[发明专利]一种利用水泥窑余热的多级发电系统

摘要

本发明公开了一种利用水泥窑余热的多级发电系统，包括SCO2发电系统、蒸汽发电系统和ORC发电系统，其中，水泥窑废气余热加热SCO2发电系统中的工质进入SCO2透平中膨胀，带动SCO2系统发电机发电，随后进入蒸汽加热器中冷却经由SCO2压缩机循环；蒸汽发电系统中的工质在蒸汽加热器中吸收SCO2工质的剩余热量进入水蒸气透平中膨胀，带动蒸汽系统发电机发电，随后进入ORC加热器中冷却经由给水泵循环；ORC发电系统中的工质在ORC加热器中吸收水蒸气工质的剩余热量进入ORC透平中膨胀，带动ORC系统发电机发电，随后经冷凝器和增压泵循环。本发明利用SCO2、水蒸气以及ORC发电系统三级利用水泥窑废气的余热，能够显著提升热能利用效率，具有较高的工程价值及经济效益。

主权项

1.一种利用水泥窑余热的多级发电系统，其特征在于，包括水泥窑废气(1)、SCO₂加热器(2)、SCO₂透平(3)、SCO₂系统发电机(4)、SCO₂压缩机(5)、电动机(6)、蒸汽加热器(7)、水蒸气透平(8)、蒸汽系统发电机(9)、给水泵(10)、ORC加热器(11)、ORC透平(12)、ORC系统发电机(13)、ORC冷凝器(14)和增压泵(15)；其中，利用水泥窑余热的多级发电系统包含SCO₂发电系统、水蒸汽发电系统及ORC发电系统；SCO₂发电系统作业时，水泥窑废气(1)加热SCO₂加热器(2)中的SCO₂工质，随后进入SCO₂透平(3)中膨胀，带动SCO₂系统发电机(4)转动发电，SCO₂工质随后进入蒸汽加热器(7)中与蒸汽发电系统中的工质进行换热得到冷却，进入SCO₂压缩机(5)提升压力，其中压缩机所需的电能由电动机(6)提供，如此循环；蒸汽发电系统作业时，蒸汽工质在蒸汽加热器(7)中吸收SCO₂工质的剩余热量，随后进入水蒸气透平(8)中膨胀，带动蒸汽系统发电机(9)转动发电，蒸汽工质随后进入ORC加热器(11)中与ORC发电系统中的工质进行换热得到冷却，最后由给水泵(10)重新泵入蒸汽加热器(7)中进行循环；ORC发电系统作业时，ORC工质在ORC加热器(11)中吸收水蒸气工质的剩余热量，随后进入ORC透平(12)中膨胀，带动ORC系统发电机(13)转动发电，随后进入ORC冷凝器(14)中凝结回收，经由增压泵(15)重新泵入ORC加热器(11)中循环。