一种氮气及氩气加热作功发电系统技术方案

一种氮气及氩气加热作功发电系统，属于电力系统技术领域，包括压缩机、高压气体过热器、汽轮机以及低压气体吸热及除尘器，所述压缩机内添加有干燥的氮气、氩气或氮气和氩气的混合气体，且压缩机通过密封管道与气体过热器连接；所述气体过热器通过密封管道与汽轮机连接；所述汽轮机通过密封管道与低压气体吸热及除尘器连接；所述低压气体吸热及除尘器通过密封管道与压缩机连接。本实用新型专利技术与现有以水为工质的发电系统相比，能量节省三分之二，排放也减少三分之二，且低压管路工作温度选在常压下水蒸气的露点温度以内，可有效吸附烟气中的颗粒物，则进一步减少烟气中固体颗粒物的含量。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力系统
，特别是涉及到一种加热发电系统。
技术介绍
目前以水为工质的火力发电厂电能的转化方式是由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器、水栗组成。冷凝器的冷却水则送入凉水塔通过蒸发向大气排放热量。只要在一个密闭容器中放入一定量的水，只要在外部加热，就可以在容器中获得一定压力和温度的水蒸气。将蒸汽引出后，经一定的膨胀机械就能转化为一定量的机械能。但是此系统还存在有缺点，以中压机组为例，锅炉出口压力为4Mpa，出口温度435°C.进入汽轮机做功后排出的蒸汽压力为0.02Mpa温度约60°C.干度约0.8。而加压到4Mpa进入锅炉的水假设温度为30°C。以后经过各种加热途径加热至435°C的过热蒸汽。整个过程中，水蒸气进入汽轮机做功变为机械能的能量，与汽轮机排出的低温低压水蒸气相变为水放出的能量之比为I比2.117。(计算过程从简)。即我们从单位过热水蒸气中获得的机械能只占单位过热水蒸气总能量的1/3弱，而排入大气的能量占总能量的2/3强。简言之我们将燃料燃烧的能量的2/3排入大气。这就是我们现在以水及水蒸气为工质的发电系统最大的缺点。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供一种氮气及氩气加热作功发电系统，与现有以水为工质的发电系统相比，能量节省三分之二，排放也减少三分之二，且低压管路工作温度选在常压下水蒸气的露点温度以内，可有效吸附烟气中的颗粒物，则进一步减少烟气中固体颗粒物的含量。一种氮气及氩气加热作功发电系统，其特征是:包括压缩机、高压气体过热器、汽轮机以及低压气体吸热及除尘器，所述压缩机通过管道与气体过热器密闭连接，且管道上设置有法兰；所述气体过热器通过管道与汽轮机密闭连接，且管道上设置有法兰；所述汽轮机通过管道与低压气体吸热及除尘器密闭连接，且管道上设置有法兰；所述低压气体吸热及除尘器通过管道与压缩机密闭连接，且管道上设置有法兰。所述压缩机与电动机、燃气轮机或汽轮机动力传输连接。所述压缩机内添加的工质为干燥的氮气、氩气或氮气和氩气的混合气体。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果:一种氮气及氩气加热作功发电系统，与现有以水为工质的发电系统相比，能量节省三分之二，排放也减少三分之二。且低压管路工作温度选在常压下水蒸气的露点温度以内，可有效吸附烟气中的颗粒物，则进一步减少烟气中固体颗粒物的含量，采用纯净干燥的氮气、氩气或氮氩混合气在封闭系统中经压缩机压缩后经管路送入锅炉过热器中，吸收热能后经管路进入汽轮机中膨胀做功的发电系统，由于做功后的低压气体管路再进入过热器下游的烟气中，将烟气中剩余的热能予以吸收，这就充分利用了燃料发出的热能；且水蒸气在低压管路外表面结露起到吸附烟气中颗粒物的作用，再有水喷淋，就彻底解决电站烟气粉尘污染环境的问题。而吸热后的低压气体对压缩机的工作很有好处。【附图说明】以下结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步的说明:图1为本技术一种氮气及氩气加热作功发电系统结构示意框图。图中1-压缩机、2-过热器、3-汽轮机、4-低压气体吸热及除尘器。【具体实施方式】一种氮气及氩气加热作功发电系统，如图1所示，包括压缩机1、高压气体过热器2、汽轮机3以及低压气体吸热及除尘器4，所述压缩机I内添加有干燥的氮气、氩气或氮气和氩气的混合气体，且压缩机I通过密封管道与气体过热器2连接；所述气体过热器2通过密封管道与汽轮机3连接；所述汽轮机3通过密封管道与低压气体吸热及除尘器4连接；所述低压气体吸热及除尘器4通过密封管道与压缩机I连接。