[发明专利]带蓄热器的内燃机排气余热回收系统及控制方法

摘要

带蓄热器的内燃机排气余热回收系统及控制方法，利用导热油回路将内燃机排气余热传递给有机朗肯循环回路中的有机工质，实现有机工质蒸发，利用串联在有机朗肯循环回路中的蓄热器从有机工质吸收或释放热量，利用膨胀机将膨胀过程的焓变转换为有用功输出，根据内燃机转速和负荷在小范围内调节有机工质流量，根据蓄热器出口的有机工质过热温度实现蓄热回路工质流量闭环控制，以排气管出口尾气温度为反馈量实现导热油流量闭环控制，以冷凝器出口有机工质温度为反馈量实现风扇电机的闭环控制。该余热回收系统能充分利用内燃机排气余热，保证内燃机动态工作过程中因排气余热大范围变化时有机工质流量变化不致太大，从而保证膨胀机输出功率波动幅度不大。

主权项

带蓄热器的内燃机排气余热回收系统，利用导热油回路将内燃机排气中的余热传递给有机朗肯循环回路中的有机工质，实现有机工质的蒸发气化，利用串联在有机朗肯循环回路中的蓄热器从有机工质吸收热量或释放热量给有机工质，利用单螺杆膨胀机将高焓工质膨胀过程中的焓变转换为有用功输出，带动发电机发电，利用控制系统实现内燃机不同工况下排气余热利用的最大化；其特征在于：所述的导热油回路，包含工质泵(11)，排气热交换器(4)，蒸发器(8)，排气常开开关阀(5)，排气常闭开关阀(6)以及连接它们的管道；调节电机(9)与工质泵(11)相连并驱动其运转，压力调节阀(10)与工质泵(11)并联，用于限制导热油回路的最高压力差，排气热交换器(4)串接在涡轮出口的排气管上，排气热交换器(4)的壳侧流体为高温废气，管侧流体为导热油，导热油温度传感器(12)安装在排气热交换器(4)出口侧的管道上，在排气热交换器(4)的废气入口前的管道上串接排气常开开关阀(5)，在排气常开开关阀(5)的入口前的管道上的旁路排气管上串接排气常闭开关阀(6)；所述的有机朗肯循环回路，由工质泵(18)，蒸发器(8)，蓄热器(13)，单螺杆膨胀机(25)，冷凝器(14)依次通过管道首尾相连组成；调节电机(19)与工质泵(18)相连并驱动其运转，压力调节阀(20)与工质泵(18)并联，用于限制有机朗肯循环回路的最高蒸发压力，单螺杆膨胀机(25)与发电机(26)相连，带动其发电，冷凝器风扇(15)安装在冷凝器(14)的正前方，由与其同轴的冷凝器风扇调节电机(16)驱动；所述的蓄热回路，由工质泵(23)，控制阀(21)，蒸发器(8)，蓄热器(13)依次通过管道首尾相连组成，调节电机(22)与工质泵(23)相连并驱动其运转。