一种余热回收设备的制作方法

1.本技术涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种余热回收设备。


背景技术：

2.在油气开采领域，氮气在压裂作业中的应用越来越广泛。
3.目前，氮气一般经直燃式蒸发器对液氮进行加热气化得到。由于直燃式蒸发器是通过燃烧燃油产生的热量来加热液氮，因此，此种气化液氮的方式会造成燃料的大量消耗。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种余热回收设备，能够用于解决目前气化液氮的方式造成燃料大量消耗的技术问题。
5.本技术实施例提供一种余热回收设备，所述余热回收设备包括液氮储罐、第一换热器、油箱、动力组件、第一液氮输送管路、油输出管路以及油输入管路；
6.所述第一换热器具有液氮入口、液氮出口、油入口和油出口；
7.所述液氮储罐的出口通过所述第一液氮输送管路与所述第一换热器的液氮入口连通；
8.所述油箱的出口通过所述油输出管路与所述动力组件的油入口连通，所述动力组件的油出口与所述第一换热器的油入口连通，所述第一换热器的油出口通过所述油输入管路与所述油箱的入口连通。
9.可选地，在一个实施例中，所述动力组件包括发电机、减速器和燃气轮机，所述油箱为润滑油箱；
10.所述发电机通过所述减速器与所述燃气轮机连接，所述润滑油箱的出口通过所述油输出管路分别与所述发电机的润滑油入口、所述减速器的润滑油入口以及所述燃气轮机的润滑油入口连通；
11.所述发电机的润滑油出口、所述减速器的润滑油出口以及所述燃气轮机的润滑油出口中的至少一个润滑油出口与所述第一换热器的油入口连通。
12.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括第二换热器、燃气轮机进气管路和第二液氮输送管路；
13.所述第二换热器具有液氮入口、液氮出口、空气入口和空气出口；
14.所述液氮储罐的出口通过所述第二液氮输送管路与所述第二换热器的液氮入口连通；
15.所述第二换热器的空气出口通过所述燃气轮机进气管路与所述燃气轮机的进气口连通。
16.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括第一温度传感器和第一阀门；
17.所述第一温度传感器位于所述第二换热器的空气出口处，所述第一阀门设置在所述第二液氮输送管路的第一位置。
18.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括具有通风口的箱体、第三换热器、箱体进气管路和第三液氮输送管路；
19.所述发电机、所述减速器和所述燃气轮机设置在所述箱体的内部；
20.所述第三换热器具有液氮入口、液氮出口、空气入口和空气出口；
21.所述液氮储罐的出口通过所述第三液氮输送管路与所述第三换热器的液氮入口连通；
22.所述第三换热器的空气出口通过所述箱体进气管路与所述箱体的通风口连通。
23.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括第四换热器、尾气输出管路和第四液氮输送管路；
24.所述第四换热器具有液氮入口、液氮出口、尾气入口和尾气出口；
25.所述液氮储罐的出口通过所述第四液氮输送管路与所述第四换热器的液氮入口连通；
26.所述燃气轮机的尾气出口通过所述尾气输出管路与所述第四换热器的尾气入口连通。
27.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括尾气输出支路和第二阀门；
28.所述尾气输出支路的入口通过所述第二阀门与所述尾气输出管路的第二位置连通。
29.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括第二温度传感器；
30.所述第二温度传感器设置在所述第四换热器的液氮出口处。
31.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括液氮汇入管路和分离装置；
32.所述第一换热器的液氮出口、所述第二换热器的液氮出口、所述第三换热器的液氮出口以及所述第四换热器的液氮出口均与所述液氮汇入管路的入口连通，所述液氮汇入管路的出口与所述分离装置的入口连通。
33.可选地，在一个实施例中，所述余热回收设备还包括输送泵；
34.所述液氮储罐的出口与所述输送泵的入口连通，所述输送泵的出口分别与所述第一液氮输送管路的入口、所述第二液氮输送管路的入口、所述第三液氮输送管路的入口和所述第四液氮输送管路的入口连通。
35.本实用新型带来的有益效果如下：
