基于超临界空气的能源综合利用方法

摘要

本发明公开了一种基于超临界空气的能源综合利用方法，该方法适用于一种基于超临界空气的能源综合利用系统，所述系统包括：空气液化子系统、空气分离子系统、气体膨胀发电子系统；所述方法包括如下步骤：所述空气液化子系统对空气进行液化；所述空气分离子系统对液化后的空气进行分离以得到氮气和氧气，将所述氮气通过管道输送给所述气体膨胀发电子系统，并将所述氧气储存和/或输出到外部设备；所述气体膨胀发电子系统利用所述空气分离子系统提供的氮气进行发电。通过该方法，系统主要管道中多数时间流动的是纯度较高的氮气，不仅有效实现了基于超临界空气的能源综合利用，还延长了系统寿命。

权利要求

1.一种基于超临界空气的能源综合利用方法，所述方法适用于一种基于超临界空气的能源综合利用系统，所述系统包括：空气液化子系统、空气分离子系统、气体膨胀发电子系统；所述方法包括如下步骤：所述空气液化子系统对空气进行液化；

所述空气分离子系统对液化后的空气进行分离以得到氮气和氧气，将所述氮气通过管道输送给所述气体膨胀发电子系统，并将所述氧气储存和/或输出到外部设备；

所述气体膨胀发电子系统利用所述空气分离子系统提供的氮气进行发电，其特征在于，所述空气液化子系统包括空气压缩机组、蓄冷换热器和储液罐；所述空气分离子系统包括氧氮分离器、换热器；所述气体膨胀发电子系统包括通过传动轴联接的由至少一台低压膨胀机、至少一台高压膨胀机构成的膨胀机组和发电机；所述空气液化子系统、所述空气分离子系统、所述气体膨胀发电子系统中任何两者之间设置有至少一条管道；所述空气压缩机组与所述低压膨胀机之间设置有带阀门的管道，该管道用于由所述空气压缩机组向所述低压膨胀机输入压缩空气；所述气体膨胀发电子系统与所述蓄冷换热器之间设置有管道，该管道用于由所述气体膨胀发电子系统向所述蓄冷换热器输送低温气体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述空气液化子系统对空气进行液化包括：通过空气压缩机组的第一输出口与所述低压膨胀机之间设置的带有阀门的第一管道，将部分压缩空气输入所述气体膨胀发电子系统的低压膨胀机进行膨胀，并产生低温气体；

通过所述低压膨胀机与所述蓄冷换热器之间设置的第二管道，由所述低压膨胀机向所述蓄冷换热器输送所述低温气体；

利用所述蓄冷换热器基于所述低温气体对从所述空气压缩机组的第二输出口输出的压缩空气进行液化。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述空气分离子系统对液化后的空气进行分离以得到氮气和氧气，将所述氮气通过管道输送给所述气体膨胀发电子系统，包括：通过设置在从所述空气分离子系统的低温氮气输出口连接到所述气体膨胀发电子系统的高压膨胀机的输入口的管道，由所述空气分离子系统向所述气体膨胀发电子系统输送高压低温氮气。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述储液罐到所述蓄冷换热器之间设置的管道，由所述储液罐向所述蓄冷换热器输送低温气体。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述空气分离子系统与所述空气液化子系统的蓄冷换热器之间设置的管道，由所述空气分离子系统向所述蓄冷换热器输送低温气体。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述空气液化子系统还包括空气净化和纯化设备，所述压缩机组采用共轴串联或分轴并联与驱动源联接。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述膨胀机组采用共轴串联或分轴并联与发电机轴联接。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述空气压缩机组中的压缩机为活塞式、轴流式、向心式、螺杆式或混合式；

所述膨胀机为活塞式、轴流式、向心式、螺杆式或混合式。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述蓄冷换热器为管式、板式、管翅式和板翅式换热器的一种或多种的组合。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

各连接管道上均设置有阀门；

所述储液罐与所述空气分离子系统之间的管道上还设置有至少一台低温泵。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于：

所述低温泵为往复式、离心式或混合式低温泵。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述空气分离子系统中的换热器为管式、板式、管翅式和板翅式换热器的一种或组合。

