CN203009193U - 温差发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温差发电装置，其具有换热器，其含热源接口、汽态低温工质出口和液态低温工质入口；双螺杆膨胀动力机，其接于汽态低温工质出口；冷凝器，其具有与双螺杆膨胀动力机相连的汽态低温工质入口、液态低温工质出口、循环冷却水接口；通过双螺杆膨胀动力机配合传动皮带驱动的发电机以及低温工质循环泵，低温工质循环泵的入口端接于液态低温工质出口；电动工质泵，其设于液态低温工质出口与低温工质入口之间。该装置对低温工质进行循环反复利用，可有效实现对废弃温差能利用，可有效利用现有工业企业的废热源，能源转换率高；该装置实现自循环孤岛发电，可提高对废热源的适应性，即使在废热源不稳定的情况下，依然可以达到较稳定的输出性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源领域，尤其是涉及一种工业领域回收温差能发电的装置。
背景技术
能源是人类赖以生存和发展所不可或缺的资源，特别是由于电的发现和开发利用，大大推动着人类文明的进步，人类的生产和生活从此已越来越离不开电，而且缺电和电力紧张在工业发达地区随时出现。除了煤炭、石油、天然气等不可再生高级资源可以发电外，如何充分开发利用可回收利用的低级能源发电便成了当今世界各国研究的重要课题之一。
但是，现有的中央空调、钢铁、水泥、石炼化等工业领域的企业通常有大量向外排放的高于60℃的中低温烟气，废蒸汽、废热水等废热资源。例如钢铁企业一般就有如下四个废热资源：炼铁烧结机的带冷机上的废气余热、炼钢转炉顶端的排烟罩产生的蒸汽、轧钢加热炉的废气余热和高炉冲渣水热能。还有地热资源的热水温度也在200℃以下，更多的是60℃左右的低温热水。这些废热资源携带的能量属于中、低温余热，目前普遍利用不高，有些为了达到排放标准，还必须采用鼓风机或者水喷淋冷却，不仅白白浪费了能源，还必须额外浪费一定的电能和水资源。由于这些废热资源一般属于长时间排放或者产生型，累积起来其实是一笔非常客观的能源，非常有必要对其进行回收利用。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种可以利用废弃的中低温热能进行温差发电，具有能源转换率高、适用性好、输出稳定的的中低温热能温差发电装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种温差发电装置，其特征在于，具有：
将液态的低温工质通过吸收热源的热量转换成高压气态的低温工质蒸汽并输出至双螺杆膨胀动力机的换热器，其具有热源接口、汽态低温工质出口和液态低温工质入口；
双螺杆膨胀动力机，其与换热器的汽态低温工质出口相连；
冷凝器，其具有与双螺杆膨胀动力机相连的汽态低温工质入口、液态低温工质出口、循环冷却水接口；
通过双螺杆膨胀动力机配合传动皮带驱动的发电机以及低温工质循环泵，低温工质循环泵的入口端接于冷凝器的液态低温工质出口；
作为温差发电装置起动机的电动工质泵，其设于冷凝器的液态低温工质出口与换热器的低温工质入口之间。
优选地，所述低温工质循环泵、电动工质泵为屏蔽式双螺杆泵。
优选地，所述低温工质为hfc-245fa。
优选地，所述换热器为板式换热器。
优选地，所述冷凝器为卧式壳管式冷凝器。
本装置的工作原理为：所述换热器将液态的低温工质通过吸收热源的热量转换成高压气态的低温工质蒸汽并输出至双螺杆膨胀动力机，高压低温工质蒸汽在双螺杆膨胀动力机内膨胀做功产生动力，动力通过传动皮带传递到发电机以及低温工质循环泵，发电机获得动力后发电，低温工质循环泵获得动力后将液态低温工质泵入换热器，从双螺杆膨胀动力机排出的低压汽态低温工质通过冷凝器的汽态低温工质入口进入冷凝器，汽态低温工质向循环冷却水放热后冷凝成液态低温工质后被低温工质循环泵泵入换热器吸收热源热量变成高压汽态工质后进入下一个循环，电动工质泵的作用是作为温差发电装置的起动机，在发电装置需要启动时电动工质泵启动并将液态低温工质通过液态低温工质入口送入换热器，液态工质吸收热源热量后变成高压汽态工质，从而推动双螺杆膨胀动力机旋转，双螺杆膨胀动力机通过传动皮带带动发电机和低温工质循环泵旋转完成自循环，电动工质泵运行1分钟后停止运行，温差发电装置进入自循环发电状态。
本实用新型的有益效果是：
(a)本实用新型通过换热器、双螺杆膨胀动力机、发电机、冷凝器和低温工质泵对低温工质进行循环反复利用，可以有效实现对废弃温差能利用，可有效利用现有工业企业的废热源，能源转换率高；
(b)双螺杆膨胀动力机、发电机以及低温工质循环泵通过传动皮带连接，实现自循环孤岛发电，可以提高对废热源的适应性，即使在废热源不稳定的情况下，依然可以达到较稳定的输出性能。
附图说明
图1为温差发电装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种温差发电装置，其包括：换热器2、双螺杆膨胀动力机4、冷凝器6、发电机10、低温工质循环泵11以及电动工质泵12。
