一种复叠式柴油机余热回收热电联产系统
阅读说明：本技术 一种复叠式柴油机余热回收热电联产系统 (Cascade type diesel engine waste heat recovery cogeneration system ) 是由 冯金勇 张子建 罗飞 李静芬 秦培军 彭杰伟 于 2019-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复叠式柴油机余热回收热电联产系统。复叠式柴油机余热回收热电联产系统包括主机、发电系统和制热系统,主机产生烟气,发电系统包括烟气换热器、气液分离器、透平发电机组和混合器,烟气换热器用于将第一混合工质与烟气热交换,制热系统包括发生器和第一冷凝器。根据本发明的复叠式柴油机余热回收热电联产系统,可以将主机产生的烟气所携带的能量进行充分地利用,第一混合工质可以作为循环工质,充分回收烟气所携带的能量,将回收的热能转化为电能,同时复叠式柴油机余热回收热电联产系统还可以将无法转化为电能的低温余热转化为热水,从而满足船舶供热需求,实现热电联产。(The invention discloses a waste heat recovery cogeneration system of a cascade diesel engine. The cascade diesel engine waste heat recovery cogeneration system comprises a host, a power generation system and a heating system, wherein the host generates flue gas, the power generation system comprises a flue gas heat exchanger, a gas-liquid separator, a turbine generator set and a mixer, the flue gas heat exchanger is used for exchanging heat between a first mixed working medium and the flue gas, and the heating system comprises a generator and a first condenser. According to the waste heat recovery cogeneration system of the cascade diesel engine, the energy carried by the smoke generated by the host can be fully utilized, the first mixed working medium can be used as a circulating working medium, the energy carried by the smoke is fully recovered, the recovered heat energy is converted into electric energy, and meanwhile, the waste heat at low temperature which cannot be converted into the electric energy can be converted into hot water by the waste heat recovery cogeneration system of the cascade diesel engine, so that the heat supply requirement of a ship is met, and the cogeneration is realized.)