说明书

基于超临界空气的能源综合利用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及能源综合利用领域，特别是一种基于超临界空气的能源综合利用方法。

背景技术

[0002] 能源是现代社会必不可少的生产、生活资料，保障能源稳定供应，不断提高能源利用效率是国民经济发展和社会进步的重要基础。我国能源相对匮乏，人均能源拥有量处于世界较低水平，而我国正处于工业化和城市化快速发展阶段，对钢铁、水泥等基础原材料需求，使得这些高耗能的产业仍然保持一定的增长刚性。因此，解决这些行业的废热和余热的回收利用，提高能源的综合利用效率具有重要意义。

[0003] 随着能源供给日益紧张，能源消耗占据的成本对于高耗能企业影响越来越大，有的甚至超过原材料成本。利用废热、余热回收发电，既可以最大限度满足企业终身的用电需求，减少外购电量，又可以降低企业生产成本，提高经济效益。

[0004] 目前已有的废热余热发电技术包括：高温余热发电、带补燃的低温余热发电、无补燃的低温余热发电。无补燃的低温余热发电由于是不用燃料的余热利用，所以更符合节能环保的要求；

[0005] 传统余热发电系统是基于燃气轮机技术开发的系统，即利用工业废热和余热的高温气体，或利用摄氏350～450度低温废热和余热气体，通过补燃一定的化石燃料，直接驱动燃汽轮机发电。其缺点是能量回收效率低。系统需要化石燃料提供热源，不符合能源发展要求。

[0006] 近期出现的无补燃的低温余热发电，是利用低温废热和余热气体，通过SP热管余热锅炉和AQC热管余热锅炉回收热能，驱动凝汽式汽轮发电机发电。这种方法使得最终排出气体的温度降低到摄氏150度，提高了热 能的回收率，使得系统基本脱离了化石燃料。但是，这种方法仍然是一种单一能量的回收，而对于这些行业广泛应用的水冷却系统中排出的大量的热能仍无法回收。

[0007] 回收并储存可能浪费的能源，然后有效释放出存储的能源，一直是全世界各国都在寻求解决方案的问题。

[0008] 如图1所示，这是现有技术中一种典型的基于超临界空气的能源综合利用系统结构图。其具体附图标记解释参见已经公开的中国发明专利申请201210266532.0及实用新型专利申请201220370877.6。该基于超临界空气的能源综合利用系统，也称为超临界空气储能/释能系统，包括蓄热/换热器2和蓄冷/热换热器4，能量释放时管道中回流的都是膨胀做功前后的空气。空气中的氧氮混合物会导致管道的腐蚀与老化。

[0009] 发明人在实现本发明的过程中发现，尽管在中国专利申请201210266532.0、200910225252.3、201220370877.6和201210518522.1中也公开了多种超临界空气储能/释能系统，部分程度上解决了一些问题，但由于这些系统释放能量时管道中回流的一直是空气，其中的氧气导致系统管道老化快、寿命短的缺陷，会出现系统成本还未收回来但系统已经老化失效的问题，并且这些系统中不仅需要蓄冷换热器还需要蓄热换热器，造成系统复杂、搭建成本高的问题。另外，现有系统多数只是提供了空气液化的手段，而对于液化后空气可分离为氮气和氧气、更加充分利用能源资源没有提出解决方法。因此，要提供一种系统，既能解决储能，又能有效释放能量，还能将液化后的空气分离为氮气和氧气更有效利用资源的系统，并且能使系统具有相对较长的寿命，以确保不仅能收回成本，还能带来巨大经济效益。

发明内容

[0010] 基于以上问题，本发明公开了一种基于超临界空气的能源综合利用方法，它利用空气超临界状态的特殊性能和换热装置，将空气进行液化存储能量，然后进行氮氧分离，分离出价值更高的氧气，使氮气膨胀做功，使系统释能时管道中主要流通的是氮气，延长系统寿命，从而解决谷电、风电弃电得不到有效利用以及压缩空气储能后的综合利用问题。

[0011] 为达上述目的，本发明提供了一种基于超临界空气的能源综合利用方法，所述方法适用于一种基于超临界空气的能源综合利用系统，所述系统包括：空气液化子系统、空气分离子系统、气体膨胀发电子系统；所述方法包括如下步骤：

