的预热换热器2的流体入口与第二级膨胀发电机构的膨胀机3的流体出口连通；第二级换热机构的冷却换热器I的流体进口与第一级气体压缩机的流体出口连通，该冷却换热器I的流体出口与第二级气体压缩机的气体进口连通。
[0045](I)、低品位废热进入第一级换热机构的冷却换热器I参与换热；第一级气体压缩机出口气体进入第二级换热机构的冷却换热器I参与换热，然后作为进口气体进入第二级气体压缩机；
(2)、状态I (T-l=25 °C，P-1=L 3MPa)的高压低温氮气以流量 Ql=15t/h (4.1kg/s)流出，先进入第一级换热机构的预热换热器2，回收低品质热能状态变化到状态2(T-2=100°C ,P-2=0.1MPa)；
(3)、高压低温氮气随后依次进入第一级膨胀发电机构的膨胀机3和第二级膨胀发电机构的膨胀机3，经两级膨胀发电机构的膨胀机3做功，气体内能转换为旋转机械能，两级膨胀发电机构的发电装置利用该旋转机械能发电产生El=181kw/h和E2=414kw/h后，氮气状态变到状态 3 (T-3=-41.0°C，P-3=0.15MPa)；
(4)、状态3的氮气进入第二级换热机构的预热换热器2去冷却第一级气体压缩机产生的出口气体，使之从状态5 (额定流量11000m3/h标准状态，T_5=80°C，P_5=0.4MPa)变到状态 6 (T-6=10°C，P-6=0.4MPa)；
(5)、状态6的出口气体作为进口气体进入第二级气体压缩机，再经过第二级气体压缩机压缩到状态 7 (T-7=90°C，P-7=1.2MPa)。
[0046]经第一级气体压缩机压缩后的空气温度达到了 80°C，被冷却到气温为10°C的高压空气，这样的气体会使在第二级气体压缩时减少电耗Wc=288 kwo高压低温废氮气膨胀发电的同时吸收了低品质废热Hw=309 kw和冷却了第二级气体压缩机的进口气体，降低了气体温度70°C，减少了第二级压缩机电耗Wc=288 kw。在上述条件下工作的系统每小时收益是:发电E=595 kw ;回收低品质废热Hw=309 kw ;减少气体压缩机压缩电耗Wc=288 kw，如果年工作4000小时，标准燃煤发电的C02排放原单位为0.555kg/kwh,电价为0.70元/kwh，该系统仅发电年增收166.6万元，年减少C02排放1321吨，节能减排效果显著。
[0047]本发明的各部件名称、结构、工作原理均为本领域技术人员的公知常识。
[0048]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。
【主权项】
1.一种利用高压低温流体发电及回收低品位废热和冷却压缩机进口气体的方法，其特征在于:包括膨胀发电过程、回收低品位废热过程和冷却压缩机进口气体过程；a、膨胀发电过程为:将高压低温流体送入膨胀机，经膨胀机做功后流体内能转换为旋转机械能，然后发电装置利用该旋转机械能发电，再经电力输出装置输出； b、回收低品位废热过程为:将低品位废热送入冷却换热器，冷却换热器中的低品位废热和预热换热器中的高压低温流体换热，冷却换热器中的低品位废热把热量传递给预热换热器中的高压低温流体；该高压低温流体为膨胀发电过程中的高压低温流体； C、冷却压缩机进口气体过程为:将压缩机进口气体送入冷却换热器，冷却换热器中的压缩机进口气体和预热换热器中的高压低温流体换热，冷却换热器中的压缩机进口气体把热量传递给预热换热器中的高压低温气体；该高压低温气体为膨胀发电过程中的高压低温气体； 其中，回收低品位废热过程和/或冷却压缩机进口气体过程与膨胀发电过程同时进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:回收低品位废热过程与膨胀发电过程同时进行时，低品位废热进入冷却换热器参与换热，高压低温流体进入预热换热器参与换热；高压低温流体被预热换热器加热后送入膨胀机进行发电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:冷却压缩机进口气体过程与膨胀发电过程同时进行时，压缩机进口气体进入冷却换热器参与换热，高压低温流体进入预热换热器参与换热；高压低温流体被预热换热器加热后送入膨胀机进行发电或者变为低压常温流体排放出去。