低溫餘熱壓差發電系統的製作方法
2023-09-22 19:43:15 2
專利名稱：低溫餘熱壓差發電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及餘熱發電和節能減排領域，特別是涉及一種低溫餘熱壓差發電系 統。
背景技術：
我國經濟正處於一個高速發展時期，能源消耗也出現大幅度上升，為保證國民經 濟持續、快速、健康發展，就必須合理、有效地利用能源，不斷地提高能源利用率。根據調查 顯示，在我國各行業的餘熱總資源約佔其燃料消耗總量的17% — 67%，可回收利用的餘熱資 源約為餘熱總資源的60%。在我國高品位餘熱(250 850 °C)主要是被收集轉化為價值更 高的電力能源，而品位較低的餘熱(100 250°C )往往因為利用價值不高而被再次廢棄或 被用在生產的前處理上。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種能夠利於低溫餘熱進行發電的低溫餘熱壓差發 電系統。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下本實用新型的低溫餘熱壓差發電系統，該系統由傳熱系統、動力轉化系統、壓力緩 衝系統、壓差發電系統和控制系統組成。傳熱系統輸入端與低溫餘熱連接，輸出端連接動力 轉化系統，動力轉化系統通過壓力緩衝系統與壓差發電系統相連接，壓差發電系統的尾氣 排出口與動力轉化系統連接，在傳熱系統、動力轉化系統和壓差發電系統之間設有控制系 統。低溫餘熱通過傳熱系統將低溫餘熱的熱量導出，導出的熱量通過動力轉化系統後轉化 為具有一定壓力的壓縮氣體，壓縮氣體先進入壓力緩衝系統儲存和增壓，增壓後的氣體進 入壓差發電系統推動壓差電機發電，然後氣體經冷卻後回到動力轉化系統；控制系統用來 控制其他系統的運轉情況，通過其控制傳熱速度、壓力轉化系統的壓力轉化、壓差發電機的 發電情況。所述傳熱系統由依次串聯的儲油裝置、油泵和換熱裝置組成；儲油裝置中儲有的 導熱油，導熱油通過油泵進入換熱裝置，在換熱裝置中將導熱油加熱後，導熱油通過管道輸 送到動力轉化裝置，向其提供能量之後回到儲油裝置中。所述動力轉化系統包括氣體發生裝置和儲液罐；加熱的導熱油進入氣體發生裝 置後，氣體發生裝置被加熱後其內部的液體氣化產生壓縮氣體，壓縮氣體經過管道送入壓 力緩衝裝置，在壓縮氣體送出的同時儲液罐中的液體進入氣體發生裝置補充氣化消耗的液 體。所述的壓力緩衝系統由依次串聯的單向閥、壓力閥、壓力罐和壓力開關組成。所述的壓差發電系統包括進氣口轉向開關、氣缸、活塞、連杆和凸輪、變速箱和發 電機。多級緩衝裝置的輸出端與氣缸頂部的進氣口轉向開關連接，活塞與連杆和凸輪連接， 連杆和凸輪與變速箱連接，變速箱連接發電機。壓力緩衝系統輸送過來的壓縮氣體通過氣
3缸頂部的進氣口轉向開關進入氣缸並推動位於其頂端的活塞運動，活塞在運動的同時帶動 與其相連的連杆和凸輪運動，到達氣缸最大工作行程後壓縮氣體從排氣口排出，同時關閉 氣口轉向開關，在連杆和凸輪運動的慣性下活塞回到氣缸頂端完成一個運動行程；從汽缸 排出的氣體經冷凝後回到動力轉化系統。連杆和凸輪在運動的同時帶動與其相連的變速箱 工作產生高的運動速度，進而帶動和它相連的發電機發電。所述的控制系統主要有電力反饋裝置、溫度反饋裝置和壓力反饋裝置組成；在壓 力緩衝系統和壓差發電系統之間設有電力反饋裝置設置和壓力反饋裝置，在傳熱系統和動 力轉化系統之間設有溫度反饋裝置。