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体地涉及一种复叠式柴油机余热回收热电联产系统。
背景技术
目前利用发动机(譬如柴油机)排出的余热所采取的措施是通过涡轮增压器将柴油机排出的废气的能量转换为扫气空气的压力，以提高柴油机对燃料的利用率。同时，还可以通过锅炉回收柴油机排气的余热，锅炉可以产生0.5MPa左右的饱和蒸汽或饱和热水，以供加热油及生活用水的用热需求。虽然柴油机排出余热被回收了一部分，但是低品位的排气和/或冷却水却带走了大部分的余热的热量。
当前柴油机热效率一般为45％～50％。冷却水通过对外换热带走热量约20％～25％。废气带走的热量约25％～30％。目前，二冲程低速柴油机拥有所有热机中最高的效率——接近50％，但仍有一半以上的燃料能量未被利用。
主机排气余热回收发电技术，属于热能的二次利用技术，可提高燃油利用率，降低装机功率。因此，随着“船舶能效设计指数”(EEDI)船舶能效标准的实施，余热回收可以用于发电，这样可以降低船舶EEDI指数，满足EEDI指数第三阶段设计要求，实现节能减排。
目前工业上对于中低温排气余热回收发电形式中主要为蒸汽朗肯循环发电和有机朗肯循环(ORC)发电，船舶柴油机排气多为260℃～350℃中低温热源，且船舶在运行过程中，随着海况的变化，主机的运行负荷也跟着变化，排气的参数也跟着变化，因此排气余热回收系统容易偏离设计工况。目前国外部分船舶已有应用蒸汽朗肯循环发电技术，该技术在船舶排气余热回收发电中存在以下不足：
(1)对于中低温热源，水或者有机物作为工质，水蒸汽或有机物蒸汽定温蒸发，蒸发设备受节点温差的限制，无法将排气的温度降到较低的范围，无法充分回收余热；
(2)当主机运行负荷偏离余热回收发电系统设计工况时，系统余热回收的效率降低，无法充分回收余热；
(3)系统余热回收后热电转换效率低，对于中低温的余热回收热电转换效率仅为15％～25％，其余的热量以35℃～45℃冷却水的形式排掉，根本无法回收。
因此，需要一种复叠式柴油机余热回收热电联产系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在
具体实施方式
部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种复叠式柴油机余热回收热电联产系统，所述复叠式柴油机余热回收热电联产系统包括：
主机，所述主机产生烟气；
发电系统，所述发电系统包括：
烟气换热器，与所述主机连通，用于将第一混合工质与所述烟气热交换，进而加热所述第一混合工质；
气液分离器，与所述烟气换热器连通，用于将所述第一混合工质受热产生的第二混合工质和第一蒸汽分离；
透平发电机组，与所述气液分离器的气相出口连通，利用所述第一蒸汽发电；
混合器，分别与所述气液分离器的液相出口以及所述透平发电机组的出口连通，用于将所述第二混合工质和降低温度的所述第一蒸汽混合并生成第三混合工质；以及
制热系统，所述制热系统包括：
发生器，与所述混合器连通，用于将第四混合工质与所述第三混合工质热交换，进而加热所述第四混合工质；和
第一冷凝器，所述第一冷凝器与所述发生器连通，用于将降低温度的所述第三混合工质液化为所述第一混合工质。
根据本发明的复叠式柴油机余热回收热电联产系统，可以将主机(比如船舶柴油机)产生的烟气所携带的能量进行充分地利用，弥补已知的余热回收系统中存在的不足。并且第一混合工质可以作为循环工质，充分回收烟气所携带的能量，将回收的热能转化为电能，同时复叠式柴油机余热回收热电联产系统还包括复叠式循环系统，将无法转化为电能的低温余热转化为热水，从而满足船舶供热需求，实现热电联产。
