餘熱氨吸收發電制冷機及液氨發電裝置製造方法
2023-04-25 18:12:56
餘熱氨吸收發電制冷機及液氨發電裝置製造方法
【專利摘要】一種餘熱氨吸收發電制冷機及液氨發電裝置，它包括滿液發生器，過熱器和回熱器，螺杆膨脹機及其驅動的發電機，從精餾塔下部加熱段管路出來的餘熱依次進入過熱器內的換熱管路和滿液發生器內的換熱管路，加熱滿液發生器中的濃度為99.9%的液氨並經過熱器加熱發生出濃度為99.9%的過熱氨氣，過熱氨氣進入螺杆膨脹機並推動螺杆膨脹機做功，從螺杆膨脹機排出來的氨氣經回熱器換熱管路換熱後進入冷凝器冷凝成液氨並儲存在液氨罐中，液氨泵將液氨罐中的液氨加壓後先泵入回熱器換熱，最後進入滿液發生器；螺杆膨脹機做功驅動發電機發電。本方案最大程度上回收了餘熱的熱量，機組一方面為用戶提供冷量，另一方面自發電用以機組自身的電量消耗。
【專利說明】餘熱氨吸收發電制冷機及液氨發電裝置
【技術領域】
[0001 ] -種餘熱氨吸收發電制冷機及液氨發電裝置，涉及餘熱發電製冷【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 現在已經有的氨水吸收制冷機利用餘熱後排溫高，餘熱利用率低，自身還要用戶 提供一定的電量。傳統的氨水吸收式制冷機餘熱利用後排出的溫度高，利用效率低，用電部 件需要用戶另外提供電量驅動。
【發明內容】
[0003] 本方案目的是降低利用完餘熱後的排出溫度，提高對餘熱的利用率，利用餘熱發 電滿足自身消耗。
[0004] 本方案是通過如下技術措施來實現的：一種餘熱氨吸收發電制冷機，其特徵是餘 熱自餘熱總進口送入內置有立式降膜發生器的精餾塔下部的加熱段，加熱精餾塔中的立式 降膜發生器中的濃氨水溶液發生出高濃度的氨水氣液混合物，氨水汽液混合物經過精餾塔 上部的填料和分凝器後精餾出濃度為99. 9%的氨氣，氨氣自設置於精餾塔頂部的管路送入 冷凝器內冷凝成液氨並儲存在液氨罐中，從液氨罐中出來的液氨進入到過冷器的換熱盤管 中，在過冷器中與從蒸發器送來的冷氨氣進一步換熱後送入蒸發器中的換熱盤管中，液氨 在蒸發器內蒸發而產生冷氨氣，冷氨氣在過冷器中與換熱盤管進一步換熱，並在壓差的作 用下進入立式降膜吸收器；自精餾塔中的立式降膜發生器底部送出的稀氨水經溶液熱交換 器冷卻後送入到立式降膜吸收器中吸收冷氨氣後形成濃氨水；濃氨水自設置於立式降膜吸 收器底部出口的管路由溶液泵泵送到溶液換熱器的換熱盤管中吸收熱量後被送入精餾塔 中的立式降膜發生器；從冷卻塔排出的冷卻水由冷卻水泵先泵入到精餾塔頂部的分凝器帶 走精餾熱，然後進入冷凝器中的換熱管路帶走冷凝熱，再進入立式降膜吸收器的換熱管路 帶走吸收熱，最後進入冷卻塔將吸收的熱量排至環境；液氨發電裝置包括滿液發生器，過熱 器和回熱器，螺杆膨脹機及其驅動的發電機，從精餾塔下部加熱段管路出來的餘熱依次進 入過熱器內的換熱管路和滿液發生器內的換熱管路，加熱滿液發生器中的濃度為99. 9%的 液氨並經過熱器加熱發生出濃度為99. 9%的過熱氨氣，過熱氨氣進入螺杆膨脹機並推動螺 杆膨脹機做功，從螺杆膨脹機排出來的氨氣經回熱器換熱管路換熱後進入冷凝器冷凝成液 氨並儲存在液氨罐中，液氨泵將液氨罐中的液氨加壓後先泵入回熱器換熱，最後進入滿液 發生器；螺杆膨脹機做功驅動發電機發電。
