一種orc制取壓縮空氣的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于中低溫余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種0RC制取壓縮空氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵、有色金屬、石油化工、建材、輕工等諸多行業(yè)中，生產(chǎn)企業(yè)有著大量低品位余熱，包括煙氣、蒸汽和熱水等，這些熱量品位低，數(shù)量大，分布散，基本不能為生產(chǎn)再利用。在當(dāng)前節(jié)能減排大政策背景下，余熱利用技術(shù)越來越受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重視，推廣中低溫余熱發(fā)電或者中低溫余熱回收制取壓縮空氣即為一種低品位余熱利用的重要方式。
[0003]目前可實(shí)現(xiàn)熱功(電)轉(zhuǎn)化技術(shù)的熱力循環(huán)技術(shù)主要有:有機(jī)朗肯循環(huán)(簡稱0RC)、氨水Kalina循環(huán)、半導(dǎo)體熱電材料溫差發(fā)電、熱聲發(fā)電等。其中半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)受到熱電能量轉(zhuǎn)換效率和成本的限制；熱聲技術(shù)存在弛豫時(shí)間等問題，循環(huán)效率并不能保證；Kal ina循環(huán)理論效率高，但構(gòu)成復(fù)雜，工程應(yīng)用可靠性仍需檢驗(yàn)。
[0004]0RC發(fā)電系統(tǒng)具有良好的機(jī)動(dòng)性、高度的安全性及對維護(hù)保養(yǎng)的要求比較低等優(yōu)點(diǎn)，將其整合到能源系統(tǒng)，以余熱驅(qū)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)低品位能源向高品位能源(電、壓縮空氣)的轉(zhuǎn)化，減輕電力負(fù)擔(dān)，提高余熱的綜合回收利用率。
[0005]然而，0RC發(fā)電系統(tǒng)中，由于進(jìn)入膨脹機(jī)工質(zhì)流量和壓力的隨機(jī)波動(dòng)，工質(zhì)在膨脹機(jī)中不能充分有效的平穩(wěn)膨脹做功(一般螺桿膨脹機(jī)的膨脹比控制在1:4左右)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，影響0RC系統(tǒng)發(fā)電的穩(wěn)定性，降低了發(fā)電效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用膨脹機(jī)直接驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，對普通空氣進(jìn)行壓縮的裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0007]提供一種0RC制取壓縮空氣的裝置，能利用0RC有機(jī)工質(zhì)直接制取壓縮空氣，所述0RC制取壓縮空氣的裝置包括蒸發(fā)器、二合一機(jī)組、冷凝器、工質(zhì)栗；
[0008]所述二合一機(jī)組包括螺桿膨脹機(jī)和螺桿壓縮機(jī)，螺桿膨脹機(jī)能利用0RC有機(jī)工質(zhì)膨脹做功驅(qū)動(dòng)螺桿壓縮機(jī)，螺桿壓縮機(jī)能通過螺桿膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)，將普通空氣壓縮成壓縮空氣;
[0009]所述蒸發(fā)器設(shè)有熱源入口、熱源出口、蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)入口和蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)出口，所述冷凝器設(shè)有低溫?zé)嵩慈肟凇⒌蜏責(zé)嵩闯隹?、冷凝器有機(jī)工質(zhì)入口和冷凝器有機(jī)工質(zhì)出口，所述螺桿膨脹機(jī)設(shè)有二合一機(jī)組有機(jī)工質(zhì)入口、二合一機(jī)組有機(jī)工質(zhì)出口，所述螺桿壓縮機(jī)設(shè)有普通空氣入口、壓縮空氣出口 ；蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)出口與二合一機(jī)組有機(jī)工質(zhì)入口通過管路相連，二合一機(jī)組有機(jī)工質(zhì)出口與冷凝器有機(jī)工質(zhì)入口通過管路相連，冷凝器有機(jī)工質(zhì)出口通過管路與工質(zhì)栗連接，工質(zhì)栗再通過管路與蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)入口相連；所述工質(zhì)栗用于將0RC有機(jī)工質(zhì)加壓并栗送到蒸發(fā)器。
[0010]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述螺桿壓縮機(jī)采用活塞壓縮機(jī)、離心壓縮機(jī)或者渦旋壓縮機(jī)。
[0011]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述冷凝器采用空冷或者水冷方式的冷凝器。
[0012]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述0RC制取壓縮空氣的裝置還包括油潤滑系統(tǒng)，用于對二合一機(jī)組的進(jìn)行潤滑。