[0012] 所述空气液化子系统对空气进行液化；

[0013] 所述空气分离子系统对液化后的空气进行分离以得到氮气和氧气，将所述氮气通过管道输送给所述气体膨胀发电子系统，并将所述氧气储存和/或输出到外部设备；

[0014] 所述气体膨胀发电子系统利用所述空气分离子系统提供的氮气进行发电。

[0015] 本发明的上述技术方案的有益技术效果在于：与传统废热、余热发电系统相比，能源综合利用系统具有下列潜在优点：综合考虑能量的回收与利用，不仅提高了能量利用效率，同时可为企业提供生产所需的原料和副产品，可为企业降低成本，创造新的经济增长点。本发明巧妙地将压缩空气深冷制氧，与热能回收发电相结合，提出了一种用于冶金、水泥和火电等高耗能行业的寿命长、效率高的综合能源回收利用系统的实施方法。

附图说明

[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0017] 图1现有技术的基于超临界空气的能源综合利用系统结构图；

[0018] 图2是本发明实施例的基于超临界空气的能源综合利用系统结构图；

[0019] 图3为本发明实施例的基于超临界空气的能源综合利用方法的流程图。

具体实施方式

[0020] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

[0021] 图2为本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统结构图。在本发明的一较佳实施例中，本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统包括： 空气液化子系统S1、空气分离子系统S2、气体膨胀发电子系统S3。其中，空气液化子系统S1可包括空气压缩机组2、蓄冷热换热器3和储液罐5。空气分离子系统S2可包括氧氮分离器9、换热器10。气体膨胀发电子系统S3可包括通过传动轴联接的由至少一台低压膨胀机13、至少一台高压膨胀机12构成的膨胀机组和发电机14。在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，空气液化子系统S1、空气分离子系统S2和气体膨胀发电子系统S3中任何两者之间设置有至少一条管道(如管道30，29，28，20，21)。空气压缩机组2与低压膨胀机13之间设置有带阀门
15的管道30，该管道30用于由空气压缩机组2向低压膨胀机13输入压缩空气。气体膨胀发电子系统S3与蓄冷换热器3之间设置有管道29，该管道用于由气体膨胀发电子系统S3向蓄冷换热器3输送低温气体。管道上都可以设置有节流阀(如4)、调压阀(如11)或截止阀(如6，17，15)。作为实现本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统的一般条件，当然还包括空气液化子系统S1中的蓄冷气体排出管道30及阀门16、空气分离子系统S2中将分离后的液氧输出的输氧管阀8，但这些不是本发明的重点，因此不对它们进行详细描述。

[0022] 空气分离子系统S2与气体膨胀发电子系统S3之间设置有从空气分离子系统S2的低温氮气输出口连接到气体膨胀发电子系统S3的高压膨胀机12的输入口的管道23，用于由空气分离子系统S2向气体膨胀发电子系统S3输送高压低温氮气。在管道上可设置有调压阀11。此时，管道23中流过的是纯度较高的氮气，因此管道23到高压膨胀机12的气体通路受到的气体腐蚀作用非常小，系统寿命也因此会大大延长。尽管图中没有明确画出空气分离子系统的各种进出口，但是本领域的技术人员很容易知道，可根据需要，设置氮气输出口、氧气输出口以及空气输出口，并连接相应的进出口。

[0023] 空气分离子系统S2还与气体膨胀发电子系统S3的发电机14之间可设置有管道28，该管道用于由空气分离子系统S2向发电机14输送低温气体。该管道上还可设置调节阀。这里输入的气体可以是未分离的空气，也可以是分离后的氮气，如果是氮气，同样可以延长流经的管道的寿命。

[0024] 储液罐5到蓄冷换热器3之间设置有管道，该管道用于由储液罐5向 蓄冷换热器3输送低温气体。如图2中所示，此时管道可通过调节阀17调节，用于将储液罐5中部分气态的空气输送给蓄冷换热器3。当气体膨胀发电子系统S3工作时可通过调节冷阀17关闭该管道的通路。要注意的是，蓄冷换热器3到储液罐5之间设置有管道19是最基本的结构，管道19是用于将蓄冷换热器3中的液态空气输送到储液罐5，通路中可设置有节流阀
4。

