[实用新型]一种回收生物质烟气余热耦合热管冷凝器的ORC系统

说明书

本发明涉及一种回收生物质烟气余热耦合热管冷凝器的ORC系统。该系统由生物质燃烧系统、空气‑烟气换热系统和工质循环系统构成，所述生物质燃烧系统包括通过管道相连的生物质干燥单元和所述生物质燃烧炉；所述空气‑烟气换热系统包括引风机、所述热管冷凝器、所述生物质燃烧炉、所述预热器、所述蒸发器和所述生物质干燥单元；所述工质循环系统依次经过所述预热器、所述蒸发器、透平发电机组、回热器、所述热管冷凝器和工质泵，之间通过管道相连，形成闭合回路。本发明实现了热管换热器技术和ORC发电技术的结合，将生物质燃烧烟气废热转化成机械能和电能，并能高效地回收、利用冷凝废热，实现了能源的多级利用、提高了系统的能源利用率。

技术领域

本发明涉及一种发电系统，具体涉及一种有机工质朗肯循环余热发电系统，此外，透平膨胀机与引风机同轴直连，发电同时带动引风机工作，实现了能量的多效利用，属于节能技术领域。

背景技术

随着现代经济、社会的快速发展，人们对能源的需求量越来越大，能源短缺环境污染已经成为世界范围的难题，节能减排持续发展已经成为行业的新标准。在化工、石油、钢铁、轻工等领域生产过程中会产生大量的余热，据科学资料数据显示，目前人类所利用的热能有50%最终以废热形式排出。余热回收、利用的潜力虽然巨大，但这些废热也具有温度不高、品质低的特点，如何高效利用中、低温余热，一直是能源领域研究的热点，其中，ORC（Organic Rankine Cycle，有机朗肯循环）余热发电技术是为人们广泛研究的一种低温余热利用技术。

热管技术也是低温余热领域的重要研究成果，热管由管内抽成负压后充入工作介质密封而成，热管的一端为蒸发端，另一端为冷凝端，通过工作介质的相变，实现热量的传输，相对于传统换热器，其换热效率有较大的提高。

此外，生物质被认为是零碳排放能源，为减缓温室效应，生物质能源在国内外得到不同程度的推广应用，并以生物质直燃、生物质与煤混燃、生物质燃气等不同形式部分替代了传统燃煤电厂。但生物质能源作为燃料热值低，产生相同热负荷时烟气量较传统燃料大，随着生物质的推广使用和节能减排的迫切需求，对生物质燃料的烟气进行回收、利用也成必要。

在低温余热利用领域，将热管技术和ORC技术相结合，并应用于生物质直燃烟气的废热回收、利用，不仅可以减少能源消耗、提高经济效益，还会减少对环境的热污染和碳排放，实现节能减排。

发明内容

本发明提供了一种回收生物质烟气余热耦合热管冷凝器的ORC系统,它综合应用了热管换热原理和有机工质朗肯循环余热发电原理，包括生物质燃烧系统、空气-烟气换热系统和工质循环系统；所述生物质燃烧系统与所述空气-烟气换热系统在生物质干燥单元和生物质燃烧炉处分别耦合相连，所述空气-烟气换热系统与所述循环工质系统通过蒸发器预热器和热管冷凝器耦合连接；所述生物质燃烧系统包括通过管道相连的生物质干燥单元和所述生物质燃烧炉，所述生物质干燥单元连接生物质给料口和湿冷风出口，所述生物质燃烧炉连接卸灰口；所述空气-烟气换热系统包括引风机、所述热管冷凝器、所述生物质燃烧炉、所述预热器、所述蒸发器和所述生物质干燥单元，所述引风机接有空气进口，所述预热器连接排烟出口，所述热管冷凝器可分为热管加热段、热管冷凝段和热管三部分，所述热管加热段与所述热管冷凝段壳体内的介质并不相通，所述热管贯穿相连所述热管加热段和所述热管冷凝段；所述热管冷凝段出口管段分为第一支管和第二支管，所述第一支管与所述生物质干燥单元相连；所述第二支管连接所述生物质燃烧炉；所述工质循环系统依次经过所述预热器、所述蒸发器、透平发电机组、回热器、所述热管冷凝器和工质泵，之间通过管道相连，形成闭合回路；所述工质泵出口管线连接所述回热器冷流入口，所述回热器冷流出口连接所述预热器冷流入口；所述透平发电机组排气连接所述回热器热流进口，所述回热器热流出口连接所述热管加热段。

优选地，所述第一支管上设有第一调节阀，所述第二支管上设有第二调节阀。

优选地，所述热管冷凝器形式可以为一体式重力热管或分离式环路热管，所述热管的对应形式分别为重力热管和环路热管。