所述压缩机I由电动机、燃气轮机或汽轮机带动。—种氮气及氩气加热作功发电系统的工作过程如下，压缩机I将压缩功Wl传递给工质，工质由低压气体压缩到设计高压，然后工质进入高压气体过热器2吸收热能W2，工质变成高温高压过热气体，工质经管路进入汽轮机3做功将压力能和热能转化为机械能W3，做功后的低温低压工质经管路进入低压气体吸热及除尘器4，将烟气中剩余热能W4吸收后返回压缩机I，完成一个工作过程。且上述W3 = W1+W2+W4。采用纯净干燥氮气、氩气或其混合气作为工质。压缩后的气体在管路中经锅炉加热至设计温度后，送入汽轮机膨胀做功，将气体吸收的压缩能和热能转化为机械能。在汽轮机中做功后排出的低温低压气体在管路中再进入锅炉排出的烟气中，吸收烟气中的余热后返回压缩机I的进气口进入下一循环。低压气体吸热及除尘器4由于工作温度低于常压下水蒸气的露点温度，烟气中的水蒸气会在管路表面结露，这就能有效的吸附烟气中的固体颗粒物，达到除尘的目的。再辅以喷淋水，即能有效清理管路表面颗粒物，也能使低压管路时刻处于最佳工作状态。水可以循环使用。此时由烟囱排入大气的烟气理论上应无颗粒物排入大气，起到减轻污染大气的作用。本技术一种氮气及氩气加热作功发电系统不会浪费一点能量。相比以水和水蒸气为工质的现有热电站，发相等电量可少消耗三分之二电煤。也就减少了三分之二的烟气排放，节能减排的效果是巨大的。发电成本会大大降低。即使核电站也会减少三分之二核燃料的消耗。本技术一种氮气及氩气加热作功发电系统实现是以超临界机组的压力和温度为目标，高压管路可以实现，低压管路采用不锈钢可行。本技术一种氮气及氩气加热作功发电系统是将制冷、制热与热电相结合，它的目的是节能减排，努力提高燃料的热电转化率，如果能让地球上的碳基燃料和核燃料的使用年限再延长20%，人类之福。若将设计参数进行调整，它还可以用于水泥、冶金、化工等的热能回收和减少烟尘排放。但不适用于烟尘排放中含有油类物质的场合。【主权项】1.一种氮气及氩气加热作功发电系统，其特征是:包括压缩机(I)、高压气体过热器(2)、汽轮机(3)以及低压气体吸热及除尘器(4)，所述压缩机(I)通过管道与气体过热器(2)密闭连接，且管道上设置有法兰；所述气体过热器(2)通过管道与汽轮机(3)密闭连接，且管道上设置有法兰；所述汽轮机(3)通过管道与低压气体吸热及除尘器(4)密闭连接，且管道上设置有法兰；所述低压气体吸热及除尘器(4)通过管道与压缩机(I)密闭连接，且管道上设置有法兰。2.根据权利要求1所述的一种氮气及氩气加热作功发电系统，其特征是:所述压缩机(I)与电动机、燃气轮机或汽轮机动力传输连接。3.根据权利要求1所述的一种氮气及氩气加热作功发电系统，其特征是:所述压缩机(I)内添加的工质为干燥的氮气、氩气或氮气和氩气的混合气体。【专利摘要】一种氮气及氩气加热作功发电系统，属于电力系统
，包括压缩机、高压气体过热器、汽轮机以及低压气体吸热及除尘器，所述压缩机内添加有干燥的氮气、氩气或氮气和氩气的混合气体，且压缩机通过密封管道与气体过热器连接；所述气体过热器通过密封管道与汽轮机连接；所述汽轮机通过密封管道与低压气体吸热及除尘器连接；所述低压气体吸热及除尘器通过密封管道与压缩机连接。本技术与现有以水为工质的发电系统相比，能量节省三分之二，排放也减少三分之二，且低压管路工作温度选在常压下水蒸气的露点温度以内，可有效吸附烟气中的颗粒物，则进一步减少烟气中固体颗粒物的含量。【IPC分类】F01K25/10【公开号】CN204827565【申请号】CN20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮气及氩气加热作功发电系统，其特征是：包括压缩机(1)、高压气体过热器(2)、汽轮机(3)以及低压气体吸热及除尘器(4)，所述压缩机(1)通过管道与气体过热器(2)密闭连接，且管道上设置有法兰；所述气体过热器(2)通过管道与汽轮机(3)密闭连接，且管道上设置有法兰；所述汽轮机(3)通过管道与低压气体吸热及除尘器(4)密闭连接，且管道上设置有法兰；所述低压气体吸热及除尘器(4)通过管道与压缩机(1)密闭连接，且管道上设置有法兰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡爱伦，胡海辉，
申请(专利权)人：胡爱伦，
类型：新型
国别省市：吉林;22