[0025] 空气分离子系统S2与气体膨胀发电子系统S3的发电机14之间设置有从空气分离子系统S2的低温氮气输出口连接到气体膨胀发电子系统S3的发电机14的冷却器的管道28，用于从空气分离子系统S2向发电机14输送低温氮气，对发电机进行冷却。这里输送的是纯度较高的氮气，可以减少管道老化。

[0026] 空气液化子系统S1还可以包括空气净化和纯化设备，图中未示出，压缩机组2可采用共轴串联或分轴并联与驱动源联接，图中仅示意性画出一台压缩机。压缩机组中可包括多台低压压缩机和高压压缩机，单机相互串联或集成为整体多级机组。

[0027] 膨胀机组可包括多台低压膨胀机和高压膨胀机，可采用共轴串联或分轴并联与发电机轴联接。它们相互串联或集成为整体多级膨胀机。

[0028] 压缩机组2中的压缩机可为活塞式、轴流式、向心式、螺杆式或混合式。每一台低压压缩机入口接空气源。

[0029] 膨胀机13、12可为活塞式、轴流式、向心式、螺杆式或混合式。膨胀机也称谓透平机或涡轮机，是将流体工质中蕴有的能量转换成机械功的机器。

[0030] 蓄冷换热器3可为管式、板式、管翅式和板翅式换热器的一种或多种的组合。

[0031] 各连接管道上均可设置有阀门，阀门位置可根据需要设置。

[0032] 储液罐5与空气分离子系统S2之间的管道上还设置有至少一台低温泵7。

[0033] 低温泵7为往复式、离心式或混合式低温泵。

[0034] 低压膨胀机13排出低温气体，经管道29与蓄冷换热器3相连通。特别要注意的是，在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，仅仅 是在高压膨胀机12没有输入低温氮气时需要打开阀门15，也就是说，仅仅是在高压膨胀机12没有输入低温氮气时管道29中流过的才是经低压膨机13膨胀后的空气，其他时间关闭阀门15，打开阀门11，使管道29和膨胀机组中流过的是纯度较高的氮气，从而减少管道和膨胀机组的腐蚀和老化，延长系统寿命。

[0035] 电动机1通过联轴器与压缩机组2的传动轴联接；发电机14通过联轴器与膨胀机组的传动轴联接。

[0036] 压缩机经管道30与低压膨胀机相连。用于压缩机启机后，膨胀机组不能向蓄冷换热器3提供低温氮气时，通过低压膨胀机13进行膨胀，形成低温空气，对初始压缩空气冷却降温。尽管此时管道29和低压膨胀机13中流过的是空气，但是时间较短，因此减少了腐蚀和老化。压缩机高压空气经主管道18连接蓄冷换热器3。换热器3经管道19和节流阀4，与储液罐5相连。

[0037] 在管线21中设有阀门6和至少一台低温泵7，阀门位于低温泵的上游。

[0038] 在必要时，打开阀门17，通过管线20将储液罐5中的低温气态空气经冷气出口输送到蓄冷换热器3。当蓄冷换热器3有足够的冷源时可关闭阀门17。

[0039] 管线28连接空气分离器9的冷气出口或气态氮气出口与集成在发电机上的发电机冷却器。优选连接空气分离器9的气态氮气出口与集成在发电机上的发电机冷却器，这样可以减小发电机冷却器的腐蚀与老化。

[0040] 空气分离器9分离出来的氧气经管道22送出；氮气经热交换水槽10后，经管线23、24与高压、低压膨胀机连接。

[0041] 图3为本发明实施例的基于超临界空气的能源综合利用方法的流程图。结合参阅图2及图3，该方法包括如下步骤：

[0042] 310、空气液化子系统S1对空气进行液化；

[0043] 320、空气分离子系统S2对液化后的空气进行分离以得到氮气和氧气，将该氮气通过管道输送给气体膨胀发电子系统S3，并将所述氧气储存和/或输出到外部设备；