[0005] 本方案的具體特點還有，在餘熱總進口和過熱器之間設置有直通連接管路，直通 連接管路的截面積是進入精餾塔下部加熱段管路截面積的1/6,在直通連接管路上設置有 電動比例調節閥，形成相對於精餾塔的旁通管路。
[0006] 所述液氨發電裝置還包括PLC電控箱，PLC電控箱控制與其電連接的電動比例調 節閥、冷卻塔、冷卻水泵、溶液泵、液氨泵工作。
[0007] 發電機的電量輸出線路上裝有一智能電流檢測儀，可將電流的實時情況傳入PLC 電控箱；發電機輸出的電量驅動冷卻塔、冷卻水泵、溶液泵、液氨泵、PLC電控箱工作。
[0008] 智能電流檢測儀設置一電流大小的上限值和下限值，通過信號傳輸到PLC電控 箱，PLC電控箱再輸出控制信號控制旁通餘熱管路上的電動比例調節閥的開啟度，用以分配 進入精餾塔和過熱器、滿液發生器的餘熱量。
[0009] 本申請還提供了一種液氨發電裝置，其特徵是它包括滿液發生器，過熱器和回熱 器，螺杆膨脹機及其驅動的發電機，從精餾塔下部加熱段管路出來的餘熱依次進入過熱器 內的換熱管路和滿液發生器內的換熱管路，加熱滿液發生器中的濃度為99. 9%的液氨並經 過熱器加熱發生出濃度為99. 9%的過熱氨氣，過熱氨氣進入螺杆膨脹機並推動螺杆膨脹機 做功，從螺杆膨脹機排出來的氨氣經回熱器換熱管路換熱後進入冷凝器冷凝成液氨並儲存 在液氨罐中，液氨泵將液氨罐中的液氨加壓後先泵入回熱器換熱，最後進入滿液發生器；螺 杆膨脹機做功驅動發電機發電。
[0010] 本方案的有益效果是：精餾塔、過熱器、滿液發生器餘熱管路通過連接管串聯連 接，對熱量分溫度階梯利用。發出的電驅動冷卻塔、冷卻水泵、溶液泵、液氨泵、電動比例調 節閥、PLC電控箱工作，PLC電控箱控制所有電器元件的啟停。發電機的電量輸出線路上裝 有一智能電流檢測儀，可將電流的實時情況傳入PLC電控箱。智能電流檢測儀設置一電流 大小的上限值和下限值，通過信號傳輸到PLC電控箱，PLC電控箱再輸出控制信號控制旁通 餘熱管路上的電動比例調節閥的開啟度，用以分配進入精餾塔和過熱器、滿液發生器的餘 熱量。有一臺冷凝器和一臺液氨罐，從精餾塔發生出的氨氣和從滿液發生器發生出的氨氣 同時進入冷凝器冷凝並儲存在液氨罐中。所述液氨發電裝置，其特徵是採用濃度為99. 9% 的液氨為發電循環工質，更適合較低溫度的餘熱熱源，氣化潛熱大，熱傳導效率高，發電能 力強，價格低廉，容易獲得且不汙染環境。設有一過熱器，在確保進入膨脹機的氨氣壓力的 情況下，提高了氨氣的焓值，提高了發電能力。發電機的電量輸出線路上設有一智能電流檢 測儀，可實時監測電流的輸出情況。設有一回熱器，回收從膨脹機出來的氨氣的熱量，提高 了發電效率。
[0011] 餘熱氨吸收發電制冷機將餘熱分階梯順序利用，因為液氨發電裝置採用濃度為 99. 9%的液氨為發電循環工質，其決定了滿液發生器的發生溫度不能太高，一方面發生溫度 太高會造成餘熱發電裝置的高壓發生側壓力過高從而存在安全運行隱患，另一方面發生溫 度太高會造成液氨的分解使機組無法運行，因此餘熱先進入氨水吸收制冷機，從氨水吸收 制冷機出來的餘熱溫度已降低並且非常適合驅動液氨發電裝置，餘熱再經過液氨發電裝置 利用排出後溫度又進一步的降低，從而最大限度的提高了餘熱的利用率，但考慮到當餘熱 