控制单元分配至供热单元和第一有机朗肯循环发电单元，供热单元和第一有机朗肯循环发电单元并联工作，与导热油换热后的烟气余热进入第二有机朗肯循环发电单元进行二级发电。通过一级换热得到高温热量，通过导热油分配及控制系统优先满足供热系统的电负荷，达到优先稳定供热的目的，剩余热量再通过两个有机朗肯循环发电系统进行两级发电，实现更优热电联供比例。

技术领域

本发明属于能源技术领域，涉及一种优先供热的两级有机朗肯循环热电联供系统及调控方法。

背景技术

工业余热的回收利用具有重大意义，热电联供技术利用热交换回收热能的同时还可以将部分热能转化成电能，是余热回收中的主要工艺。有机朗肯循环(ORC)采用低沸点的有机工质进行热功转化，在回收200℃以下低温余热方面，有机朗肯循环和蒸汽朗肯循环相比更有优势。且ORC系统具有结构紧凑、启停方便、负荷适应性好及维护费用低。ORC低温余热发电技术相对成熟，已有许多利用有机朗肯循环回收中低温热能的应用实例报道，如利用油田地热发电的有机朗肯循环机组，以及采用有机工质朗肯循环系统对150℃左右水泥窑余热烟气及水泥窑筒体辐射余热进行回收发电。

大多数热电联供的余热回收系统为保证ORC系统平稳运行，采用优先供电模式，这会导致供热波动，同时也无法满足特定变化的供热需求。此外，冬夏季烟气热源也可能产生波动，这就需要余热回收利用系统具有一定的调节能力。但是，当前已有的余热回收利用系统还未见能够通过合理调节热源达到优先供热目的的相关报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种优先供热的两级有机朗肯循环热电联供系统，该系统能够根据供热需求，在热源变动下通过热源调节控制系统合理分配供热和供电的热源，达到优先供热的目的。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的一种优先供热的两级有机朗肯循环热电联供系统，包括余热换热单元、导热油分配及控制单元、供热单元、第一有机朗肯循环发电单元和第二有机朗肯循环发电单元；

所述导热油分配及控制单元包括计算机、两个导热油分配电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器和导热油泵；两个导热油分配电磁阀入口端与余热换热单元连接，其中一个导热油分配电磁阀的出口端与供热单元相连，另一个导热油分配电磁阀的出口端与第一有机朗肯循环发电单元相连，计算机分别与第一温度传感器和第二温度传感器相连，第一温度传感器用于探测导热油与烟气换热后出口温度，第二温度传感器探测导热油与烟气换热前进口温度；导热油分别通过供热单元和第一有机朗肯循环发电单元后，合流通过导热油泵连接至余热换热单元的导热油进口；

余热换热单元将中温的烟气余热能量进行一级换热至导热油，导热油经由导热油分配及控制单元分配至供热单元和第一有机朗肯循环发电单元，供热单元和第一有机朗肯循环发电单元并联工作，与导热油换热后的烟气余热进入第二有机朗肯循环发电单元进行二级发电。

优选地，所述余热换热单元设置烟气换热器，烟气换热器的导热油出口端与两个导热油分配电磁阀的入口端相连，导热油泵的出口端与烟气换热器的导热油进口端相连。

进一步优选地，所述烟气换热器采用板式换热器。

优选地，所述供热单元设置换热器，由其中一个导热油分配电磁阀分配至供热单元的导热油通过换热器换热，换热器的出口端与通过导热油泵连接至换热单元导热油进口。