内燃机余热综合利用系统

摘要

本实用新型提供了一种内燃机余热综合利用系统，其包括：有机工质泵、第一换热器、第二换热器、膨胀机、第三换热器、发电机、进水管、出水管、冷却水泵、第一截止阀、第一凉水塔、第二截止阀、换热管路、烟气余热换热装置、烟气排放管路、流体循环管路。本实用新型采用内燃机的冷却水的余热对有机工质进行预加热，然后再用内燃机排放的烟气的余热对有机工质进行再加热，使有机工质蒸发为过热带压的气态有机工质驱动膨胀机做功。本实用新型基于有机工质朗肯循环，仅采用同一套有机工质朗肯循环回路来回收内燃机的冷却水和烟气的余热，全面回收了内燃机的余热能，可使内燃机的余热最大限度地用来发电，富余的冷却水的余热还可以用以厂区供热或制冷。

主权项

一种内燃机余热综合利用系统，其特征在于，包括：有机工质泵(10)，连通外部的有机工质储液罐；第一换热器(11)，设置在有机工质泵(10)的下游且连通有机工质泵(10)；第二换热器(12)，设置在第一换热器(11)的下游且连通第一换热器(11)；膨胀机(13)，设置在第二换热器(12)的下游且连通第二换热器(12)；第三换热器(14)，设置在膨胀机(13)的下游且连通膨胀机(13)并连通所述有机工质储液罐；发电机(15)，连接膨胀机(13)且连接外部的供电或储能装置；进水管(16)，连通于内燃机(32)的进水口(321)；出水管(17)，一端连通于内燃机(32)的出水口(322)，进水口(321)和出水口(322)经由内燃机(32)内的通道连通；冷却水泵(18)，一端连通出水管(17)，将内燃机(32)中的已回收内燃机(32)燃烧放出的热量的冷却水输出进入出水管(17)；第一截止阀(19A)，具有进口(191A)和出口(192A)，进口(191A)连通于冷却水泵(18)的另一端；第一凉水塔(20)，设置在第一截止阀(19A)的下游并连通第一截止阀(19A)的出口(192A)，且连通内燃机(32)的进水管(16)；第二截止阀(19B)，具有进口(191B)和出口(192B)，进口(191B)连通于截止阀(19A)的进口(191A)且连通于冷却水泵(18)的所述另一端；换热管路(21)，一端连通于第二截止阀(19B)的出口(192B)而另一端连通于内燃机(32)的进水管(16)且经过第一换热器(11)；烟气余热换热装置(22)，受控连通内燃机(32)且内部收容有流体且具有流体进入口(221)和流体排出口(222)，接收内燃机(32)排放的烟气且烟气余热换热装置(22)内部的流体与接收的烟气进行换热，使所述流体吸收烟气的热量，且使烟气降温；烟气排放管路(23)，连通烟气余热换热装置(22)，接收烟气余热换热装置(22)输出的降温的烟气，且将降温的烟气排出；流体循环管路(24)，一端连通烟气余热换热装置(22)的流体排出口(222)而另一端连通于烟气余热换热装置(22)的流体进入口(221)并经过第二换热器(12)；其中：内燃机(32)的出水口(322)、出水管(17)、冷却水泵(18)、第一截止阀(19A)的进口(191A)、第一截止阀(19A)的出口(192A)、第一凉水塔(20)、进水管(16)、内燃机(32)的进水口(321)以及内燃机(32)内的通道形成冷却水循环的第一个回路；内燃机(32)的出水口(322)、出水管(17)、冷却水泵(18)、第二截止阀(19B)的进口(191B)、第二截止阀(19B)的出口(192B)、换热管路(21)、第一换热器(11)、进水管(16)、内燃机(32)的进水口(321)以及内燃机(32)内的通道形成冷却水循环的第二个回路；有机工质储液罐、有机工质泵(10)、第一换热器(11)、第二换热器(12)、膨胀机(13)以及第三换热器(14)形成有机工质朗肯循环回路；烟气余热换热装置(22)、流体循环管路(24)以及第二换热器(12)形成流体循环回路；当第一截止阀(19A)的进口(191A)与第一截止阀(19A)的第一出口(192A)连通时，冷却水循环的第一个回路工作，从内燃机(32)的出水口(322)排出的已回收内燃机(32)的热量的冷却水流经出水管(17)、第一截止阀(19A)的进口(191A)、第一截止阀(19A)的出口(192A)、第一凉水塔(20)、进水管(16)、内燃机(32)的进水口(321)以及内燃机(32)内的通道，以进行冷却水换热循环，其中，第一凉水塔(20)接收冷却水泵(18)输出的已回收内燃机(32)燃烧放出的热量的冷却水并使该冷却水与外界通入到第一凉水塔(20)内的空气进行换热，已回收内燃机(32)燃烧放出的热量的冷却水放热而降温；当第二截止阀(19B)的进口(191B)与第二截止阀(19B)的出口(192B)连通时，冷却水循环的第二个回路、有机工质朗肯循环回路以及流体循环回路工作，从内燃机(32)的出水口(322)排出的已回收内燃机(32)的热量的冷却水流经出水管(17)、第二截止阀(19B)的进口(191B)、第二截止阀(19B)的出口(192B)、换热管路(21)而进入第一换热器(11)，有机工质泵(10)将有机工质储液罐中的液态有机工质输出，有机工质泵(10)输出的液态有机工质进入第一换热器(11)，进入第一换热器(11)的已回收内燃机(32)的热量的冷却水与液态有机工质进行换热，液态有机工质吸收冷却水的热量而预热升温，且冷却水放热而降温，降温的冷却水经由换热管路(21)、进水管(16)而进入内燃机(32)的进水口(321)，预热升温的液态有机工质从第一换热器(11)流出并进入第二换热器(12)，烟气余热换热装置(22)中的吸收烟气的热量的流体经由流体排出口(222)和流体循环管路(24)进入第二换热器(12)，进入第二换热器(12)的吸收烟气的热量的流体与经过进入第二换热器(12)的预热升温的液态有机工质进行换热，预热升温的液态有机工质吸收流体的热量并蒸发为过热带压的气态有机工质，而流体放热降温，降温的流体经由流体循环管路(24)以及烟气余热换热装置(22)的流体进入口(221)进入烟气余热换热装置(22)内，过热带压的气态有机工质进入膨胀机(13)并驱动膨胀机(13)做功，膨胀机(13)做功并带动与膨胀机(13)连接的发电机(15)发电，发电机(15)向外部的供电或储能装置提供所发出的电，做功后的乏气从膨胀机(13)排出并进入第三换热器(14)，在第三换热器(14)，乏气通过热交换而冷却成液态有机工质、之后液态有机工质回收到有机工质储液罐。