[0044] 330、气体膨胀发电子系统S3利用该空气分离子系统S2提供的氮气进行发电。

[0045] 作为本发明的一个实施例，步骤310中利用所述空气液化子系统对空气进行液化可以包括：

[0046] 通过空气压缩机组2的第一输出口与低压膨胀机13之间设置的带有阀门15的第一管道30，将部分压缩空气输入该气体膨胀发电子系统S3的低压膨胀机13进行膨胀，并产生低温气体；

[0047] 通过该低压膨胀机13与该蓄冷换热器3之间设置的第二管道29，由低压膨胀机13向所述蓄冷换热器3输送该低温气体；

[0048] 利用该蓄冷换热器3基于该低温气体对从空气压缩机组2的第二输出口输出的压缩空气进行液化。

[0049] 作为本发明的一个实施例，步骤320中，利用所述空气分离子系统对液化后的空气进行分离以得到氮气和氧气，将所述氮气通过管道输送给所述气体膨胀发电子系统，可以包括：

[0050] 通过设置在从空气分离子系统S2的低温氮气输出口连接到气体膨胀发电子系统S3的高压膨胀机12的输入口的管道23，由该空气分离子系统S2向该气体膨胀发电子系统S3输送高压低温氮气。

[0051] 作为本发明的一个实施例，图3所示法还可以包括步骤：通过储液罐5到蓄冷换热器3之间设置的管道20，由该储液罐5向该蓄冷换热器3输送低温气体。

[0052] 作为本发明的一个实施例，图3所示法还可以包括步骤：通过空气分离子系统S2与空气液化子系统S1的蓄冷换热器3之间设置的管道33，由该空气分离子系统S2向蓄冷换热器3输送低温气体。

[0053] 更加具体详细地，本发明的系统运行过程为：

[0054] 当系统启动时，压缩机组将一定量的空气压缩成超临界状态。一方面，当阀门11关闭，无低温氮气供给膨胀机组时，部分压缩空气经管道30送至低压膨胀机膨胀做功后变成低温空气，经管道29送入蓄冷换热器3(可以是多级蓄冷换热器)，用于主管道高压空气的冷却，而当阀门11打开，有低温氮气供给膨胀机组时，则关闭阀门15；另一方面，压缩机组主管道中的高压空气，经过蓄冷换热器3后冷却，绝大部分低温压缩空气经节流阀后被液化，并送入低温储液罐5作为冷能存储。少量剩余的气态低温空气经管道20返回到蓄冷换热器3，用于向蓄冷换热器3提供部分冷源。

[0055] 系统启动以后，当储液罐5中积蓄了一定量的液态空气后，打开阀门6，低温泵7对液态空气加压，高压液态空气经氧氮分离器9被升温，达到氮气的超临界状态后，使氮气沸腾气化，将氮气从液态空气中气化分离。剩余的液体为一定纯度的液态氧气，打开阀门8经管道22输送到氧气输送管道。气化后的氮气经热交换水槽10(或称谓换热器)吸热后继续升温（这里的热量可以是从太阳吸收的热量、高炉高温气体换热器、冶金、火电、水泥生产会产生大量的废热、余热，如果热水槽换热不足，也可在热水槽后设立电蓄热换热室），进一步提高氮气膨胀做功所需的温度。高压氮气经管道23、24驱动高压膨胀机12、低压膨胀机13做功，带动发电机发电。如果阀门15打开，则可在系统启动一段时间后，管道30中的阀门15关闭，低压膨胀机排气口排出纯净的低温氮气，用于主管道空气的冷却，并从蓄冷换热器3出口管道31经阀门16排出，进入氮气输送管道。由此可见，系统主要管道23、24、
29、28绝大多数时间是流过纯度较高的氮气，而非含氧气的空气，这样可以减小对系统管道和膨胀机组的腐蚀，使系统寿命延长。

[0056] 本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统及方法，可以使电动机多以电站低谷电能和风电弃风电能为电源，驱动空压机组，将空气液化作为冷能原料储存。所发电能，多用于冶炼设备和空压机本身的供电，也可将多余电能馈入电网。

[0057] 尽管未在图中画出，但在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，空气压缩过程中还包括空气的净化与纯化，除去空气中的固体物、水分和杂质气体；空气净化和纯化设备集成在空气压缩设备中。