36.采用本技术实施例提供的余热回收设备，所述余热回收设备包括液氮储罐、第一换热器、油箱、动力组件、第一液氮输送管路、油输出管路以及油输入管路；所述第一换热器具有液氮入口、液氮出口、油入口和油出口；所述液氮储罐的出口通过所述第一液氮输送管路与所述第一换热器的液氮入口连通；所述油箱的出口通过所述油输出管路与所述动力组件的油入口连通，所述动力组件的油出口与所述第一换热器的油入口连通，所述第一换热器的油出口通过所述油输入管路与所述油箱的入口连通；使得通过油输出管路输送到动力组件的油可以吸收动力组件的余热，在第一换热器中，吸收了余热的油可以将热量传递给液氮以对液氮进行加热，从而液氮气化得到氮气，使得液氮可以利用回收的余热进行气化，节约了燃料能源的使用。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
38.图1为本技术实施例提供的一种余热回收设备的结构示意图；
39.图2为本技术实施例提供的另一种余热回收设备的结构示意图；
40.图3为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
41.图4为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
42.图5为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
43.图6为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
44.图7为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
45.图8为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
46.图9
‑
1和图9
‑
2为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
47.图10为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
48.图11为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
49.图12为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
50.图13为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
51.图14为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图；
52.图15为本技术实施例提供的又一种余热回收设备的结构示意图。
53.附图标记：
54.10—余热回收设备；101—液氮储罐；102—第一换热器；103—油箱；104—动力组件；1041—发电机；1042—减速器；1043—燃气轮机；105—第一液氮输送管路；106—油输出管路；107—油输入管路；108—第二换热器；109—燃气轮机进气管路；110—第二液氮输送管路；111—第一温度传感器；112—第一阀门；113—箱体；1131—通风口；114—第三换热器；115—箱体进气管路；116—第三液氮输送管路；117—风机；118—第四换热器；119—尾气输出管路；120—第四液氮输送管路；121—尾气输出支路；122—第二阀门；123—第二温度传感器；124—液氮汇入管路；125—分离装置；126—调压装置；127—输送泵。
具体实施方式
55.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
56.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
57.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
58.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
59.如本技术背景技术中所描述的，相关技术中气化液氮的方式会造成燃料的大量消耗，基于此，本技术实施例提供了一种余热回收设备10，用于解决上述技术问题。如图1所示，所述余热回收设备10包括液氮储罐101、第一换热器102、油箱103、动力组件104、第一液氮输送管路105、油输出管路106以及油输入管路107；所述第一换热器102具有液氮入口、液氮出口、油入口和油出口；所述液氮储罐101的出口通过所述第一液氮输送管路105与所述第一换热器102的液氮入口连通；所述油箱103的出口通过所述油输出管路106与所述动力组件104的油入口连通，所述动力组件104的油出口与所述第一换热器102的油入口连通，所述第一换热器102的油出口通过所述油输入管路107与所述油箱103的入口连通。