[0013]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述0RC制取壓縮空氣的裝置還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、閥門儀表，壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器分別設(shè)置在0RC制取壓縮空氣的裝置中的連接管路上(螺桿膨脹機(jī)進(jìn)出口管路、螺桿壓縮機(jī)出口管路等，具體實(shí)施例可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行增減)，用于獲取0RC制取壓縮空氣的裝置中的工作數(shù)據(jù)；控制系統(tǒng)能利用壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器檢測獲取的數(shù)據(jù)，對閥門儀表進(jìn)行控制調(diào)節(jié)；所述閥門儀表是指0RC制取壓縮空氣的裝置中各部件相關(guān)的控制閥門和儀表。
[0014]提供基于所述裝置的0RC制取壓縮空氣的方法，具體步驟為:
[0015]步驟A:選取熱源、低溫?zé)嵩?，并將熱源的出口連接到蒸發(fā)器的熱源入口，將低溫?zé)嵩吹某隹谶B接到冷凝器的低溫?zé)嵩慈肟冢?br>[0016]步驟B:啟動(dòng)0RC制取壓縮空氣的裝置，工質(zhì)栗將低壓液態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)加壓成過冷液態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)；過冷液態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器后，吸收能量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏焊邷卣羝麘B(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)；高壓高溫蒸汽態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)導(dǎo)入螺桿膨脹機(jī)，驅(qū)動(dòng)連接的螺桿壓縮機(jī)對普通空氣進(jìn)行壓縮，高壓高溫蒸汽態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)變成低壓蒸汽態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)；低壓蒸汽態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)從螺桿膨脹機(jī)出來進(jìn)入冷凝器，向低溫?zé)嵩捶艧岵⒗淠秊榈蛪阂簯B(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)；低壓液態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)再流入工質(zhì)栗，如此往復(fù)循環(huán)工作；
[0017]步驟C:工作結(jié)束，關(guān)閉0RC制取壓縮空氣的裝置，完成壓縮空氣制取工作。
[0018]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述熱源采用煙氣、蒸汽和熱水等中低溫余熱(120?200。。)。
[0019]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述低溫?zé)嵩床捎寐輻U膨脹機(jī)做工后的低壓蒸汽態(tài)0RC有機(jī)工質(zhì)，即低溫?zé)嵩吹某隹诓捎枚弦粰C(jī)組有機(jī)工質(zhì)出口，冷凝器的低溫?zé)嵩慈肟诓捎美淠饔袡C(jī)工質(zhì)入口。
[0020]在本實(shí)用新型中，所述0RC有機(jī)工質(zhì)采用氟利昂(普遍應(yīng)用R245fa)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0022]本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)中低溫余熱回收利用，并直接制取壓縮空氣，同時(shí)通過回收壓縮熱來提高螺桿膨脹機(jī)的入口溫度和壓力，從而大幅提高了余熱能源的回收效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型0RC制取壓縮空氣的裝置示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型中二合一機(jī)組示意圖。
[0025]圖中的附圖標(biāo)記為:1蒸發(fā)器；2熱源入口 ；3熱源出口 ；4蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)出口 ；5蒸發(fā)器有機(jī)工質(zhì)入口 ；6 二合一機(jī)組；7 二合一機(jī)組有機(jī)工質(zhì)入口 ；8 二合一機(jī)組有機(jī)工質(zhì)出口；9壓縮空氣出口； 10冷凝器；11冷凝器有機(jī)工質(zhì)入口 ； 12冷凝器有機(jī)工質(zhì)出口； 13工質(zhì)栗；14螺桿壓縮機(jī)；15螺桿膨脹機(jī)；16普通空氣入口。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0027]如圖1所示的一種0RC制取壓縮空氣的裝置包括蒸發(fā)器1、二合一機(jī)組6、冷凝器10、工質(zhì)栗13、油潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，能巧妙利用0RC直接制取壓縮空氣。
[0028]如圖2所示，二合一機(jī)組6包