本發(fā)明屬于工業(yè)余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

面對全球氣候變暖和資源環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我國“十三五”再次強調(diào)指出“在改革環(huán)境治理基礎(chǔ)制度的同時，要支持綠色清潔生產(chǎn)，推動建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展產(chǎn)業(yè)體系”，除了對煤炭、石油、天然氣、可再生能源、核電等燃料之間關(guān)系的統(tǒng)籌規(guī)劃，“十三五”能源規(guī)劃把化解過剩產(chǎn)能作為重要政策導(dǎo)向，強調(diào)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、加強多元化的能源供應(yīng)以及統(tǒng)籌平衡。

工業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，也是能源消耗的主要領(lǐng)域，其能源消耗量占國家能源消耗總量的70%左右，但其中約50%的工業(yè)用熱最終以低品位余熱的形式直接排放。工業(yè)余熱就是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中，沒有被利用的熱能，廣泛存在于鋼鐵、有色金屬、建材、化工、煤炭、電力、石油、石化等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，其中包括鍋爐尾氣、工業(yè)冷卻水、生產(chǎn)工藝過程中排放的熱量、凝汽式汽輪機尾氣等等。

研究表明，在各種類型的工業(yè)余熱中，可回收利用的余熱資源部分占總余熱資源的60%，對工業(yè)余熱進行有效地回收不僅具有巨大的經(jīng)濟效益，也具有一定的環(huán)保效益。據(jù)統(tǒng)計，我國高耗能行業(yè)的年余熱節(jié)能潛力超過了1000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可見余熱資源回收潛力非常大。與此同時，對余熱資源進行利用也是解決我國日益嚴(yán)重的能源環(huán)境危機的有效途徑，對我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略有重大影響。

現(xiàn)有的余熱鍋爐發(fā)電技術(shù)只在回收高品位工業(yè)余熱中具有較好的轉(zhuǎn)換效率，針對中低品味工業(yè)余熱轉(zhuǎn)換效率低；工業(yè)熱泵技術(shù)、熱交換技術(shù)的產(chǎn)品單一，多為熱水。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)，構(gòu)建一個小型ORC循環(huán)發(fā)電的分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)，以工業(yè)余熱為驅(qū)動熱源，使系統(tǒng)自動運行同時輸出電能和熱能，工業(yè)余熱轉(zhuǎn)換效率低，回收利用效率高，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵，蒸發(fā)器輸出口連接到膨脹機輸入口，膨脹機輸出口連接到冷凝器輸入口，冷凝器輸出口連接到工質(zhì)泵，工質(zhì)泵連接到蒸發(fā)器，蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵構(gòu)成主回路，蒸發(fā)器上還連接有余熱回收的熱源回路，冷凝器上連接有冷凝回路，膨脹機上還連接有發(fā)電機。

優(yōu)選的，上述主回路中循環(huán)流動的有機工質(zhì)采用R245fa。

優(yōu)選的，上述工質(zhì)泵連接有存放工質(zhì)液體的儲液罐，工質(zhì)泵選用離心泵（IB80-50-315型）。

優(yōu)選的，上述蒸發(fā)器采用板式換熱器，板寬為0.7m，板片間距為0.002m，板片長度為0.315m，板片單片換熱面積為0.0023m²。

優(yōu)選的，上述膨脹機采用螺桿型膨脹機。

優(yōu)選的，上述冷凝器采用翅片管式、風(fēng)冷，管內(nèi)徑為8mm，管外徑為10mm，管長為9.12m。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵構(gòu)成主回路對余熱回路進行余熱回收和冷凝回路進行利用以及發(fā)電機進行發(fā)電，可以充分回收在工業(yè)余熱當(dāng)中數(shù)量更多、范圍更廣的中低品位余熱，轉(zhuǎn)換效率高，本發(fā)明回收利用工業(yè)余熱，可以同時實現(xiàn)發(fā)電和產(chǎn)能，不但能緩解能源危機，還可減輕因為余熱所引起的環(huán)境污染，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。

實施例：如圖1所示，一種工業(yè)余熱回收系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵，蒸發(fā)器輸出口連接到膨脹機輸入口，膨脹機輸出口連接到冷凝器輸入口，冷凝器輸出口連接到工質(zhì)泵，工質(zhì)泵連接到蒸發(fā)器，蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質(zhì)泵構(gòu)成主回路，蒸發(fā)器上還連接有余熱回收的熱源回路，冷凝器上連接有冷凝回路，膨脹機上還連接有發(fā)電機。