可选地，所述发电系统还包括低温回热器，所述低温回热器的热侧位于所述混合器和所述发生器之间，所述低温回热器的冷侧位于所述第一冷凝器和所述烟气换热器之间。
可选地，所述发电系统还包括高温回热器，所述高温回热器的热侧位于所述气液分离器和所述混合器之间，所述高温回热器的冷侧位于所述低温回热器和所述烟气换热器之间。
可选地，所述制热系统还包括第二冷凝器，所述第二冷凝器与所述发生器连通，所述第二冷凝器用于将第一温度液体与所述第四混合工质受热产生的第二蒸汽热交换，所述第二蒸汽液化为第五混合工质，所述第一温度液体吸收所述第二蒸汽的能量并生成第二温度液体，所述第二温度液体的温度高于所述第一温度液体的温度。
可选地，所述第一冷凝器与所述第二冷凝器连通，所述第一冷凝器用于将所述降低温度的所述第三混合工质与来自所述第二冷凝器的所述第五混合工质热交换，在所述第一冷凝器中，所述第五混合工质受热产生所述第一蒸汽。
可选地，所述制热系统还包括存储有所述第二混合工质的吸收器，所述吸收器与所述第一冷凝器连通，所述吸收器用于将所述第二混合工质和来自所述第一冷凝器的所述第一蒸汽热交换，在所述吸收器中，所述第一蒸汽液化产生第六混合工质。
可选地，所述制热系统还包括热交换器，在所述发生器中，所述第四混合工质受热还产生所述第二混合工质，所述热交换器位于所述吸收器和所述发生器之间，所述热交换器用于将来自所述吸收器的所述第六混合工质与来自所述发生器的所述第二混合工质热交换。
可选地，所述热交换器的热侧出口与所述发生器连通，所述热交换器的冷侧出口与所述吸收器连通。
可选地，所述第一混合工质为氨水，所述第一蒸汽为富氨蒸汽，所述第二混合工质为贫氨溶液，所述第三混合工质为氨水基液，所述第四混合工质为第一浓度氨水溶液。
可选地，所述第二蒸汽为富氨饱和蒸汽，所述第五混合工质为第二浓度氨水溶液，第六混合工质为富氨基液。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
图1为根据本发明的一个优选实施方式的复叠式柴油机余热回收热电联产系统的示意图。
附图标记说明：
1：主机； 2：烟气换热器；
3：气液分离器； 4：透平发电机组；
5：混合器； 6：高温回热器；
7：两级调压阀； 8：低温回热器；
9：第一工质泵； 10：第一冷凝器；
11：吸收器； 12：热交换器；
13：节流阀； 14：第二工质泵；
15：发生器； 16：第二冷凝器；
17：第三工质泵。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。
本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
以下，将参照附图对本发明的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本发明的代表实施方式，并不是限定本发明。
图1示意性地示出了本发明的一个优选实施方式的复叠式柴油机余热回收热电联产系统。
本发明提供的复叠式柴油机余热回收热电联产系统包括主机1，主机1可以为船舶柴油机，船舶柴油机在工作过程中可以产生烟气。烟气携带大量的能量，因此，复叠式柴油机余热回收热电联产系统还包括发电系统和制热系统。发电系统可以吸收烟气所携带的能量，具体地，发电系统可以包括烟气换热器2、气液分离器3、透平发电机组4和混合器5。
烟气换热器2可以与主机1连通，用于将第一混合工质与烟气热交换，进而加热第一混合工质。第一混合工质可以为一定干度的氨水蒸汽混合物，第一混合工质可以至少包括两种工质的混合物，在本实施方式中，第一混合工质可以为氨水，氨是有标准的常规化学溶剂，广泛应用于农业、制冷、电力工业等，处理得当，是符合生态学的安全化学制剂，且氨水工质价格比有机工质便宜得多。相对于现有技术中采用水作为工质，可以在烟气的温度不高的情况下也产生供发电用的蒸汽，进而提高热量的利用率。
