[发明专利]一种水蒸汽与有机工质耦合的双朗肯循环余热回收系统

说明书

本发明涉及一种水蒸汽与有机工质耦合的双朗肯循环余热回收系统。该系统由水蒸汽朗肯循环子系统和有机工质朗肯循环子系统构成，所述水蒸汽朗肯循环子系统与有机工质朗肯循环子系统通过冷凝‑预热器耦合相连；所述水蒸汽朗肯循环子系统包括一级烟气换热器、水蒸汽膨胀‑发电一体机、冷凝‑预热器和增压水泵，通过管道依次连接并形成闭合回路；所述有机工质朗肯循环子系统由冷凝‑预热器、二级烟气换热器、有机工质膨胀‑发电一体机、冷凝换热器和增压工质泵依次相连，并构成闭合回路；所述一级烟气换热器与烟气进口管段连接，所述一级烟气换热器的烟气出口与所述二级烟气换热器的入口相连，所述二级烟气换热器连接排烟管；所述水蒸汽膨胀‑发电一体机与所述有机工质膨胀‑发电一体机同轴串联连接。本发明将水蒸汽朗肯循环与有机朗肯循环耦合连接，充分利用燃气轮机烟气余热资源发电、供热，实现了废热的梯级利用，节能降耗。

技术领域

本发明涉及一种中低温余热回收利用技术领域，具体涉及一种水蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环耦合的余热发电、供热系统。

背景技术

化石能源短缺和温室效应加剧是世界范围内人类共同面对的资源、环境问题，并且，在长时期内，资源和环境的问题都会制约各国的经济发展、威胁人类的生存环境。这些问题迫使我们向减少化石燃料使用、能源的高效利用、清洁能源开发等方向寻求解决途径。

燃气轮机是工业的主要动力设备和动力源，其额定排烟温度在400-500℃左右，属于中温余热资源，蕴含大量余热。如果对这部分余热资源能够按其品位实现逐级、多次利用，中、高温余热用于水蒸汽朗肯循环发电，低温余热用于有机朗肯循环发电、供热，实现能量的梯级利用，在不额外增加能源消耗的情况下，能够极大地提高能源利用率，还能有效地满足各单位的用能需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够梯级利用燃气轮机余热资源产电、供热，从而实现节能减排的水蒸汽与有机工质耦合的双朗肯循环余热回收系统。

为了达到本发明目的，本发明采用的技术方案是：一种水蒸汽与有机工质耦合的双朗肯循环余热回收系统，该系统由水蒸汽朗肯循环子系统和有机工质朗肯循环子系统构成，所述水蒸汽朗肯循环子系统与有机工质朗肯循环子系统通过冷凝-预热器耦合相连；所述水蒸汽朗肯循环子系统包括一级烟气换热器、水蒸汽膨胀-发电一体机、冷凝-预热器和增压水泵，通过管道依次连接并形成闭合回路；所述有机工质朗肯循环子系统由冷凝-预热器、二级烟气换热器、有机工质膨胀-发电一体机、冷凝换热器和增压工质泵依次相连，并构成闭合回路；所述冷凝-预热器的热侧流体进、出口分别与水蒸汽膨胀-发电一体机排气管和增压水泵入口连接，所述冷凝-预热器的冷侧流体进、出口分别与增压工质泵和二级烟气换热器的冷侧流体入口管连接；所述一级烟气换热器与烟气进口管段连接，所述一级烟气换热器的烟气出口与所述二级烟气换热器的入口相连，所述二级烟气换热器连接排烟管；所述水蒸汽膨胀-发电一体机与所述有机工质膨胀-发电一体机同轴串联连接；所述冷凝换热器连接冷水进口管和热水出口管。

采用了上述本方案后，高温烟气先为水蒸汽朗肯循环子系统提供热源发电，降温后的烟气进入有机工质朗肯循环子系统进行二次换热，为该系统提供热源发电、供热，形成了水蒸汽与有机工质耦合的双朗肯循环余热回收系统，对比单一朗肯循环系统，本方案能在不额外增加能源消耗的情况下，能够极大地提高能源利用率，还能有效地满足各单位的用能需要。

附图说明

图1为本发明所提供的水蒸汽与有机工质耦合的双朗肯循环余热回收系统的流程示意图。图1中：一级烟气换热器1；水蒸汽膨胀-发电一体机2；冷凝-预热器3；增压水泵4；二级烟气换热器5；有机工质膨胀-发电一体机6；冷凝换热器7；增压工质泵8；烟气进口管段9；排烟管10；冷水进口管11；热水出口管12。

具体实施方式