量波動小於設計值時液氨發電裝置的發電量不足以保證整套機組的正常運行，因此在餘熱 總進口和過熱器之間設置有直通連接管路，直通連接管路的截面積是進入精餾塔下部加熱 段管路截面積的1/6,在直通連接管路上設置有電動比例調節閥，形成相對於精餾塔的旁通 管路，此時從餘熱總進口分出的餘熱與從精餾塔出來的餘熱混合後再進入液氨發電裝置， 液氨發電裝置的發電機的電量輸出線路上裝有一智能電流檢測儀，可將電流的實時情況傳 入S7-200PLC電控箱，智能電流檢測儀設置一電流大小的上限值和下限值，通過信號傳輸 到PLC電控箱，PLC電控箱再輸出控制信號控制旁通餘熱管路上的電動比例調節閥的開啟 度，用以分配進入精餾塔和過熱器、滿液發生器的餘熱量，電動比例調節閥最大開啟比例為 80%，若此時液氨發電裝置的發電量仍無法滿足機組元器件的用量則機組報警停機。
[0012] 液氨發電裝置系統中設有一過熱器和回熱器，餘熱先進入過熱器過熱從滿液發生 器發生出的氨氣，在確保進入膨脹機的氨氣壓力的情況下，提高了氨氣的焓值，從而提高了 氨氣的發電能力；從膨脹機出來的氨氣先進入回熱器預熱來自液氨罐的液氨，使進入滿液 發生器的液氨溫度升高，利用了從膨脹機出來的氨氣的熱量，從而進一步提高了液氨發電 裝置的發電效率。液氨發電裝置發出的電供餘熱氨吸收發電制冷機的所有電器元件使用， 完全實現了自給自足，不需要用戶再額外提供電量，以一臺製冷量23KW的氨水吸收制冷機 為例其需要用戶提供4KW的電量才能正常工作，使用餘熱氨吸收發電制冷機後即可為用戶 每小時節約用電量4KW。因餘熱和冷卻水會存在時刻的波動影響機組的正常高效運行，為了 保證液氨發電裝置的發電量和餘熱氨吸收發電制冷機的用電量的匹配，因此在餘熱進入氨 水吸收式制冷機和液氨發電裝置的管路上設有帶電動比例調節閥的餘熱旁通管路，PLC電 控箱根據智能電流檢測儀輸出的信號調節電動比例調節閥的開啟度從而實現了餘熱合理 的分配，保證了餘熱氨吸收發電制冷機的正常高效運轉。餘熱氨吸收發電制冷機只有一套 冷卻水系統和一套冷凝器、液氨罐，氨水吸收式制冷機和液氨發電裝置共用這一套裝置，實 現了控制的簡單化，降低了機組製造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是餘熱氨吸收發電制冷機工作循環流程，箭頭所指方向為流動方向，虛線是 電源線，點劃線是信號控制線。
[0014] 圖中，1-冷卻塔；2-冷卻水泵；3-精餾塔；4-溶液換熱器；5-立式降膜吸收器； 6_溶液泵；7-蒸發器；8-過冷器；9-冷凝器；10-液氨罐；11-液氨泵；12-回熱器；13-螺 杆膨脹機；14-發電機；15-智能電流檢測儀；16-S7-200PLC電控箱；17-電動比例調節閥； 18-滿液發生器；19-餘熱總進口；20-餘熱總出口；21-過熱器；22-分凝器。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合技術方案和附圖，詳細敘述本方案的具體實施例。