烟气换热器2可以为蒸发器，氨水可以作为烟气换热器2的循环工质。烟气换热器2可以包括热侧和冷侧，烟气换热器2的热侧的进口可以与主机1的排气管的出口流体连通，烟气换热器2的热侧的出口与主机1的排气管的进口流体连通。这样，可以使得烟气进入到烟气换热器2的热侧的区域中，从而使得烟气作为热源。氨水可以进入到烟气换热器2的冷侧的区域中，从而使得氨水作为冷源。氨水可以通过烟气换热器2的换热元件吸收烟气所携带的能量，进而产生第二混合工质和第一蒸汽。烟气换热器2的冷侧的出口可以与气液分离器3的进口或者透平发电机组4的进口流体连通。
氨水的沸点低于100摄氏度，这样导致氨水在受热后，氨水容易蒸发形成氨蒸汽，剩余的部分则为含有少量的氨气的水。在下面的说明书中，第一混合工质为氨水，第二混合工质也即为氨含量较少的贫氨溶液，第一蒸汽为富氨蒸汽。第一蒸汽(富氨蒸汽)中的氨浓度可以大于第一混合工质(氨水)中的氨浓度，第一混合工质(氨水)中的氨浓度可以大于第二混合工质(贫氨溶液)中的氨浓度。在本实施方式中，氨浓度指的是氨的质量浓度。
气液分离器3与烟气换热器2流体连通，由于氨水受热产生的贫氨溶液和富氨蒸汽是混合在一起的，因此，气液分离器3可以使得贫氨溶液和富氨蒸汽的混合物气液分离。气相的氨水蒸汽(即富氨蒸汽)可以进入透平发电机组4膨胀做功进而发电，液相的氨水混合物(即贫氨溶液)可以进入混合器5中。
这样，本发明的气液分离器3具有一个进口和两个出口(气相出口和液相出口)，气液分离器3的进口可以与烟气换热器2的冷侧的出口流体连通，以使得烟气换热器2的冷侧的出口排出的贫氨溶液和富氨蒸汽的混合物进入到气液分离器3中。气液分离器3的气相出口与透平发电机组4流体连通，以使得富氨蒸汽进入到透平发电机组4中。气液分离器3的液相出口与混合器5流体连通，以使得贫氨溶液进入到混合器5中。
透平发电机组4的进口可以与气液分离器3的出口或烟气换热器2的出口流体连通，透平发电机组4的出口与混合器5流体连通。这样，透平发电机组4可以利用富氨蒸汽发电。
富氨蒸汽进入透平发电机组4中可以膨胀做功进而发电。透平发电机组4可以包括透平机和发电机，透平机与发电机之间可以直接连接在一起。当然，透平机与发电机之间也可以通过齿轮箱连接在一起。为了保证透平机、发电机和齿轮箱运转得更加稳定，透平机、齿轮箱和发电机可以安装在同一个底座上。
具体地，透平发电机组4的透平机可以为高进气压力的透平机，透平机可以采用向心透平、离心透平、螺杆膨胀机等形式。发电机可以根据功率等级和转速情况，选择高速发电机或者低速发电机。如果采用高速发电机，则膨胀机直接与发电机同轴或者通过联轴器连接。如果采用低速发电机，则膨胀机与发电机之间可以采用减速齿轮箱进行连接。
混合器5包括两个进口和一个出口，其中，混合器5的一个进口与气液分离器3的液相出口流体连通，混合器5的另一个进口与透平发电机组4的出口流体连通。这样，混合器5可以将贫氨溶液和降低温度的富氨蒸汽混合，使得氨溶于水，生成第三混合工质。混合器5的出口可以与制热系统的发生器15流体连通，以使得第三混合工质进入到发生器15中。第三混合工质可以为氨水基液，第三混合工质(氨水基液)中的氨浓度可以与第一混合工质(氨水)中的氨浓度相同。
在图1中，为了便于理解，附图说明的发电系统工质包括第一混合工质(氨水)、第一蒸汽(富氨蒸汽)、第二混合工质(贫氨溶液)和第三混合工质(氨水基液)，为了使得附图简洁，上述的各个物质均以直线的画法示出。
进一步地，发电系统还包括低温回热器8，低温回热器8可以与混合器5流体连通。低温回热器8可以包括热侧和冷侧，低温回热器8的热侧可以设置在混合器5和发生器15之间，低温回热器8的热侧进口可以与混合器5的出口流体连通，以使得来自混合器5的氨水基液能够进入到低温回热器8的热侧的区域中。低温回热器8的热侧出口可以与发生器15流体连通，来自混合器5的氨水基液可以在低温回热器8中释放能量再进入发生器15中。
