[发明专利]一种透平驱动气体压缩系统及其工作方法

权利要求书

1.一种透平驱动气体压缩系统，其特征在于，包括

一用于对二氧化碳工质进行压缩的二氧化碳压缩机；

一用于对经过二氧化碳压缩机增压后的二氧化碳工质进行加热的低温回热器，所述低温回热器的低温侧进口与二氧化碳压缩机的出口相连通；

一用于对经过低温回热器加热的二氧化碳工质进行加热的高温回热器，所述高温回热器的低温侧进口与低温回热器的低温侧出口相连通，所述高温回热器的高温侧出口与低温回热器的高温侧进口相连通；

一用于对经过高温回热器加热的二氧化碳工质进行进一步加热的加热器，所述加热器的进口与高温回热器的低温侧出口相连通；

一用于提供推动动力的透平，所述透平的进口与加热器的出口相连通，所述透平的出口与高温回热器的高温侧进口相连通；

一用于对空气进行预热处理的空气预热器，所述空气预热器的二氧化碳侧进口与低温回热器的高温侧出口相连通，所述空气预热器的空气进口与外界大气相连通；

一用于对经过空气预热器冷却的二氧化碳工质进一步冷却的预冷器，所述预冷器的进口与空气预热器的二氧化碳侧出口相连通，所述预冷器的出口与二氧化碳压缩机的进口相连通；

一间冷器，所述间冷器的二氧化碳侧进口与二氧化碳压缩机的出口相连通，所述间冷器的二氧化碳侧出口与高温回热器的低温侧进口相连通；

一用于通过透平的推动对空气进行增压的空压机，所述空压机的第一段进口与空气预热器的空气出口相连通，所述空压机的第一段出口与间冷器的第一段空气侧进口相连通，所述间冷器的第一段空气侧出口与空压机的第二段进口相连通，所述空压机的第二段出口与间冷器的第二段空气侧进口相连通，所述间冷器的第二段空气侧出口与空压机的第三段进口相连通，所述空压机的第三段出口与间冷器的第三段空气侧进口相连通，所述间冷器的第三段空气侧出口与空压机的第四段进口，所述空压机的第四段出口与设置在下游的化工设备相连通。

2.如权利要求1所述的一种透平驱动气体压缩系统，其特征在于：所述二氧化碳压缩机、透平以及空压机同轴布置。

3.一种透平驱动气体压缩系统的工作方法，该工作方法采用如权利要求1或2任意一项所述的透平驱动气体压缩系统进行操作，其特征在于，包括以下步骤：

S1.二氧化碳工质经二氧化碳压缩机增压，分成两路，一路进入低温回热器吸收透平排出二氧化碳工质的余热，另一路进入间冷器吸收压缩空气的热量并使压缩空气冷却；

S2.然后经过加热的两路二氧化碳工质合并进入高温回热器吸收透平排出二氧化碳工质的余热；

S3.经过高温回热器进行加热的二氧化碳工质再进入加热器进一步加热，最后进入透平膨胀做功，且透平推动空压机工作；

S4.透平排出的二氧化碳工质经高温回热器和低温回热器释放热量，再经空气预热器释放热量给空气，再经预冷器冷却至常温，最后回到二氧化碳压缩机；

S5.经过空气预热器预热后的空气进入空压机第一段增压，再进入间冷器第一段冷却，再进入空压机第二段增压，再进入间冷器第二段冷却，再进入空压机第三段增压，再进入间冷器第三段冷却，再进入空压机第四段增压，最后送往下游的化工设备。

4.如权利要求3所述的一种透平驱动气体压缩系统的工作方法，其特征在于：所述S1中二氧化碳压缩机的出口处压力为15～20Mpa。

5.如权利要求3所述的一种透平驱动气体压缩系统的工作方法，其特征在于：所述S3的透平的进口温度为450～550℃。

6.如权利要求3所述的一种透平驱动气体压缩系统的工作方法，其特征在于：所述S5的空压机第一段到第四段的压缩比为2～3。