60.其中，液氮储罐101可以用于存储液氮。
61.第一换热器102可以用于将油和液氮进行换热，具体来说换热过程可以是，吸收了余热的油从第一换热器102的油入口进入第一换热器102，液氮从第一换热器102的液氮入口进入第一换热器102；吸收了余热的油和液氮之间存在温差，在第一换热器102中，液氮吸收热量气化为氮气后从第一换热器102的液氮出口流出；油将热量传递给液氮后温度降低，温度降低后的油从第一换热器102的油出口流出。所述第一换热器102的类型可以间壁式换热器，具体而言可以是管壳式换热器、套管式换热器等。应当理解的是，第一换热器102的上述类型举例仅为示例，并不表示对第一换热器102类型的限定，在实际应用中，所述第一换热器102的类型可以根据实际需要进行选择。
62.油箱103可以用于暂存油。所述油箱103存放的油的种类可以根据动力组件104的类型进行设置。例如，当动力组件为燃气轮机发电机组时，油箱103存放的可以是润滑油，润滑油进入燃气轮机发电机组可以带走余热；当动力组件为液压组件时，油箱103存放的可以是液压油，液压油进入液压组件可以带走余热。应当理解的是，上述举例仅为示例，并不表示对油箱103存放的油的种类以及动力组件104的类型的限定，在实际应用中，油箱103存放的油的种类以及动力组件104的类型可以根据实际需要进行设定。油箱103具有出口和入口，所述出口用于向油输出管路106输入油，所述入口用于油输入管路107将油输入油箱103；油箱103、油输出管路106和油输入管路107构成油循环流动的循环回路，为了便于油能够在所述循环回路中循环流动，油箱103的出口位置可以设置油泵以提供输送动力。
63.动力组件104可以是通过能量转化以输出动力的组件。例如，动力组件104可以是将化学能转化为电能以提供电力的燃气轮机发电机组，也可以是将化学能转化为机械能以提供动力的发动机机组，等等。在能量转化的过程中，会有部分能量以热量的形式散失，也就是说，动力组件104在工作的过程中会产生热量。
64.油输出管路106可以用于将油输入动力组件104，进而油可以吸收动力组件104的余热。油输入管路107可以用于将油输送回油箱103，以进行下一次循环。
65.可以理解，通过本技术实施例提供的余热回收设备10，使得通过油输出管路106输送到动力组件104的油可以吸收动力组件104的余热，在第一换热器102中，吸收了余热的油可以将热量传递给液氮以对液氮进行加热，从而液氮气化得到氮气，使得液氮可以利用回收的余热进行气化，节约了燃料能源的使用。
66.由于燃汽轮机发电机组具有输出功率大、能量密度高、低噪音、低排放等优点，在油气开采领域具有较大的应用前景。针对此，在本技术实施例的余热回收设备10中，所述动力组件104包括发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043，如图2所示，所述油箱103为润滑油箱；所述发电机1041通过所述减速器1042与所述燃气轮机1043连接，所述润滑油箱的出口通过所述油输出管路106分别与所述发电机1041的润滑油入口、所述减速器1042的润滑油入口以及所述燃气轮机1043的润滑油入口连通；所述发电机1041的润滑油出口、所述减速器1042的润滑油出口以及所述燃气轮机1043的润滑油出口中的至少一个润滑油出口与所述第一换热器102的油入口连通。
67.其中，发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043依次连接构成燃气轮机发电机组。燃气轮机1043可以将化学能转化为机械能；具体来说，燃气轮机1043包括依次相连的压气机、燃烧室和透平机，压气机用于连续地吸入空气并将其压缩以提供给燃烧室，在燃烧室内，压缩的空气与喷入的燃料燃烧成为高温燃气，高温燃气进入透平机进行膨胀做功，进而将内能转化为机械能。进一步，燃气轮机1043通过减速器1042将机械能传递给发电机1041，发电机1041再利用机械能进行发电。所述减速器1042可以在燃气轮机1043和发电机1041之间起到匹配转速和传递转矩的作用，以使得发电机1041可以顺利利用机械能进行发电。减速器1042一般可以由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承和箱体等构成。
68.油箱103为润滑油箱，可以理解为，油箱103中存放的为润滑油，油输出管路106和油输入管路输送的为润滑油。通过油输出管路106输入发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043的润滑油，在对发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043中各零部件进行润滑的过程中，可以吸收余热。