當電力反饋裝置發現用電緊張時就控制壓力緩衝系統 向壓差發電系統大量輸送壓縮空氣，反之則控制壓力緩衝系統向輸送較少的壓縮空氣；當 壓力反饋裝置發現壓力罐中的壓力過低時，則停止向壓差發電系統供應壓縮氣體，反之壓 力過高時向壓差發電系統大量輸送壓縮空氣；當溫度反饋裝置發現傳熱系統溫度過高時就 加快動力轉化系統產生具有一定壓力氣體的速度，反溫度過低時就降低動力轉化系統產生 具有一定壓力氣體的速度。本實用新型以150°C 500°C的低溫廢氣作為餘熱，在不補燃的情況下，通過傳熱 系統將熱能導出，導出的熱量通過能量轉化系統產生具有一定壓力的氣體，氣體進入壓力 緩衝系統儲存和增壓後進入壓差發電系統推動壓差電機發電，具有結構簡單、易於操作、造 價低廉等特點。本實用新型的有益效果為可操作性強，可以充分的利用企業產生的低溫餘熱來 發電，且節能環保；具有結構簡單、便於應用、成本低就有良好的社會和經濟效益。
圖1是本實用新型的系統結構示意圖。圖2是本實用新型中傳熱系統示意圖。圖3是本實用新型中動力轉化系統示意圖圖4是本實用新型中壓力緩衝系統示意圖。圖5是本實用新型中壓差發電系統活塞第一行程結構示意圖。圖6是本實用新型中壓差發電系統活塞第二行程結構示意圖。圖7是本實用新型中壓差發電系統活塞第三行程結構示意圖。圖8是本實用新型中壓差發電系統活塞第四行程結構示意圖。圖9是本實用新型中控制系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作詳細說明。如圖1所示，本實用新型的低溫餘熱壓差發電系統，該系統由傳熱系統I、動力轉 化系統II、壓力緩衝系統III、壓差發電系統IV和控制系統V組成，傳熱系統I輸入端與低溫 餘熱連接，輸出端連接動力轉化系統II，動力轉化系統II通過壓力緩衝系統III與壓差發電 系統IV相連接，壓差發電系統IV的尾氣排出口與動力轉化系統II連接，在傳熱系統I、動力 轉化系統II和壓差發電系統IV之間設有控制系統V。通過傳熱系統I將低溫餘熱的熱量 導出，導出的熱量通過動力轉化系統II後轉化為具有一定壓力的壓縮氣體，壓縮氣體先進入壓力緩衝系統III儲存和增壓，增壓後的氣體進入壓差發電系統IV推動壓差電機發電，然 後氣體經冷卻後回到動力轉化系統II ；控制系統V用來控制其他系統的運轉情況，通過其 控制傳熱系統I的傳熱速度、動力轉化系統II的壓力轉化情況、壓差發電系統IV的發電情 況；如圖2所示，所述傳熱系統I由依次串聯的儲油裝置3、油泵1和換熱裝置2組成； 儲油裝置3中儲有的導熱油，導熱油通過油泵1進入換熱裝置2，在換熱裝置2中將導熱油 加熱後，導熱油通過管道輸送到動力轉化裝置II，向其提供能量之後回到儲油裝置3中。如圖3所示，所述動力轉化系統II包括氣體發生裝置5和儲液罐4 ；加熱的導熱油 進入氣體發生裝置5後，氣體發生裝置5被加熱後其內部的液體氣化產生壓縮氣體，壓縮氣 體經過管道送入壓力緩衝裝置III，在壓縮氣體送出的同時儲液罐4中的液體進入氣體發生 裝置補充氣化消耗的液體。如圖4所示，所述的壓力緩衝系統III由依次串聯的單向閥6、壓力閥7、壓力罐9和 壓力開關8組成。氣體發生裝置產生的壓縮氣體通過單向閥不斷地進入壓力閥，當壓力達 到0. 4MPa時，壓力閥向壓力罐輸送壓縮氣體；當壓力罐中的氣體壓力達到0. 4MPa後，壓力 開關開啟壓力罐向壓差發電系統提供壓縮空氣。如圖5、所示，所述的壓差發電系統VI包括進氣口轉向開關10、氣缸11、活塞12、 連杆和凸輪13、變速箱14和發電機15 ；多級緩衝裝置III的輸出端與氣缸11頂部的進氣口 轉向開關10連接，活塞12與連杆和凸輪13連接，連杆和凸輪13與變速箱14連接，變速箱 14連接發電機15。