发电系统还可以包括高温回热器6，高温回热器6可以布置在气液分离器3的下游。高温回热器6包括热侧和冷侧，高温回热器6的热侧位于气液分离器3和混合器5之间，高温回热器6的热侧进口可以与气液分离器3的液相出口流体连通，来自气液分离器3的贫氨溶液能够进入到高温回热器6的热侧区域中。高温回热器6的热侧出口可以与混合器5流体连通，来自气液分离器3的贫氨溶液可以在高温回热器6中释放能量再进入混合器5中。
为了控制贫氨溶液的压力，发电系统还包括两级调压阀7，两级调压阀7的进口可以与高温回热器6的热侧出口流体连通，两级调压阀7的出口可以与混合器5的进口流体连通。这样，两级调压阀7可以对来自高温回热器6的贫氨溶液进行节流降压，将高压的贫氨溶液调节为低压的气液两相氨水(为了便于描述，下文的第二混合工质仍表述为贫氨溶液)。两级调压阀7还可以更为灵敏地调节贫氨溶液的压力，并且能够降低两级调压阀7内的氨水闪蒸对阀体和管道的汽蚀影响，减缓振动噪音，提高系统运行稳定性。当然，两级调压阀7的进口还可以与气液分离器3的液相出口流体连通，这样可以直接调节来自气液分离器3的贫氨溶液。
制热系统可以进一步吸收来自低温回热器8的氨水基液的能量，制热系统可以包括第一冷凝器10和上述的发生器15。
制热系统的发生器15与混合器5流体连通，用于将第四混合工质与氨水基液(第三混合工质)热交换，进而加热第四混合工质。第四混合工质可以为第一浓度氨水溶液，第四混合工质(第一浓度氨水溶液)中的氨浓度高于第三混合工质(氨水基液)中的氨浓度。氨水基液的温度可以高于第一浓度氨水溶液的温度。也就是说，在发生器15中，低温的第四混合工质(第一浓度氨水溶液)吸收高温的第三混合工质(氨水基液)所携带的能量。第一浓度氨水溶液可以预先存储在发生器15中。
可选地，第四混合工质还可以为氨-水(NH3-H2O)，也可以是水-氯化锂(LiCl-H2O)、水-碘化锂(LiI-H2O)水-溴化锂(LiBr-H2O)、氨-硝酸锂(NH3-LiNO3)或氨-硫氰酸钠(NH3-NaSCN)。这样，可以适应多种工况。
发生器15可以包括两个进口和三个出口，其中，发生器15的一个进口与低温回热器8的热侧出口流体连通，以使得氨水基液进入到发生器15中。第一浓度氨水溶液在发生器15中可以吸收来自低温回热器8的氨水基液的能量。发生器15的一个出口与第一冷凝器10流体连通，氨水基液在发生器15中降低温度后进入到第一冷凝器10中。
第一冷凝器10用于将来自发生器15的降低温度的氨水基液液化为氨水(第一混合工质)。第一冷凝器10包括热侧和冷侧，第一冷凝器10的热侧进口可以与发生器15的一个出口流体连通，以使得来自发生器15的氨水基液进入到第一冷凝器10的热侧的区域中。可选地，在第一冷凝器10中，氨水基液的状态可以为气液两相。来自发生器15的氨水基液能够在第一冷凝器10中释放能量冷凝成液态从而形成氨水。第一冷凝器10的热侧出口可以与烟气换热器2流体连通，在第一冷凝器10中生成的氨水进入到烟气换热器2中进行循环使用。
可选地，混合器5的出口也可以与第一冷凝器10流体连通，这样，可以使得来自混合器5的氨水基液在第一冷凝器10中释放能量从而形成氨水。此时，在第一冷凝器10中氨水可以为低温溶液。
为了进一步控制从第一冷凝器10排出的氨水的压力，第一冷凝器10的下游设置有第一工质泵9，第一工质泵9的进口可以与第一冷凝器10的出口流体连通，第一工质泵9的出口可以与低温回热器8或高温回热器6或烟气换热器2的冷侧进口流体连通。可选地，第一工质泵9可以为氨水工质泵，以将来自第一冷凝器10的氨水进行增压调节，从而满足氨水在后续工况中的换热、透平膨胀做功等要求。