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:回收低品位废热过程和冷却压缩机进口气体过程与膨胀发电过程同时进行时，低品位废热进入一级冷却换热器，高压低温流体进入一级预热换热器，该级冷却换热器和该级预热换热器进行换热，高压低温流体被预热换热器加热后送入膨胀机进行发电；压缩机进口气体进入另一级冷却换热器，发电后的高压低温流体进入另一级预热换热器，该级冷却换热器和该级预热换热器进行换热，高压低温流体被预热换热器加热后送入膨胀机进行发电或者变为低压常温流体排放出去。
5.一种利用高压低温流体发电及回收低品位废热和冷却压缩机进口气体的系统，其特征在于:包括膨胀发电机构和换热机构； 膨胀发电机构包括膨胀机、发电装置和电力输出装置；膨胀机与发电装置连接；发电装置与电力输出装置连接；膨胀发电机构为两级以上时，这些膨胀发电机构依照高压低温流体的流动方向前后依次连接，前一级膨胀发电机构膨胀机的流体出口与后一级膨胀发电机构膨胀机的流体入口连通； 换热机构包括冷却换热器、预热换热器、泵和冷却环路；冷却换热器，预热换热器，泵依次设置在冷却环路中；冷却换热器中的流体与冷却环路中的流体换热，冷却环路中的流体与预热换热器中的流体换热，使得冷却换热器中的流体和预热换热器中的流体换热，冷却换热器中的流体把热量传递给预热换热器中的流体；换热机构为两级以上时，这些换热机构依照高压低温气体的流动方向前后设置； 换热机构的预热换热器与膨胀发电机构的膨胀机连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于:所述的膨胀发电机构为两级，按照前后次序设为第一级膨胀发电机构和第二级膨胀发电机构；所述的换热机构为两级，按照前后次序设为第一级换热机构和第二级换热机构。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于:第一级换热机构的冷却换热器的流体出口与第二级换热机构的冷却换热器的流体入口连通；第一级换热机构的预热换热器的流体出口与第一级膨胀发电机构的膨胀机的流体入口连通；第二级换热机构的预热换热器的流体入口与第一级膨胀发电机构的膨胀机的流体出口连通，第二级换热机构的预热换热器的流体出口与第二级膨胀发电机构的膨胀机的流体入口连通。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于:第一级换热机构的预热换热器的流体进口与第一级膨胀发电机构的膨胀机的流体出口连通，第一级换热机构的预热换热器的流体出口与第二级膨胀发电机构的膨胀机的流体进口连通；第二级换热机构的预热换热器的流体入口与第二级膨胀发电机构的膨胀机的流体出口连通；第一级换热机构的冷却换热器的流体进口与第二级换热机构的冷却换热器的流体出口连通。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于:第一级换热机构的预热换热器的流体出口与第一级膨胀发电机构的膨胀机的流体入口连通；第二级换热机构的预热换热器的流体入口与第二级膨胀发电机构的膨胀机的流体出口连通。
【专利摘要】本发明涉及一种利用高压低温流体发电及回收低品位废热和冷却压缩机进口气体的方法和系统，能有效利用高压低温流体能量发电，同时回收低品位废热及冷却压缩机进口气体进一步显著降低压缩机的功耗。该方法包括膨胀发电过程、回收低品位废热过程和冷却压缩机进口气体过程。该系统的膨胀机与发电装置连接；发电装置与电力输出装置连接；冷却换热器，预热换热器，泵依次设置在冷却环路中；冷却换热器中的流体和预热换热器中的流体换热，冷却换热器中的流体把热量传递给预热换热器中的流体；换热机构的预热换热器与膨胀发电机构的膨胀机连接。
【IPC分类】F01K27-02, F01K27-00, F04B39-06
【公开号】CN104879178
【申请号】CN201510273522
【发明人】阮炯明
【申请人】阮炯明
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月26日