[0016] 如圖1所示，一種餘熱氨吸收發電制冷機，餘熱自餘熱總進口 19送入內置有立式 降膜發生器的精餾塔3下部的加熱段，加熱精餾塔3中的立式降膜發生器中的濃氨水溶液 發生出高濃度的氨水氣液混合物，氨水汽液混合物經過精餾塔3上部的填料和分凝器22後 精餾出濃度為99. 9%的氨氣，氨氣自設置於精餾塔3頂部管路送入冷凝器9內冷凝成液氨 並儲存在液氨罐10中，從液氨罐10中出來的液氨進入到過冷器8的換熱盤管中，在過冷 器8中與從蒸發器7送來的冷氨氣進一步換熱後送入蒸發器7中的換熱盤管中，液氨在蒸 發器7內蒸發而產生冷氨氣，冷氨氣在過冷器8中與換熱盤管進一步換熱，並在壓差的作用 下進入立式降膜吸收器5 ;自精餾塔3中的立式降膜發生器底部送出的稀氨水經溶液熱交 換器4冷卻後送入到立式降膜吸收器5中吸收冷氨氣後形成濃氨水；濃氨水自設置於立式 降膜吸收器5底部的管路由溶液泵6送到溶液換熱器4的換熱盤管中吸收熱量後被送入精 餾塔3中的立式降膜發生器；從冷卻塔1排出的冷卻水由冷卻水泵2先泵入到精餾塔3頂 部的分凝器22帶走精餾熱，然後進入冷凝器9中的換熱管路帶走冷凝熱，再進入立式降膜 吸收器5的換熱管路帶走吸收熱，最後進入冷卻塔1將吸收的熱量排至環境；液氨發電裝 置包括滿液發生器18,過熱器21和回熱器12,螺杆膨脹機13及其驅動的發電機14,從精 餾塔3下部加熱段管路出來的餘熱依次進入過熱器21內的換熱管路和滿液發生器18內的 換熱管路，加熱滿液發生器18中的濃度為99. 9%的液氨並經過熱器21加熱發生出濃度為 99. 9%的過熱氨氣，過熱氨氣進入螺杆膨脹機13並推動螺杆膨脹機13做功，從螺杆膨脹機 13排出來的氨氣經回熱器12換熱管路換熱後進入冷凝器9冷凝成液氨並儲存在液氨罐10 中，液氨泵11將液氨罐10中的液氨加壓後先泵入回熱器12換熱，最後進入滿液發生器18 ; 螺杆膨脹機13做功驅動發電機14發電。所述液氨發電裝置還包括S7-200PLC電控箱16， PLC電控箱16控制與其電連接的電動比例調節閥17、冷卻塔1、冷卻水泵2、溶液泵6、液氨 泵11工作。發出的電驅動冷卻塔1、冷卻水泵2、溶液泵6、液氨泵11、電動比例調節閥17、 S7-200PLC電控箱16工作，發電機輸出線路上裝有一智能電流檢測儀15,實時監測輸出電 流情況，在餘熱氨吸收發電制冷機正常工作時，為了確保冷卻塔1、冷卻水泵2、溶液泵6、液 氨泵11、電動比例調節閥17、S7-200PLC電控箱16的正常工作，給智能電流檢測儀15設定 一電流大小的上限值和下限值，智能電流檢測儀15實時將電流情況傳輸到S7-200PLC電控 箱16，S7-200PLC電控箱16輸出信號實時調節電動比例調節閥17用以調節餘熱的分配，在 餘熱總進口 19和過熱器21之間設置有直通連接管路，直通連接管路的截面積是進入精餾 塔3下部加熱段管路截面積的1/6,在直通連接管路上設置有電動比例調節閥17,形成相對 於精餾塔3的旁通管路，當餘熱量波動小於設計值時液氨發電裝置的發電量不足以保證整 套機組的正常運行時S7-200PLC電控箱16調節電動比例調節閥17開啟，使餘熱總進口 19 分出的餘熱與從精餾塔3出來的餘熱混合後再進入液氨發電裝置，電動比例調節閥17最大 開啟比例為80%，若此時液氨發電裝置的發電量仍無法滿足機組元器件的用量則機組報警 停機。
【權利要求】