69.值得说明的是，所述发电机1041的润滑油出口、所述减速器1042的润滑油出口以及所述燃气轮机1043的润滑油出口中的至少一个润滑油出口与所述第一换热器102的油入口连通，具体来说可以是：
70.在一种实施方式中，所述发电机1041的润滑油出口与所述第一换热器102的油入口连通，所述第一换热器102的油出口与所述油输入管路107的入口连通，所述减速器1042的润滑油出口与所述油输入管路107的入口连通，以及所述燃气轮机1043的润滑油出口与所述油输入管路107的入口连通，如图3所示。在第一换热器102中，液氮与吸收了发电机1041余热的润滑油发生热交换，吸收了热量气化后的氮气从第一换热器102的液氮出口流出，温度降低后的润滑油从第一换热器102的油出口流出，并通过油输入管路107回到油箱103。同时，润滑油吸收减速器1042的余热后，直接通过油输入管路107回到油箱103，润滑油吸收燃气轮机1043的余热后，直接通过油输入管路107回到油箱103。即，在第一换热器102中，利用回收的发电机1041的余热来加热液氮。
71.在另一种实施方式中，所述减速器1042的润滑油出口与所述第一换热器102的油
入口连通，所述第一换热器102的油出口与所述油输入管路107的入口连通，所述发电机1041的润滑油出口与所述油输入管路107的入口连通，以及所述燃气轮机1043的润滑油出口与所述油输入管路107的入口连通，如图4所示。在第一换热器102中，液氮与吸收了减速器1042余热的润滑油发生热交换，吸收了热量气化后的氮气从第一换热器102的液氮出口流出，温度降低后的润滑油从第一换热器102的油出口流出，并通过油输入管路107回到油箱103。同时，润滑油吸收发电机1041的余热后，直接通过油输入管路107回到油箱103，润滑油吸收燃气轮机1043的余热后，直接通过油输入管路107回到油箱103。即，在第一换热器102中，利用回收的减速器1042的余热来加热液氮。
72.在又一种实施方式中，所述燃气轮机1043的润滑油出口与所述第一换热器102的油入口连通，所述第一换热器102的油出口与所述油输入管路107的入口连通，所述发电机1041的润滑油出口与所述油输入管路107的入口连通，以及所述减速器1042的润滑油出口与所述油输入管路107的入口连通，如图5所示。在第一换热器102中，液氮与吸收了燃气轮机1043余热的润滑油发生热交换，吸收了热量气化后的氮气从第一换热器102的液氮出口流出，温度降低后的润滑油从第一换热器102的油出口流出，并通过油输入管路107回到油箱103。同时，润滑油吸收发电机1041的余热后，直接通过油输入管路107回到油箱103，润滑油吸收减速器1042的余热后，直接通过油输入管路107回到油箱103。即，在第一换热器102中，利用回收的燃气轮机1043的余热来加热液氮。
73.当然，不仅可以利用回收的发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043中任意一者的余热来加热液氮，还可以利用回收的发电机1041、减速器11042和燃气轮机1043中任意两者的余热来加热液氮。在一种更为优选的方式中，所述发电机1041的润滑油出口、所述减速器1042的润滑油出口以及所述燃气轮机1043的润滑油出口均与所述第一换热器102的油入口连通，所述第一换热器102的油出口与所述油输入管路107的入口连通，如图2所示。在第一换热器102中，液氮与吸收了发电机1041余热、减速器1042余热和燃气轮机1043余热的润滑油发生热交换，吸收了热量气化后的氮气从第一换热器102的液氮出口流出，温度降低后的润滑油从第一换热器102的油出口流出，并通过油输入管路107回到油箱103。即，在第一换热器102中，利用回收的发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043的余热来加热液氮。
74.可以理解，通过本技术实施例提供的余热回收设备10，使得润滑油可以吸收发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043的余热，并通过第一换热器102将吸收的至少部分余热传递给液氮以对液氮进行加热，例如可以将吸收的发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043中的至少一者的余热传递给液氮，使得液氮可以利用回收的余热进行气化，节约了燃料能源的使用。
