[发明专利]气体热能综合利用系统及其工艺流程

说明书

本发明公开了气体热能综合利用系统及其工艺流程，涉及气体热能综合利用技术领域。本发明包括：余热锅炉系统以及余热回收系统；余热锅炉系统包括余热锅炉G1、汽轮机Q1、发电机F11、换热器H1、锅炉给水泵B11；余热回收系统包括换热器H1、膨胀机P1、发电机F12、冷凝器L1、工质罐DG1以及工质泵B12。本发明通过将余热锅炉系统以及余热回收系统通过换热器H1连通，将余热锅炉系统产生的热蒸汽用于将余热回收系统中的R123液体工质加热成R123蒸汽，并通过膨胀机P1膨胀做功带动发电机F12发电；同时换热器H1中R123液体吸收锅炉蒸汽的热量将锅炉蒸汽再次形成水用于下次循环；实现了能量的循环利用，提高热能循环构成中的利用率。

技术领域

本发明属于气体热能综合利用技术领域，特别是涉及一种气体热能综合利用系统及其工艺流程。

背景技术

是能量可以逆转为功的最大数量，它是该能量中具有的可用能，可以用来分析、评价热力系统。目前国内热力系统的设计已普遍采用的计算来评价热力系统。

在开口的热力系统中，稳定流动气体工质的可以表示为：

E_X＝(h-h₀)-t₀(s-s₀)；

其中：h为气体工质所在状态下的比焓kJ/kg；h₀为工质在环境状态下的比焓kJ/kg；s为气体工质所在状态下的比熵kJ/(kg·K)；s₀为工质在环境状态下的比熵kJ/(kg·K)；t₀为环境温度K。

在郎肯循环余热锅炉中(请参阅图2所示)，水在锅炉或者余热锅炉G2中被加热产生高温高压的水蒸气(工艺流程点2-2)进入汽轮机Q2膨胀做功，带动发电机F2发电。膨胀后较低温度的蒸汽(工艺流程点2-3)进入冷凝器L2经温度为t₀、压力为p₀的水冷却后变成水(工艺流程点2-4)，之后由锅炉给水泵B2升压后(工艺流程点2-1)返回余热锅炉G2开始下一轮循环。

郎肯循环中，通过汽轮机Q2利用的可按下式计算：

e_X＝e_X22-e_X23；

E_X＝(h₂₂-h₂₃)-t₀(s₂₂-s₂₃)；

其中：h₂₂为工艺流程点2-2处气体工质所在状态下的比焓kJ/kg；h₂₃为工艺流程点2-3处工质在环境状态下的比焓kJ/kg；s₂₂为工艺流程点2-2处气体工质所在状态下的比熵kJ/(kg·K)；s₂₃为工艺流程点2-3处工质在环境状态下的比熵kJ/(kg·K)；t₀为环境温度K。

卡琳娜循环(请参阅图3所示)是郎肯循环的改进，将循环工质由水改为氨-水混合物。循环工质(氨-水混合物)在余热锅炉G3中被加热产生高温高压的蒸汽(工艺流程点3-2)，进入汽轮机Q3膨胀做功，带动发电机F3发电。膨胀后的低压氨-水混合物蒸汽(工艺流程点3-3)作为热流进入回热器H31后(工艺流程点3-4)，再进入回热器H32，从回热器H32出来的氨-水混合物(工艺流程点3-5)呈气液混合态，再进入冷凝器L3经水冷却后完全冷凝(工艺流程点3-6)。经锅炉给水泵B3升压后(工艺流程点3-7)，作为冷流进入回热器H32。从回热器H32出来的氨-水混合物呈液体状态(工艺流程点3-8，3-9，3-11)分成两路，一路进入余热锅炉G4中的低温锅炉管，另一路进入回热器H31。从锅炉低温加热管出来的氨-水混合物呈液态(工艺流程点3-12)与回热器H31出来的氨-水混合物呈液态(工艺流程点3-12)都进入混合器DH3，混合后流出(工艺流程点3-1)，再进入余热锅炉G3中的高温锅炉管，开始下一轮循环；