本發明屬于工業余熱回收技術領域，尤其涉及一種工業余熱回收系統。

背景技術：

面對全球氣候變暖和資源環境的嚴峻挑戰，我國“十三五”再次強調指出“在改革環境治理基礎制度的同時，要支持綠色清潔生產，推動建立綠色低碳循環發展產業體系”，除了對煤炭、石油、天然氣、可再生能源、核電等燃料之間關系的統籌規劃，“十三五”能源規劃把化解過剩產能作為重要政策導向，強調構建現代能源體系、加強多元化的能源供應以及統籌平衡。

工業是國民經濟的主體，也是能源消耗的主要領域，其能源消耗量占國家能源消耗總量的70%左右，但其中約50%的工業用熱最終以低品位余熱的形式直接排放。工業余熱就是指在工業生產過程中，沒有被利用的熱能，廣泛存在于鋼鐵、有色金屬、建材、化工、煤炭、電力、石油、石化等行業的生產過程中，其中包括鍋爐尾氣、工業冷卻水、生產工藝過程中排放的熱量、凝汽式汽輪機尾氣等等。

研究表明，在各種類型的工業余熱中，可回收利用的余熱資源部分占總余熱資源的60%，對工業余熱進行有效地回收不僅具有巨大的經濟效益，也具有一定的環保效益。據統計，我國高耗能行業的年余熱節能潛力超過了1000萬噸標準煤，可見余熱資源回收潛力非常大。與此同時，對余熱資源進行利用也是解決我國日益嚴重的能源環境危機的有效途徑，對我國可持續發展的戰略有重大影響。

現有的余熱鍋爐發電技術只在回收高品位工業余熱中具有較好的轉換效率，針對中低品味工業余熱轉換效率低；工業熱泵技術、熱交換技術的產品單一，多為熱水。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種工業余熱回收系統，構建一個小型ORC循環發電的分布式熱電聯供系統，以工業余熱為驅動熱源，使系統自動運行同時輸出電能和熱能，工業余熱轉換效率低，回收利用效率高，以解決現有技術中存在的問題。

本發明采取的技術方案為：一種工業余熱回收系統，包括蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵，蒸發器輸出口連接到膨脹機輸入口，膨脹機輸出口連接到冷凝器輸入口，冷凝器輸出口連接到工質泵，工質泵連接到蒸發器，蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵構成主回路，蒸發器上還連接有余熱回收的熱源回路，冷凝器上連接有冷凝回路，膨脹機上還連接有發電機。

優選的，上述主回路中循環流動的有機工質采用R245fa。

優選的，上述工質泵連接有存放工質液體的儲液罐，工質泵選用離心泵（IB80-50-315型）。

優選的，上述蒸發器采用板式換熱器，板寬為0.7m，板片間距為0.002m，板片長度為0.315m，板片單片換熱面積為0.0023m²。

優選的，上述膨脹機采用螺桿型膨脹機。

優選的，上述冷凝器采用翅片管式、風冷，管內徑為8mm，管外徑為10mm，管長為9.12m。

本發明的有益效果：與現有技術相比，本發明采用蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵構成主回路對余熱回路進行余熱回收和冷凝回路進行利用以及發電機進行發電，可以充分回收在工業余熱當中數量更多、范圍更廣的中低品位余熱，轉換效率高，本發明回收利用工業余熱，可以同時實現發電和產能，不但能緩解能源危機，還可減輕因為余熱所引起的環境污染，從而實現節能減排。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。

實施例：如圖1所示，一種工業余熱回收系統，包括蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵，蒸發器輸出口連接到膨脹機輸入口，膨脹機輸出口連接到冷凝器輸入口，冷凝器輸出口連接到工質泵，工質泵連接到蒸發器，蒸發器、膨脹機、冷凝器和工質泵構成主回路，蒸發器上還連接有余熱回收的熱源回路，冷凝器上連接有冷凝回路，膨脹機上還連接有發電機。

優選的，上述主回路中循環流動的有機工質采用R245fa，該工質不僅滿足環境友好、低毒性、可燃性低的基本原則，而且可使系統產生較高的系統熱力效率。

優選的，上述工質泵連接有存放工質液體的儲液罐，工質泵選用離心泵（IB80-50-315型），工質泵在ORC中的作用是加壓并輸送液體工質，本發明的工質泵采用離心泵（IB80-50-315型），額定體積流量為Q_vN=25m³/h、轉速為n_N=1450r/min、揚程為H_N=32m，該工質泵具有較合適的應用范圍，且耐高溫和耐腐蝕性較好。

蒸發器是有機工質吸收熱源溫度變成高溫高壓蒸汽的部件，很大程度的影響了ORC系統的發電效率，優選的，上述蒸發器采用板式換熱器，板寬為0.7m，板片間距為0.002m，板片長度為0.315m，板片單片換熱面積為0.0023m²，該蒸發器可以較快的使工質達到其最佳蒸發溫度，使循環凈輸出功達到最大。

膨脹機作為ORC系統的動力部件，其效率值直接影響整個系統的技術經濟性，一般可分為螺桿型、渦旋型和活塞型等三種。本發明的膨脹機采用螺桿型膨脹機，較之其他兩種，螺桿型的膨脹機使用范圍更廣、對工況的適應性強、結構簡單，不同型號機器的實測數據表明，在中小容量范圍內（1500kw），螺桿膨脹機的效率要高出其他兩種的 10%~20%，制造成本也相對較小。

冷凝器可以冷凝膨脹機中做功余下的高溫乏氣，為工質泵提供液態的有機工質，完成ORC系統的一次工作循環，優選的，上述冷凝器采用翅片管式、風冷，管內徑為8mm，管外徑為10mm，管長為9.12m。

在主回路的基礎上，以蒸發器為操作對象，使工業余熱和有機工質進行熱交換的熱源回路，在主回路的基礎上，以冷凝器為操作對象，使恒溫冷卻水吸收冷凝器中從膨脹機膨脹做功之后剩余常壓乏氣的高溫，得到熱水產生熱能，從而構成冷凝回路。本發明采用的ORC技術低溫熱力循環性能優越，利用該技術回收中低溫的工業余熱，可以高效的同時發電和產生熱能。

上述主回路中，低溫低壓液態工質經工質泵加壓進入蒸發器，與中低品位的工業余熱換熱變成高壓過熱蒸汽，接著進入膨脹機，推動膨脹機做功，將攜帶的熱能轉化為機械能，再由發電機進一步轉化為電能，膨脹后的乏氣進入冷凝器冷凝為飽和液體，經工質循環泵加壓進入蒸發器，完成一個工作周期的循環。

與現有的工業余熱回收利用的技術相比，現有的工業余熱回收利用針對余熱鍋爐發電技術只在回收高品位工業余熱中具有較好的轉換效率；工業熱泵技術、熱交換技術的產品單一，多為熱水，而本發明采用的ORC技術可以充分回收在工業余熱當中數量更多、范圍更廣的中低品位余熱。采用該技術回收利用工業余熱，可以同時實現發電和產能，不但能緩解能源危機，還可減輕因為余熱所引起的環境污染，從而實現節能減排。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內，因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。