75.另一方面，为了防止发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043中的各零部件过热，输入发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043的润滑油需要能够带走其中的余热，也就是说，输入发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043的润滑油的温度较低，而输入发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043的润滑油是由从发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043流出的润滑油(已吸收余热，温度较高)循环而来的，因此，需要对从发电机1041、减速器1042和燃气轮机1043流出的润滑油进行降温。通过本技术实施例提供的方案，液氮利用润滑油回收的余热进行气化的同时，也可以为润滑油提供冷能，使其降温，不用额外设置散热设备(如设置空冷或水冷式散热器等)，从而可以有效节约设备资源和成本。
76.在实际应用中，若空气温度较高，相应的，空气密度会减小，那么通入燃气轮机1043的空气质量流量也会相应减小，导致燃气轮机1043的输出功率降低。因此，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括第二换热器108、燃气轮机进气管路109和第二液氮输送管路110；如图6所示，所述第二换热器108具有液氮入口、液氮出口、空气入口和空气出口；所述液氮储罐101的出口通过所述第二液氮输送管路110与所述第二换热器108的液氮入口连通；所述第二换热器108的空气出口通过所述燃气轮机进气管路109与所述燃气轮机1043的进气口连通。
77.其中，第二换热器108可以用于将空气和液氮进行换热，具体来说换热过程可以是，空气从第二换热器108的空气入口进入第二换热器108，液氮从第二换热器的液氮入口进入第二换热器108；空气和液氮之间存在温差，在第二换热器108中，液氮吸收热量气化为氮气后从第二换热器108的液氮出口流出；空气将热量传递给液氮后温度降低，温度降低后的空气从第二换热器108的空气出口流出，然后通过燃气轮机进气管路109进入燃气轮机1043。
78.可以理解，通过上述方案，将液氮与即将通入燃气轮机1043的空气进行热交换，可以利用液氮的冷能来降低即将通入燃气轮机1043的空气的温度，进而可以提高燃气轮机1043的输出功率。另一方面，液氮也可以吸收空气的热量进行气化。
79.考虑到经液氮冷却后的空气温度若过低，进入燃气轮机1043后，可能会冷凝结冰，从而对燃气轮机叶片造成损害。因此，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括第一温度传感器111和第一阀门112；如图7所示，所述第一温度传感器111位于所述第二换热器108的空气出口处，所述第一阀门112设置在所述第二液氮输送管路110的第一位置a。
80.其中，第一温度传感器111可以实时检测经液氮冷却后的空气的温度。
81.第一阀门112可以控制通入第二换热器108的液氮流量，所述第一阀门112具体而言可以是比例阀。
82.可以理解，通过上述方案，可以根据第一温度传感器111检测到的经液氮冷却后的空气的温度，控制第一阀门112的开度，以对通入第二换热器108的液氮流量进行调整，使得经液氮冷却后的空气的温度可以在目标温度范围内(如目标温度范围可以是大于或等于5℃)，从而可以避免空气温度过低，进入燃气轮机1043后冷凝结冰，对燃气轮机叶片造成损害。进一步，本技术实施例提供的余热回收设备10还可以包括控制器，控制器分别与第一温度传感器111和第一阀门112连接，用于根据第一温度传感器111检测到的经液氮冷却后的空气的温度，自动、及时对第一阀门112的开度进行控制。
83.在实际应用中，为了降低燃汽轮机发电机组的噪音，一般会在燃汽轮机发电机组外部设置由隔音材料制成的箱体，然而，燃汽轮机发电机组工作会产生一定的热量，热量在箱体内聚集导致箱体内温度升高，箱体内温度过高容易对燃气轮机发电机组造成损害。在相关技术中，一般会在箱体上设置通风口，利用风机将空气通过所述通风口送入箱体，以带走箱体内的热量。若空气温度较高，那么需要通入更多的空气进入箱体，这导致风机需要消耗更多的电能。因此，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括具有通风口1131的箱体113、第三换热器114、箱体进气管路115和第三液氮输送管路116；如图8所示，所述发电机1041、所述减速器1042和所述燃气轮机1043设置在所述箱体113的内部；