更进一步地，低温回热器8的冷侧位于第一冷凝器10和烟气换热器2之间。具体地，低温回热器8的冷侧进口与第一工质泵9的出口流体连通，来自第一工质泵9的氨水进入到低温回热器8的冷侧的区域中，来自第一工质泵9的氨水可以与低温回热器8的热侧的氨水基液热交换。
再进一步地，高温回热器6的冷侧可以位于低温回热器8和烟气换热器2之间。高温回热器6的冷侧进口可以与低温回热器8的冷侧出口流体连通，来自低温回热器8的氨水可以进入到高温回热器6的冷侧的区域中，来自低温回热器8的氨水可以与高温回热器6的热侧的贫氨溶液热交换。高温回热器6的冷侧出口可以与烟气换热器2的冷侧进口流体连通，从而使得氨水进入到烟气换热器2中，从而使得氨水在发电系统和制热系统中循环使用，提高了能源利用率。
根据本发明的复叠式柴油机余热回收热电联产系统，可以将主机1(比如船舶柴油机)产生的烟气所携带的能量进行充分地利用，弥补已知的余热回收系统中存在的不足。并且第一混合工质可以作为循环工质，充分回收烟气所携带的能量，将回收的热能转化为电能，同时复叠式柴油机余热回收热电联产系统还包括复叠式循环系统，将无法转化为电能的低温余热转化为70℃～90℃的热水，从而满足船舶供热需求，实现热电联产。
制热系统还可以包括第二冷凝器16，第二冷凝器16与发生器15连通，第二冷凝器16用于将第一温度液体与第一浓度氨水溶液(第四混合工质)受热产生的第二蒸汽热交换，第二蒸汽液化为第五混合工质，第一温度液体吸收第二蒸汽的能量并生成第二温度液体，第二温度液体的温度高于第一温度液体的温度。
可选地，第二蒸汽为富氨饱和蒸汽，第五混合工质为第二浓度氨水溶液，第五混合工质(第二浓度氨水溶液)中的氨浓度可以与第二蒸汽(富氨饱和蒸汽)中的氨浓度相同。第五混合工质(第二浓度氨水溶液)中的氨浓度可以大于第四混合工质(第一浓度氨水溶液)中的氨浓度。第一温度液体可以为热水回水。第二温度液体的温度高于热水回水的温度，第二温度液体可以为供应热水，比如，第二温度液体的温度可以为70℃～90℃的热水，以满足船舶供热需求。
在发生器15中，第一浓度氨水溶液受热后分离出一定流量的氨水蒸汽并在发生器15的出口处进行气液分离后，分离后的富氨饱和蒸汽可以进入第二冷凝器16中，而在发生器15中未蒸发的第一浓度氨水溶液可以生成为贫氨溶液。
第二冷凝器16可以包括热侧和冷侧，第二冷凝器16的热侧进口可以与发生器15流体连通，来自发生器15的富氨饱和蒸汽可以进入第二冷凝器16的热侧的区域中。热水回水可以进入第二冷凝器16的冷侧的区域中，热水回水可以吸收富氨饱和蒸汽的能量，从而使得热水回水升温，从而进一步满足船舶供热需求。
富氨饱和蒸汽在第二冷凝器16中释放能量并冷凝为饱和蒸汽或者第二浓度氨水溶液。第二冷凝器16的热侧出口可以与第一冷凝器10的冷侧进口流体连通。第一冷凝器10用于将降低温度的氨水基液(第三混合工质)与来自第二冷凝器16的第二浓度氨水溶液(第五混合工质)热交换，这样，来自第二冷凝器16的第二浓度氨水溶液可以进入到第一冷凝器10的冷侧区域中。在第一冷凝器10中，第一冷凝器10的热侧的氨水基液可以与冷侧的第二浓度氨水溶液热交换，第二浓度氨水溶液能够吸收氨水基液的能量并生成富氨蒸汽，氨水基液可以冷凝成液态。此时，第一冷凝器10生成的富氨蒸汽中的氨浓度可以与第二浓度氨水溶液中的氨浓度相同。
为了进一步控制从第二冷凝器16排出的第二浓度氨水溶液的压力，第二冷凝器16的下游设置有第三工质泵17。第三工质泵17的进口可以与第二冷凝器16的热侧出口流体连通，这样，第三工质泵17可以对第二冷凝器16排出的第二浓度氨水溶液进行加压处理。第三工质泵17的出口可以与第一冷凝器10的冷侧进口流体连通，以将调压处理后的第二浓度氨水溶液输送至第一冷凝器10中。
更进一步地，制热系统还包括吸收器11，吸收器11中可以存储有贫氨溶液(第二混合工质)。吸收器11可以与第一冷凝器10连通，吸收器11用于将贫氨溶液和来自第一冷凝器10的第一蒸汽(富氨蒸汽)热交换，第一蒸汽(富氨蒸汽)可以液化产生第六混合工质。