壓力緩衝系統III輸送過來的壓縮氣體通過氣缸11頂部的進氣口轉向開 關10進入氣缸11並推動位於其頂端的活塞12運動，活塞在運動的同時帶動與其相連的連 杆和凸輪13運動，到達氣缸最大工作行程後壓縮氣體從排氣口排出，同時關閉氣口轉向開 關10，在連杆和凸輪13運動的慣性下活塞12回到氣缸11頂端完成一個運動行程；從汽缸 11排出的氣體經冷凝後回到動力轉化系統II ；連杆和凸輪13在運動的同時帶動與其相連 的變速箱14工作產生高的運動速度，進而帶動和它相連的發電機15發電；如圖9所示，所述的控制系統V主要有電力反饋裝置16、溫度反饋裝置17和壓力 反饋裝置18組成；在壓力緩衝系統III和壓差發電系統IV之間設有電力反饋裝置16設置和 壓力反饋裝置18，在傳熱系統I和動力轉化系統II之間設有溫度反饋裝置。當電力反饋裝 置16發現用電緊張時就控制壓力緩衝系統III向壓差發電系統IV大量輸送壓縮空氣，反之 則控制壓力緩衝系統III向輸送較少的壓縮空氣；當壓力反饋裝置18發現壓力罐9中的壓力 過低時，則停止向壓差發電系統III供應壓縮氣體，反之壓力過高時向壓差發電系統III大量 輸送壓縮空氣；當溫度反饋裝置17發現傳熱系統I溫度過高時就加快動力轉化系統II產 生具有一定壓力氣體的速度，反溫度過低時就降低動力轉化系II統產生具有一定壓力氣體 的速度。本實用新型的工作原理及工作過程如下通過傳熱系統I將低溫餘熱的熱量導出，導出的熱量通過動力轉化系統II後轉化 為具有一定壓力的壓縮氣體，壓縮氣體先進入壓力緩衝系統III儲存和增壓，增壓後的氣體 進入壓差發電系統IV推動壓差電機發電，然後氣體經冷卻後回到動力轉化系統II ；控制系 統V用來控制其他系統的運轉情況，通過其控制傳熱系統I的傳熱速度、動力轉化系統II 的壓力轉化情況、壓差發電系統IV的發電情況；如圖1所示。[0031]儲油裝置3中儲有的導熱油，導熱油通過油泵1進入換熱裝置2，在換熱裝置2中 將導熱油加熱到一定溫度後，導熱油通過管道輸送導動力轉化裝置II，向其提供能量，之後 回到儲油裝置3中。如圖2所示。加熱的導熱油進入氣體發生裝置5後，氣體發生裝置5被加熱後其內部的液體就 會氣化產生就有一定壓力的壓縮氣體，壓縮氣體經過管道送入壓力緩衝裝置III，在壓縮氣 體送出的同時儲液罐4中的液體進入氣體發生裝置補充氣化消耗的液體；如圖3所示。動力轉化系統II產生的壓縮氣體通過單向閥6不斷地進入壓力閥7，當壓力達到 0. 4MPa時，壓力閥7向壓力罐9輸送壓縮氣體；當壓力罐9中的氣體壓力達到0. 4MPa後， 壓力開關8開啟壓力罐向壓差發電系統IV提供壓縮空氣；如圖4所示。壓力緩衝系統III輸送過來的壓縮氣體通過氣缸11頂部的進氣口轉向開關10進入 氣缸11並推動位於其頂端的活塞12運動，活塞12在運動的同時帶動與其相連的連杆和凸 輪13運動，到達氣缸11最大工作行程後壓縮氣體從排氣口排出，同時關閉氣口轉向開關 10，在連杆和凸輪13運動的慣性下活塞12回到氣缸11頂端完成一個運動行程；從汽缸11 排出的氣體經冷凝後回到動力轉化系統II ；連杆和凸輪13在運動的同時帶動與其相連的 變速箱14工作產生高的運動速度，進而帶動和它相連的發電機15發電；如圖5、所示。當電力反饋裝置16發現用電緊張時就控制壓力緩衝系統III向壓差發電系統IV大 量輸送壓縮空氣，反之則控制壓力緩衝系統III向輸送較少的壓縮空氣；當壓力反饋裝置18 發現壓力罐9中的壓力過低時，則停止向壓差發電系統III供應壓縮氣體，反之壓力過高時 向壓差發電系統III大量輸送壓縮空氣；當溫度反饋裝置17發現傳熱系統I溫度過高時就 加快動力轉化系統II產生具有一定壓力氣體的速度，反溫度過低時就降低動力轉化系II統 產生具有一定壓力氣體的速度。如圖9所示。本專利可操作性強，可以充分的利用企業產生的低溫餘熱來發電，且節能環保；具 有結構簡單、便於應用、成本低就有良好的社會和經濟效益。