所述第三换热器114具有液氮入口、液氮出口、空气入口和空气出口；所述液氮储罐101的出口通过所述第三液氮输送管路116与所述第三换热器114的液氮入口连通；所述第三换热器114的空气出口通过所述箱体进气管路115与所述箱体113的通风口1131连通。
84.其中，第三换热器114可以用于将空气和液氮进行换热，具体来说换热过程可以是，空气从第三换热器114的空气入口进入第三换热器114，液氮从第三换热器114的液氮入口进入第三换热器114；空气和液氮之间存在温差，在第三换热器114中，液氮吸收热量气化为氮气后从第三换热器114的液氮出口流出；空气将热量传递给液氮后温度降低，温度降低后的空气从第三换热器114的空气出口流出，然后通过箱体进气管路115进入箱体113。
85.箱体113上还可以具有第一开口，燃气轮机进气管路109可以穿过所述第一开口与燃气轮机1043连接，燃气轮机进气管路109可以与所述第一开口的边缘密封相连。箱体113上还可以具有第二开口，所述第二开口可以用于将通入箱体113的空气输出箱体113，从而使得空气可以将箱体113内的热量带出。
86.可以理解，通过上述方案，将液氮与即将通入箱体113的空气进行热交换，可以利用液氮的冷能来降低即将通入箱体113的空气的温度，进而可以避免通入更多的空气进入箱体113，从而避免消耗更多的电能。另一方面，液氮也可以吸收空气的热量进行气化。
87.进一步，为了顺利向箱体113通入空气，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括风机117；所述风机117设置在所述第三换热器114的空气入口处，如图9
‑
1所示；或者，所述风机117设置在所述箱体113的通风口1131处，如图9
‑
2所示。
88.其中，风机117所需的电能可以由发电机1041提供。
89.可以理解，通过上述方案，在第三换热器114的空气入口处或箱体113的通风口1131处设置风机，可以提供将空气吸入第三换热器114，进而输送进箱体113的动力，从而顺利向箱体113通入空气。
90.为了进一步回收更多的余热来气化液氮，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括第四换热器118、尾气输出管路119和第四液氮输送管路120；如图10所示，所述第四换热器118具有液氮入口、液氮出口、尾气入口和尾气出口；所述液氮储罐101的出口通过所述第四液氮输送管路120与所述第四换热器118的液氮入口连通；所述燃气轮机1043的尾气出口通过所述尾气输出管路119与所述第四换热器118的尾气入口连通。
91.其中，燃气轮机1043做功后产生的尾气中含有大量热量，第四换热器118可以用于将燃气轮机1043的尾气和液氮进行换热，具体来说换热过程可以是，尾气从第四换热器118的尾气入口进入第四换热器118，液氮从第四换热器118的液氮入口进入第四换热器118；尾气和液氮之间存在温差，在第四换热器118中，液氮吸收热量气化为氮气后从第四换热器118的液氮出口流出；尾气将热量传递给液氮后温度降低，温度降低后的尾气从第四换热器118的尾气出口流出进行排放。在实际应用中，燃气轮机1043的尾气还可以先通过余热锅炉进行第一次余热回收后，再从余热锅炉经由尾气输出管路119流入第四换热器118进行第二次余热回收。
92.箱体113上还可以具有第三开口，尾气输出管路119可以穿过所述第三开口与第四换热器118连接，尾气输出管路119可以与所述第三开口的边缘密封连接。所述第三开口和所述第二开口可以是不同的开口，即，尾气和通入箱体113的空气可以通过不同的开口排出箱体113。
93.可以理解，通过上述方案，将液氮与含有大量热量的燃气轮机1043尾气进行热交换，可以回收大量的余热来气化液氮，提高气化液氮的效率。
94.在油气开采领域，为维持压裂作业顺利进行，气化得到氮气温度不能过高(例如不能超过预设温度，所述预设温度可以根据实际压裂作业需求进行设定，如所述预设温度的取值范围为15℃～20℃)。若通入第四换热器118的尾气流量较大，而尾气中包含大量热量，可能会导致第四换热器118中气化得到氮气温度超过预设温度。因此，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括尾气输出支路121和第二阀门122；如图11所示，所述尾气输出支路121的入口通过所述第二阀门122与所述尾气输出管路119的第二位置b连通。
95.其中，第二阀门122可以控制将部分尾气通入尾气输出支路121，并可以进一步控制通入尾气输出支路121的尾气的流量，从而对从尾气输出管路119输入至第四换热器118的尾气流量进行调整。所述第二阀门122可以是三通阀、比例阀。所述尾气输出支路121出口端还可以设置有排气消音器。