1. 一種餘熱氨吸收發電制冷機，其特徵是它包括內置有立式降膜發生器的精餾塔，精 餾塔下部的加熱段與餘熱總進口連通，精餾塔頂部通過管路與冷凝器連通，冷凝器與液氨 罐連通；液氨罐與過冷器的換熱盤管連通，過冷器的換熱盤管與蒸發器的換熱盤管連通，蒸 發器的換熱盤管與過冷器連通，過冷器與立式降膜吸收器連通；精餾塔中的立式降膜發生 器底部與溶液熱交換器連通，溶液熱交換器與立式降膜吸收器頂部連通；設置於立式降膜 吸收器底部出口的管路上的溶液泵與溶液換熱器的換熱盤管連通，溶液換熱器的換熱盤管 與精餾塔中的立式降膜發生器連通；冷卻塔經冷卻水泵與精餾塔頂部的分凝器連通，分凝 器與冷凝器中的換熱管路連通，冷凝器中的換熱管路與立式降膜吸收器的換熱管路連通， 立式降膜吸收器的換熱管路與冷卻塔連通； 液氨發電裝置包括滿液發生器，過熱器和回熱器，螺杆膨脹機及其驅動的發電機，精餾 塔下部加熱段管路依次連通進入過熱器內的換熱管路和滿液發生器內的換熱管路，滿液發 生器與螺杆膨脹機連通，螺杆膨脹機經回熱器換熱管路與冷凝器連通，液氨泵連通液氨罐 和回熱器，回熱器與滿液發生器連通；螺杆膨脹機做功驅動發電機發電。
2. 根據權利要求1所述的餘熱氨吸收發電制冷機，其特徵是在餘熱總進口和過熱器 之間設置有直通連接管路，直通連接管路的截面積是進入精餾塔下部加熱段管路截面積的 1/6,在直通連接管路上設置有電動比例調節閥，形成相對於精餾塔的旁通管路。
3. 根據權利要求1所述的餘熱氨吸收發電制冷機，其特徵是所述液氨發電裝置還包括 PLC電控箱，PLC電控箱控制與其電連接的電動比例調節閥、冷卻塔、冷卻水泵、溶液泵、液 氨泵工作。
4. 根據權利要求3所述的餘熱氨吸收發電制冷機，其特徵是發電機的電量輸出線路上 裝有一智能電流檢測儀，可將電流的實時情況傳入PLC電控箱；發電機輸出的電量驅動冷 卻塔、冷卻水泵、溶液泵、液氨泵、PLC電控箱工作。
5. 根據權利要求3所述的餘熱氨吸收發電制冷機，其特徵是智能電流檢測儀設置一電 流大小的上限值和下限值，通過信號傳輸到PLC電控箱，PLC電控箱再輸出控制信號控制旁 通餘熱管路上的電動比例調節閥的開啟度，用以分配進入精餾塔和過熱器、滿液發生器的 餘熱量。
6. -種液氨發電裝置，其特徵是它包括滿液發生器，過熱器和回熱器，螺杆膨脹機及其 驅動的發電機，精餾塔下部加熱段管路依次連通進入過熱器內的換熱管路和滿液發生器內 的換熱管路，滿液發生器與螺杆膨脹機連通，螺杆膨脹機經回熱器換熱管路與冷凝器連通， 液氨泵連通液氨罐和回熱器，回熱器與滿液發生器連通；螺杆膨脹機做功驅動發電機發電。
7. 根據權利要求6所述的液氨發電裝置，其特徵是在餘熱總進口和過熱器之間設置有 直通連接管路，直通連接管路的截面積是進入精餾塔下部加熱段管路截面積的1/6,在直通 連接管路上設置有電動比例調節閥，形成相對於精餾塔的旁通管路。
8. 根據權利要求6所述的液氨發電裝置，其特徵是所述液氨發電裝置還包括PLC電控 箱，PLC電控箱控制與其電連接的電動比例調節閥、冷卻塔、冷卻水泵、溶液泵、液氨泵工作。
9. 根據權利要求6所述的液氨發電裝置，其特徵是發電機的電量輸出線路上設有一智 能電流檢測儀。
【文檔編號】F01K25/10GK203893481SQ201420292679
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】曹西森, 王光喜, 肖培永, 王玉濤, 張宗華, 李剛, 單廣欽, 楊雲峰 申請人:泰山集團股份有限公司