具体地，发生器15可以与吸收器11流体连通，第一浓度氨水溶液在发生器15中受热可以生成贫氨溶液，来自发生器15的贫氨溶液可以进入到吸收器11中，以提高贫氨溶液的利用率。当然，吸收器11中也可以预先存储有贫氨溶液，吸收器11中的预先存储的贫氨溶液可以直接使用，从而提高效率。
吸收器11可以包括三个进口和两个出口，三个进口中的第一进口可以与第一冷凝器10的冷侧出口流体连通。吸收器11可以在高压条件下，来自发生器15的贫氨溶液可以吸收来自第一冷凝器10的富氨蒸汽。
吸收器11的三个进口中的第二进口可以与第二冷凝器16的冷侧出口流体连通，热水回水可以在第二冷凝器16中吸收能量并生成较低温度的热水回水。较低温度的热水回水可以通过吸收器11的第二进口进入吸收器11中。贫氨溶液在吸收器11中吸收能量并产生浓氨溶液，浓氨溶液可以通过较低温度的热水回水降温，以进一步促进吸收冷凝。较低温度的热水回水可以吸收富氨蒸气吸收过程放出的能量，实现较低品位能量向较高品位能量的转化。吸收器11的两个出口中的一个可以与热水用户端流体连通，以供应热水。
在图1中，为了便于理解，附图说明的热水工质包括第一温度液体(热水回水)、较低温度的热水回水和第二温度液体(供应热水)，为了使得附图简洁，上述的各个物质均以点划线的画法示出。
来自第一冷凝器10的富氨蒸汽释放能量后液化产生第六混合工质。第六混合工质可以为富氨基液。在图1中，为了便于理解，附图说明的制热系统工质包括第四混合工质(第一浓度氨水溶液)、第二蒸汽(富氨饱和蒸汽)、第五混合工质(第二浓度氨水溶液)和第六混合工质(富氨基液)，为了使得附图简洁，上述的各个物质均以虚线的画法示出。
更进一步地，为了提高制热系统的循环利用率，制热系统还包括热交换器12，热交换器12位于吸收器11和发生器15之间，热交换器12用于将来自吸收器11的富氨基液与来自发生器15的贫氨溶液热交换。
热交换器12可以实现对高浓度、高温氨水能量进行回收。热交换器12包括热侧和冷侧，热交换器12的热侧进口与吸收器11的另一个出口流体连通，来自吸收器11的富氨基液可以进入到热交换器12的热侧的区域中。热交换器12的热侧出口可以与发生器15流体连通。
热交换器12的冷侧进口可以与发生器15的一个出口流体连通，来自发生器15的贫氨溶液可以进入到热交换器12的冷侧的区域中。热交换器12的冷侧出口可以与吸收器11的三个进口中的第三进口流体连通。
为了进一步控制从发生器15排出的贫氨溶液的压力，在热交换器12的冷侧进口的上游还设置有第二工质泵14。发生器15的底部的贫氨溶液可以经第二工质泵14加压进入热交换器12中。在热交换器12中，来自第二工质泵14的贫氨溶液能够吸收来自吸收器11的富氨基液的能量。来自热交换器12的贫氨溶液进入吸收器11中，在吸收器11中经过降温和喷淋双重作用，贫氨溶液可以吸收来自第一冷凝器10的富氨蒸汽的能量，富氨蒸汽释放能量并生成富氨基液。
在热交换器12中，来自发生器15的贫氨溶液可以与来自吸收器11的富氨基液热交换。在热交换器12中，贫氨溶液吸收富氨基液的能量再进入到吸收器11中，这样可以实现贫氨溶液的循环使用。在热交换器12中，富氨基液能够释放能量再进入到发生器15中，这样可以实现对制热氨水基液的循环使用。富氨基液在热交换器12中释放能量后可以生成第一浓度氨水溶液。第六混合工质(富氨基液)中的氨浓度可以小于第四混合工质(第一浓度氨水溶液)中的氨浓度。
综上，第一蒸汽(富氨蒸汽)中的氨浓度>第一混合工质(氨水)中的氨浓度，第一混合工质(氨水)中的氨浓度＝第三混合工质(氨水基液)中的氨浓度，第三混合工质(氨水基液)中的氨浓度>第二混合工质(贫氨溶液)中的氨浓度，第五混合工质(第二浓度氨水溶液)中的氨浓度＝第二蒸汽(富氨饱和蒸汽)中的氨浓度，第二蒸汽(富氨饱和蒸汽)中的氨浓度>第四混合工质(第一浓度氨水溶液)中的氨浓度，第四混合工质(第一浓度氨水溶液)中的氨浓度>第六混合工质(富氨基液)中的氨浓度。