96.可以理解，通过上述方案，设置尾气输出支路121和第二阀门122，可以通过控制第二阀门122的开度，以对通入第四换热器118的尾气流量进行调整，使得液氮气化后的温度可以不过高，从而满足压裂作业要求。
97.进一步，为了对通入第四换热器118的尾气流量进行精准调节，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括第二温度传感器123；如图12所示，所述第二温度传感器123设置在所述第四换热器118的液氮出口处。
98.其中，第二温度传感器123可以实时检测液氮气化后的温度。
99.可以理解，通过上述方案，可以根据第四换热器118液氮出口处的第二温度传感器123检测到的氮气的温度，对第二阀门122进行控制，以实现对通入第四换热器118的尾气流量的精准调整。进一步，第二阀门122和第二温度传感器123可以分别与控制器连接，控制器可以根据第二温度传感器123检测到的氮气的温度，自动、及时对第二阀门122进行控制。
100.在实际应用中，进入第一换热器102、第二换热器108、第三换热器114或第四换热器118中的液氮可能存在不完全气化的情况，即，从换热器液氮出口流出的可能是液氮与氮气的混合物，所述混合物不能满足压裂作业需求。因此，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括液氮汇入管路124和分离装置125；如图13所示，所述第一换热器102的液氮出口、所述第二换热器108的液氮出口、所述第三换热器114的液氮出口以及所述第四换热器118的液氮出口均与所述液氮汇入管路124的入口连通，所述液氮汇入管路124的出口与所述分离装置125的入口连通。
101.其中，液氮汇入管路124可以用于从第一换热器102、第二换热器108、第三换热器114和第四换热器118接收氮气、液氮或者液氮与氮气的混合物。由第一换热器102的液氮出口、第二换热器108的液氮出口、第三换热器114的液氮出口和第四换热器118的液氮出口流出的氮气、液氮或者液氮与氮气的混合物在液氮汇入管路124中汇集成为液氮与氮气的混合物。
102.分离装置125可以用于对液氮汇入管路124中汇集得到的液氮与氮气的混合物进行处理，以将液氮与氮气进行分离。所述分离装置125具体可以是气液分离器。
103.可以理解，通过上述方案，设置液氮汇入管路124和分离装置125，可以除去氮气中
混合的液氮，从而使得氮气满足压裂作业需求。
104.在实际应用中，压裂作业对氮气的压力可能也存在一定要求。因此，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括调压装置126；如图14所示，调压装置126与所述分离装置125连接。
105.其中，调压装置126可以用于对氮气的压力进行调整，所述调压装置126具体可以是增压泵。所述调压装置126可以由发电机1041提供电力。
106.所述分离装置125可以具有氮气出口，分离出的氮气从所述氮气出口流出，并进入调压装置126。所述分离装置125还可以具有液氮出口，分离出的液氮从所述液氮出口流出，可以进入液氮储罐101。
107.可以理解，通过上述方案，设置调压装置126，调压装置126与分离装置125连接，使得调压装置126可以对由分离装置125分离出的氮气进一步进行压力调整，从而使得氮气能够满足压裂作业需求。
108.为了能够顺利将液氮从液氮储罐101输送到第一换热器102、第二换热器108、第三换热器114和第四换热器118进行换热，在一种实施方式中，本技术实施例提供的余热回收设备10还包括输送泵127；如图15所示，所述液氮储罐101的出口与所述输送泵127的入口连通，所述输送泵127的出口分别与所述第一液氮输送管路105的入口、所述第二液氮输送管路110的入口、所述第三液氮输送管路116的入口和所述第四液氮输送管路120的入口连通。
109.其中，输送泵127可以提供将液氮从液氮储罐101输送至第一换热器102、第二换热器108、第三换热器114和第四换热器118的动力。所述输送泵127可以由发电机1041提供电力。
110.可以理解，通过上述方案，设置输送泵127，可以顺利将液氮从液氮储罐101输送到第一换热器102、第二换热器108、第三换热器114和第四换热器118进行换热。
111.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
112.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。