[实用新型]一种余热利用系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种余热利用系统，特别是涉及一种能够充分利用工业余热产生动力进行发电的螺杆膨胀动力系统。

【背景技术】

我国的一次能源现状不容乐观，煤炭资源储量虽然世界排名第二(美国第一，是我国储量的一倍)，但我国可开采的煤炭资源不足百年时间，远少于世界前六位储煤量的国家；我国的石油和天然气资源也仅够开采几十年，世界范围内的石油开采也可能在本世纪内短缺。

由于我国能源结构的特点，能源没有实现充分的阶梯利用，余热资源量大而分布广泛。例如，我国现有相当部分的工业锅炉的额定蒸汽压力为1.3MPa，而使用时，却需要降压运行、减温减压使用，造成大量的浪费。

在石油化工行业，因为工艺过程中伴随着大量的蒸汽，也产生大量的废热液。这些废弃放掉的热源本可以回收利用。同样在冶金和钢铁行业，仅回收钢铁企业的冲渣废热水(80-90度)一项，就可以为每个企业带来2MW到5MW的电能，对于世界最大钢铁产量的我国来说，其社会效益和经济效益是不可估量的。另外，钢铁企业的废弃蒸汽也很多，远远多于冲渣废热水废弃的能量，因而回收能源的空间将是巨大的。

在电力企业尤其在热电联产企业，有许多减温减压蒸汽节流的能量损失，以及排放废热(如连排水排放)的能量损失。例如冬天供暖的热电厂，一般用高品位蒸汽来加热低品位的供暖热水，造成极大的能源品质的浪费。若将加热蒸汽先通过螺杆膨胀机发电(或拖动负载)，然后再加热供暖热水，可以大幅度降低厂用电量，发电成本仅为原电厂成本的1/3-1/5。

在地热发电和太阳能发电方面，螺杆膨胀机也可提供非常好的能量转换途径。地热水可以直接进入螺杆膨胀机驱动发电机发电，省掉了地热水结垢腐蚀带来系统庞大投资和维护的问题，前景广阔。原来的太阳能发电主要采用光电转换技术，存在成本高以及长期可靠性差的问题；现在可利用普通太阳能板吸收热量再通过螺杆膨胀机发电，系统简单而且造价大幅度降低，具有非常大的应用前景。

在其他行业，包括建材水泥、造纸印染、纺织、糖业食品、酒业、药厂等领域，也存在同样的能源损失问题。

炼钢厂目前的转炉蒸汽回收系统通常是将转炉汽包蒸汽经过蒸汽管道汇总到一根蒸汽母管，经过该蒸汽母管将汇总的蒸汽送到蓄热器稳压，从蓄热器引出的蒸汽经减温减压后供厂区蒸汽管网用汽。目前国内外转炉炼钢厂减温减压的习惯做法是在从蓄热器引出的蒸汽管路中加装一台气动/电动调节阀进行调压以达到减压效果。这种调压方式存在着显著不足，那就是利用调节阀降压所带来的降压节流能量损失非常大，不符合我国近期所提出的节能减排、建设循环经济的政策。能否将降压节流所产生的能量损失采取一定的方式/装置予以回收就成为人们日益关注的问题。但是，其存在如下需要克服的技术问题，第一，蓄热器所提供的蒸汽品质为饱和蒸气(蒸汽干度低、含水量大)，常规能量转化设备不适用；第二，蓄热器所提供的蒸汽存在一定的能量波动；第三，厂区蒸汽管网用汽汽压为恒压，故替代调节阀的能量回收装置必须能起到减压并稳压的作用。

综上所述，需要一种余热利用系统，其可以解决现有的能量利用不充分的问题。

【发明内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种余热利用系统，其能够回收低品位热能并直接转换成电能。

为解决上述技术问题，根据本实用新型一优选实施例，提供了一种余热利用系统，与现有蒸汽管网并联，用于利用蒸汽做功进行发电，并将做功后的蒸汽供应至用汽设备。其中，该余热利用系统包括通过蒸汽管路相连的减温喷水单元、螺杆膨胀机单元、多个蒸汽测量阀、多个蒸汽控制阀以及疏水阀，管网蒸汽经过该减温喷水单元进行降温之后流入该螺杆膨胀机单元做功发电，做功之后的蒸汽再经蒸汽管路供应至该用汽设备。该螺杆膨胀机单元包括螺杆膨胀机以及相连的发电机组，其中，蒸汽推动该螺杆膨胀机工作进而带动该发电机组发电；该多个蒸汽测量阀设于该蒸汽管路之上，用于测量蒸汽的流量、温度及压力参数；该多个蒸汽控制阀设于该蒸汽管路之上，用于控制蒸汽的流量；该疏水阀设于该蒸汽管路之上，用于阻汽排水。

根据本实用新型又一优选实施例，该蒸汽管网内的蒸汽温度为350-500度，压力为3-5兆帕；该减温喷水单元所供水的温度为90-150度，压力为5-6兆帕；经过该减温喷水单元降温之后的蒸汽温度为200-350度，压力为2-3.5兆帕；经该螺杆膨胀机单元做功之后的蒸汽温度为180-300度，压力为1-3兆帕。