優(yōu)選的，上述主回路中循環(huán)流動的有機工質(zhì)采用R245fa，該工質(zhì)不僅滿足環(huán)境友好、低毒性、可燃性低的基本原則，而且可使系統(tǒng)產(chǎn)生較高的系統(tǒng)熱力效率。

優(yōu)選的，上述工質(zhì)泵連接有存放工質(zhì)液體的儲液罐，工質(zhì)泵選用離心泵（IB80-50-315型），工質(zhì)泵在ORC中的作用是加壓并輸送液體工質(zhì)，本發(fā)明的工質(zhì)泵采用離心泵（IB80-50-315型），額定體積流量為Q_vN=25m³/h、轉(zhuǎn)速為n_N=1450r/min、揚程為H_N=32m，該工質(zhì)泵具有較合適的應(yīng)用范圍，且耐高溫和耐腐蝕性較好。

蒸發(fā)器是有機工質(zhì)吸收熱源溫度變成高溫高壓蒸汽的部件，很大程度的影響了ORC系統(tǒng)的發(fā)電效率，優(yōu)選的，上述蒸發(fā)器采用板式換熱器，板寬為0.7m，板片間距為0.002m，板片長度為0.315m，板片單片換熱面積為0.0023m²，該蒸發(fā)器可以較快的使工質(zhì)達(dá)到其最佳蒸發(fā)溫度，使循環(huán)凈輸出功達(dá)到最大。

膨脹機作為ORC系統(tǒng)的動力部件，其效率值直接影響整個系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性，一般可分為螺桿型、渦旋型和活塞型等三種。本發(fā)明的膨脹機采用螺桿型膨脹機，較之其他兩種，螺桿型的膨脹機使用范圍更廣、對工況的適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單，不同型號機器的實測數(shù)據(jù)表明，在中小容量范圍內(nèi)（1500kw），螺桿膨脹機的效率要高出其他兩種的 10%~20%，制造成本也相對較小。

冷凝器可以冷凝膨脹機中做功余下的高溫乏氣，為工質(zhì)泵提供液態(tài)的有機工質(zhì)，完成ORC系統(tǒng)的一次工作循環(huán)，優(yōu)選的，上述冷凝器采用翅片管式、風(fēng)冷，管內(nèi)徑為8mm，管外徑為10mm，管長為9.12m。

在主回路的基礎(chǔ)上，以蒸發(fā)器為操作對象，使工業(yè)余熱和有機工質(zhì)進行熱交換的熱源回路，在主回路的基礎(chǔ)上，以冷凝器為操作對象，使恒溫冷卻水吸收冷凝器中從膨脹機膨脹做功之后剩余常壓乏氣的高溫，得到熱水產(chǎn)生熱能，從而構(gòu)成冷凝回路。本發(fā)明采用的ORC技術(shù)低溫?zé)崃ρh(huán)性能優(yōu)越，利用該技術(shù)回收中低溫的工業(yè)余熱，可以高效的同時發(fā)電和產(chǎn)生熱能。

上述主回路中，低溫低壓液態(tài)工質(zhì)經(jīng)工質(zhì)泵加壓進入蒸發(fā)器，與中低品位的工業(yè)余熱換熱變成高壓過熱蒸汽，接著進入膨脹機，推動膨脹機做功，將攜帶的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，再由發(fā)電機進一步轉(zhuǎn)化為電能，膨脹后的乏氣進入冷凝器冷凝為飽和液體，經(jīng)工質(zhì)循環(huán)泵加壓進入蒸發(fā)器，完成一個工作周期的循環(huán)。

與現(xiàn)有的工業(yè)余熱回收利用的技術(shù)相比，現(xiàn)有的工業(yè)余熱回收利用針對余熱鍋爐發(fā)電技術(shù)只在回收高品位工業(yè)余熱中具有較好的轉(zhuǎn)換效率；工業(yè)熱泵技術(shù)、熱交換技術(shù)的產(chǎn)品單一，多為熱水，而本發(fā)明采用的ORC技術(shù)可以充分回收在工業(yè)余熱當(dāng)中數(shù)量更多、范圍更廣的中低品位余熱。采用該技術(shù)回收利用工業(yè)余熱，可以同時實現(xiàn)發(fā)電和產(chǎn)能，不但能緩解能源危機，還可減輕因為余熱所引起的環(huán)境污染，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。