换热器2，其具有热源接口(其含热源入口1和热源出口14)、汽态低温工质出口3和液态低温工质入口13，热源包括但不局限于中央空调、钢铁、水泥、石炼化等工业领域的企业向外排放的高于60℃的中低温烟气，废蒸汽、废热水等废热资源，换热器2将液态的低温工质通过吸收热源的热量转换成高压气态的低温工质蒸汽并输出至双螺杆膨胀动力机的换热器2。
双螺杆膨胀动力机4，其与换热器2的汽态低温工质出口3相连；
冷凝器6，其具有与双螺杆膨胀动力机4相连的汽态低温工质入口5、液态低温工质出口9、循环冷却水接口(其含循环冷却水入口8和循环冷却水出口7)；
通过双螺杆膨胀动力机配合传动皮带15驱动的发电机10以及低温工质循环泵11，低温工质循环泵11的入口端接于冷凝器6的液态低温工质出口9；
作为温差发电装置起动机的电动工质泵12，其设于冷凝器6的液态低温工质出口9与换热器2的低温工质入口13之间。
所述低温工质循环泵11、电动工质泵12为屏蔽式双螺杆泵。
所述低温工质为hfc-245fa。
双螺杆膨胀动力机4、发电机10以及低温工质循环泵11之间使用传动皮带15将动力相互连接，并在机组启动后不再需要外界动力参与，即可完成发电的自循环。
本实施例中，换热器2为板式换热器，冷凝器6采用宝丰石化生产的卧式壳管式冷凝器。低温工质循环泵11为屏蔽式双螺杆泵，双螺杆膨胀动力机4转速在3000r/min以上，其能量转换效率达到80％以上。双螺杆膨胀动力机4、低温工质循环泵11和发电机10之间使用传动皮带15，双螺杆膨胀动力机最大功率200千瓦，最大输出转速3000转/分，其能量转换效率约为80％。发电机10为三相同步发电机，采用STC-200型同步发电机。低温工质循环泵11型号为2W.W2.5-40，流量40吨/小时，压力1MPa。电动工质泵12型号为D2W.W2.5-5双螺杆泵。
本实施例中，热源为90℃左右的蒸汽冷凝水，冷凝水流量90吨/小时，用户需要使用冷却塔将水温降低到70℃以下使用，平均冷凝水温度90℃，冷凝水***运行周期8000小时/年。循环冷却水入口温度25℃，出口温度30℃，流量400吨/小时；热源入口1的冷凝水温度为90℃，热源出口14的热水温度为70℃，温差为20℃，因此可回收热量为42kj.kg/℃×20℃×90000公斤/h＝2100kw/h。发电***净效率10％，发电功率为210kw/h，采用低温热能回收发电装置以后，现有的冷却塔改向发电装置供应循环冷却水，年发净电量200*8000＝160万kw/h，折合金额：160×0.71元/kw.h＝113.6万元/年。
本实施例的工作过程如下：高温冷凝水从热源入口1进入换热器2，经过热交换后从热源出口14流出。电动工质泵12启动1分钟，将液态低温工质泵入换热器2，低温工质通过换热器2时，经热交换吸热变成85℃左右的气态低温工质，汽态的低温工质推动双螺杆膨胀动力机4旋转做功，双螺杆膨胀动力机4通过传动皮带15带动发电机10发电以及低温工质循环泵11将液态低温工质经过液态低温工质入口13泵入换热器2，气态的低温工质推动双螺杆膨胀动力机4做功时，气态的低温工质会有部分凝结呈液态，然后经过冷凝器6的进一步冷凝全部转换为液态，再由低温工质循环泵11将液态的低温工质从液态低温工质入口13送入换热器2，从而实现液态工质的循环。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种温差发电装置，其特征在于，具有：
将液态的低温工质通过吸收热源的热量转换成高压气态的低温工质蒸汽并输出至双螺杆膨胀动力机的换热器，其具有热源接口、汽态低温工质出口和液态低温工质入口；
双螺杆膨胀动力机，其与换热器的汽态低温工质出口相连；
冷凝器，其具有与双螺杆膨胀动力机相连的汽态低温工质入口、液态低温工质出口、循环冷却水接口；
通过双螺杆膨胀动力机配合传动皮带驱动的发电机以及低温工质循环泵，低温工质循环泵的入口端接于冷凝器的液态低温工质出口；
作为温差发电装置起动机的电动工质泵，其设于冷凝器的液态低温工质出口与换热器的低温工质入口之间。
2.根据权利要求1所述的温差发电装置，其特征在于，所述低温工质循环泵、电动工质泵为屏蔽式双螺杆泵。
3.根据权利要求1所述的温差发电装置，其特征在于，所述低温工质为hfc-245fa。
4.根据权利要求1所述的温差发电装置，其特征在于，所述换热器为板式换热器。
5.根据权利要求1所述的温差发电装置，其特征在于，所述冷凝器为卧式壳管式冷凝器。
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| CN 201220486559 CN203009193U (zh) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 温差发电装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN103670979A (zh) * | 2012-09-20 | 2014-03-26 | 上海尚实能源科技有限公司 | 温差发电装置 |
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