第二工质泵14的进口可以与发生器15的一个出口连接，这样，第二工质泵14可以对发生器15排出的贫氨溶液进行增压调节。第二工质泵14的出口可以与热交换器12的冷侧进口流体连通，以使得调压后的贫氨溶液进入到热交换器12中。
为了进一步控制从热交换器12排出的第一浓度氨水溶液的压力，在热交换器12的热侧出口的下游还设置有节流阀13。节流阀13的进口可以与热交换器12的热侧出口流体连通，节流阀13可以对来自热交换器12的高压高温的第一浓度氨水溶液进行降压调节。节流阀13的出口可以与发生器15的一个进口流体连通，从而使得降压后的第一浓度氨水溶液进入到发生器15中。在发生器15中，降压后的第一浓度氨水溶液能够在较低的温度条件下蒸发。
本发明提供了一种用于船舶的复叠式柴油机余热回收热电联产系统。复叠式柴油机余热回收热电联产系统包括发电系统和制热系统，发电系统可以实现循环工质与热源的充分匹配，可以充分回收低温段的余热，且系统在非设计工况下运行时，可以通过调整循环工质的混合程度实现与不同温度热源的匹配，以提高系统的运行热效率。同时发电系统还以柴油机(主机)排放的烟气作为驱动热源，将热能转化为电能和热水，回收低品位热量，将热水回水转化为供应热水，实现热电联产。
本发明的复叠式柴油机余热回收热电联产系统基于氨水循环，这样，可以实现对船舶主机余热的高回收效率，并且结构紧凑、运行可靠。
本发明的发电系统和制热系统还可以不同时运行。当透平发电机组发电时，制热系统可以运行，也可以停运。当制热系统产生热水时，透平发电机组可以运行，可以停运。
本发明的复叠式柴油机余热回收热电联产系统还具有如下的优点：
(1)在发电系统中，与水、有机工质相比，氨水循环系统中的氨水混合物工质在热源热交换过程中的吸热蒸发过程为变温过程，可使热源的放热过程与混合工质的吸热过程曲线更好的匹配，最大限度地降低了放热过程中的不可逆损失，提高了热能利用效率。
(2)在发电系统中，与水相比，氨的沸点远比水的沸点低，可在较低的温度下处于气化状态，因此氨水循环发电技术在中低温热源利用中具有明显优势。
(3)在发电系统中，在设计过程中，针对不同的排气热源，可以通过调整氨水的混合比例来优化系统达到与热源的匹配，循环理论上具有较高的效率。
(4)在发电系统中，船舶运行过程，海况的变化使主机运行在不同的负荷，这时余热回收系统也将运行在非设计工况，此时，可以通过调节运行系统中氨水的混合比例，改变氨水混合物的蒸发温度等特性，优化运行系统，使循环工质与热源更好地匹配，以充分回收热量，提高系统运行效率。
(5)在制热系统中，以氨水为工质，以低温回热器热侧出口氨水工质作为制热系统热源，在发生器中实现蒸发，并将发电系统中的第一冷凝器作为系统的蒸发器，利用氨水低蒸发温度的特点回收发电系统中需要排放的热量。这样可以充分回收这部分热量，将这部分低温热转化为60℃～90℃的热水。
(6)氨是有标准的常规化学溶剂，广泛应用于农业、制冷、电力工业等，处理得当，是符合生态学的安全化学制剂，且氨水工质价格比有机工质便宜得多。
本发明提供的复叠式柴油机余热回收热电联产系统可以用于回收船舶中低温余热，并将热能转化为电能和热水，满足船舶电网发电品质要求和热水要求。本发明的发电系统可以实现循环工质与热源的充分匹配，可以充分回收低温段的余热，且系统在非设计工况下运行时，可以通过调整循环工质的混合程度实现与不同温度热源的匹配，以提高系统的运行热效率。同时以柴油机排出的烟气作为驱动热源，回收发电系统冷凝器中的低品味热量，转化为热水，实现热电联产。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。