一种工业余热热泵驱动的低温发电系统的制作方法

本专利属于清洁能源，尤其涉及一种工业余热热泵驱动的低温发电系统。

背景技术：

1、工业余热作为可再生能源的几大类型之一，主要指冶金、电力、化工、食品等工业生产过程中由设备或系统所排出的可以热能形式回收的能量，通常这部分能量无法用于工艺生产过程，经过合理的能量转化，可以将这部分热能再次应用满足用户的能源需求。据国家统计，低品位余热约占我国总能源消费量的15％以上，若能够采用高效回收利用技术对这部分余热量进行回收利用，可满足相当规模的用户用能需求，节约化石能源消耗，降低全社会供能碳排放与污染物排放，同时降低用能成本，具有显著节能减排效果。

2、常规余热利用手段为采取热泵提升温度用于供暖，常见以吸收式热泵回收工业余热，但工业厂区自身热负荷数量较少，而工厂距离居民及其他建筑较远，若采取供暖方式利用这部分余热量的管网投资较大，且运营维护困难，可利用有机朗肯循环将这部分余热量转化为电能，供厂用电，有机朗肯循环对驱动热源温度要求低，刚好可与工业余热组合匹配，利用吸收式热泵回收朗肯循环的冷端余热，可提高循环热效率与工业余热能量转换率，建立一种清洁高效的低温余热发电系统。

技术实现思路

1、为了解决常规余热利用手段为采取热泵提升温度用于供暖，常见以吸收式热泵回收工业余热，但工业厂区自身热负荷数量较少，而工厂距离居民及其他建筑较远，若采取供暖方式利用这部分余热量的管网投资较大，且运营维护困难的问题。

2、本发明采用如下技术方案：一种工业余热热泵驱动的低温发电系统，包括工业余热供水、工业余热回水，所述工业余热供水分为两路，一路连接过热器，另一路连接发生器，所述发生器分别连接溴化锂溶液泵、膨胀阀a、冷凝换热器与工业余热回水，所述溴化锂溶液泵连接溶液换热器的低温侧，所述膨胀阀a连接溶液换热器的高温侧，所述溶液换热器的低温侧与高温侧连接吸收器，所述吸收器连接蒸汽换热器、冷凝换热器、有机工质泵，所述冷凝换热器连接过热器与膨胀阀b，所述膨胀阀b连接蒸汽换热器，所述蒸汽换热器连接凝汽器与循环水泵，所述循环水泵连接凝汽器，所述有机工质泵连接缓冲罐，所述缓冲罐连接凝汽器；

3、所述过热器连接透平，所述透平连接发电机与凝汽器。

4、所述发生器、膨胀阀a、吸收器、溶液换热器、溴化锂溶液泵、冷凝换热器、膨胀阀b、蒸发换热器组成吸收式热泵。

5、对比现有技术，本发明具有以下优点：

6、(1)以有机工质进行低温朗肯循环发电，使之可以利用工业余热进行发电，将低品位热能转换为高品位电能，提供工业余热利用新途径，满足厂用电需求，降低全厂化石能源消耗，降低生产成本与污染物排放；

7、(2)利用吸收式热泵回收朗肯循环冷端余热对过冷工质进行预热，提高循环热效率与工业余热的热电转换效率，实现能源梯级利用，提高能源利用率；

8、(3)工业余热同时为吸收式热泵和过热器提供热源，运行调节灵活，对于用户侧和工业余热的负荷适应性强，能够提供持续稳定电源。

技术特征：

1.一种工业余热热泵驱动的低温发电系统，包括工业余热供水、工业余热回水，其特征在于：所述工业余热供水分为两路，一路连接过热器(9)，另一路连接发生器(1)，所述发生器(1)分别连接溴化锂溶液泵(5)、膨胀阀a(2)、冷凝换热器(6)与工业余热回水，所述溴化锂溶液泵(5)连接溶液换热器(4)的低温侧，所述膨胀阀a(2)连接溶液换热器(4)的高温侧，所述溶液换热器(4)的低温侧与高温侧连接吸收器(3)，所述吸收器(3)连接蒸汽换热器(8)、冷凝换热器(6)、有机工质泵(14)，所述冷凝换热器(6)连接过热器(9)与膨胀阀b(7)，所述膨胀阀b(7)连接蒸汽换热器(8)，所述蒸汽换热器(8)连接凝汽器(12)与循环水泵(15)，所述循环水泵(15)连接凝汽器(12)，所述有机工质泵(14)连接缓冲罐(13)，所述缓冲罐(13)连接凝汽器(12)；

2.如权利要求1所述的一种工业余热热泵驱动的低温发电系统，其特征在于：所述发生器(1)、膨胀阀a(2)、吸收器(3)、溶液换热器(4)、溴化锂溶液泵(5)、冷凝换热器(6)、膨胀阀b(7)、蒸发换热器(8)组成吸收式热泵。

技术总结一种工业余热热泵驱动的低温发电系统，为了解决常规余热利用手段为采取热泵提升温度用于供暖，但工业厂区自身热负荷数量较少，且工厂距离居民及其他建筑较远，采取供暖方式利用余热的管网投资较大，运营维护困难的问题，本发明利用工业余热驱动吸收式热泵回收朗肯循环冷端余热对过冷工质进行加热，再利用工业余热对饱和工质进行过热，废气经由凝汽器冷凝释放出的冷端余热量作为吸收式热泵的低温热源，本发明使输入的工业余热更多的转化为电能供给厂内设备，提高余热至电能之间的转换效率，达到能量梯级利用的目的，提高可再生能源利用率，降低厂用电成本与污染物排放，提高生产过程的清洁化程度。技术研发人员：杨大锚,梁昭辉,李会军,文乐,刘钊,张景旭,秦琰,党培,梁国华,李奕霏,刘绅受保护的技术使用者：华能铜川照金煤电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18