權利要求1.一種低溫餘熱壓差發電系統，其特徵在於該系統由傳熱系統(I )、動力轉化系統(11)、壓力緩衝系統(III)、壓差發電系統(IV)和控制系統(V)組成，傳熱系統(I)輸入端與 低溫餘熱連接，輸出端連接動力轉化系統(II )，動力轉化系統(II)通過壓力緩衝系統(III)與 壓差發電系統(IV)相連接，壓差發電系統(IV)的尾氣排出口與動力轉化系統(II)連接，在 傳熱系統(I)、動力轉化系統(II)和壓差發電系統(IV)之間設有控制系統(V)。
2.根據權利要求1所述的低溫餘熱壓差發電系統，其特徵在於所述傳熱系統(I)由 依次串聯的儲油裝置(3)、油泵(1)和換熱裝置(2)組成；儲油裝置(3)中儲有的導熱油，導 熱油通過油泵(1)進入換熱裝置(2)，在換熱裝置(2)中將導熱油加熱後，導熱油通過管道 輸送到動力轉化裝置(II)，向其提供能量之後回到儲油裝置(3)中。
3.根據權利要求1或2所述的低溫餘熱壓差發電系統，其特徵在於所述動力轉化系 統(II)包括氣體發生裝置(5)和儲液罐(4)；加熱的導熱油進入氣體發生裝置(5)後，氣體 發生裝置(5)被加熱後其內部的液體氣化產生壓縮氣體，壓縮氣體經過管道送入壓力緩衝 裝置(III)，在壓縮氣體送出的同時儲液罐(4)中的液體進入氣體發生裝置補充氣化消耗的 液體。
4.根據權利要求3所述的低溫餘熱壓差發電系統，其特徵在於所述的壓力緩衝系統 (III)由依次串聯的單向閥(6)、壓力閥(7)、壓力罐(9)和壓力開關(8)組成。
5.根據權利要求4所述的低溫餘熱壓差發電系統，其特徵在於所述的壓差發電系統 (VI)包括進氣口轉向開關(10)、氣缸(11)、活塞(12)、連杆和凸輪(13)、變速箱(14)和發電 機(15);多級緩衝裝置(III)的輸出端與氣缸(11)頂部的進氣口轉向開關(10)連接，活塞(12)與連杆和凸輪(13)連接，連杆和凸輪(13)與變速箱(14)連接，變速箱(14)連接發電 機(15)。
6.根據權利要求5所述的低溫餘熱壓差發電系統，其特徵在於所述的控制系統(V) 主要有電力反饋裝置(16)、溫度反饋裝置(17)和壓力反饋裝置(18)組成；在壓力緩衝系統 (III)和壓差發電系統(IV)之間設有電力反饋裝置(16)設置和壓力反饋裝置(18)，在傳熱系 統(I )和動力轉化系統(II)之間設有溫度反饋裝置。
專利摘要低溫餘熱壓差發電系統，該系統由傳熱系統、動力轉化系統、壓力緩衝系統、壓差發電系統和控制系統組成，傳熱系統輸入端與低溫餘熱連接，輸出端連接動力轉化系統，動力轉化系統通過壓力緩衝系統與壓差發電系統相連接，壓差發電系統的尾氣排出口與動力轉化系統連接，在傳熱系統、動力轉化系統和壓差發電系統之間設有控制系統。本實用新型可操作性強，可以充分的利用企業產生的低溫餘熱來發電，且節能環保；具有結構簡單、便於應用、成本低，具有良好的社會和經濟效益。
文檔編號F01B23/10GK201891444SQ20102062007
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者陳志軍 申請人:陳志軍