[0058] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，压缩机组2总压比在38～340之间。当为多台压缩机时，可采用共轴串联、分轴并联型式与驱动源联接。

[0059] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，膨胀机组总压比在38～340之间。当为多台膨胀机时，可采用共轴串联、分轴并联型式与发电机轴联接。

[0060] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，压缩机为活塞式、轴流式、向心式、螺杆式或混合式。

[0061] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，膨胀机为活塞式、轴流式、离心式、螺杆式或混合式。

[0062] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统，蓄冷换热器3的换热器，将超临界空气冷却到81K～150K(K为开氏温度单位)，其换热器为管式、板式、管翅式(如图中所示)和板翅式换热器的一种或组合。

[0063] 在蓄冷换热器中，低温空气与蓄冷介质直接接触换热或非直接接触换热，其换热形式为显热蓄冷或固液相变蓄冷中的一种或组合。换热器对主管道的高压超临界空气进行冷却。

[0064] 采用的显热蓄冷介质有密封冰球、石头或混凝土、铝带盘或其他金属中的一种或几种；固液相变蓄冷介质为相变温度在81K～150K的氨及其水溶液、盐类水溶液、烯烃类、烷烃类物质及其化合物，醇类及其水溶液中的一种或几种。蓄冷介质储存在绝热容器中。

[0065] 蓄冷换热器提供低温冷量不足时，加装低温膨胀透平机或打开阀门17，提供冷量补充。

[0066] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，液态空气低温储液罐5，为低温储槽或杜瓦储罐，液态空气为常压或带压力储存。

[0067] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，低温泵7为往复式、离心式或混合式，将液态空气增压至3.8MPa～34Mpa，当多台时，为多级串联或并联。

[0068] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，氧氮分离器9分高压、中压、低压三类，是利用氧气和氮气的沸点不同，实现氮气的分离，并将仍处于液态的氧气通过管道22、阀门8输出。

[0069] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，换热水槽(也称为换热器)10，利用冶金、火电、水泥炉窑等设备冷却用的循环水的余热、废热，通过热交换器使得高压氮气进一步升温到300K以上。换热器10为管式、板式、管翅式和板翅式换热器的一种或组合。

[0070] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，余热、废热可以是电厂、水泥行业、冶金行业的余热和废热，以及本系统机器运行产生的余热和废热。

[0071] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，在储能时，通过 控制第一级压缩机的进气量来调节储能能力。

[0072] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，调节进气量是通过调节压缩机负载、开停时间、开停部分压缩机或调节压比来实现进气量的控制。

[0073] 在本发明的基于超临界空气的能源综合利用系统中，利用氮气储能发电时，通过控制空气分离子系统S2的液态空气进气量来调节发电能力。

[0074] 显然，本领域的技术人员很容易想到，可以在系统中所有管道路线上，任何需要阀门的位置处安装各类阀门，或者根据需要来调整阀门与其他部件的相对位置。在附图中，没有标出阀门的管道处，也可以根据需要设置阀门。

[0075] 本系统对能源进行高效综合利用，有以下优点：能源综合利用率高；节能降耗、降低生产成本，提高企业的经济效益；对环境友好；系统寿命长。适用于各种规模的冶金、火电和水泥生产企业，降低企业资金投入和资源消耗，具有广阔的使用前景。

[0076] 资源和能源的综合利用：本发明利用谷电和风电弃风电能，进行液态空气超临界储能和氧气、氮气制备；利用低温氮气的冷 实现循环水的冷却，降低循环水温度；再利用受热后高温高压氮气发电。生成的液态氧气被送入输氧管道，用于高炉炼钢等用途；最后排出的氮气被装罐利用。系统对资源和能源进行非常有效利用，几乎没有浪费。

[0077] 节能降耗，降低生产成本，提高企业的经济效益：冶金、火电、水泥生产会产生大量的废热、余热，若不加以综合利用，会造成大量的能源浪费。本发明不仅实现了废热、余热的回收，而且实现了资源的有效利用，将有效地降低企业生产成本，以年产164万吨的水泥企业为例，至少可为企业带来1500万元的经济效益。

[0078] 对环境友好：该能源综合利用系统不涉及化石燃料，不排放任何有害物质，是完全环保的。

[0079] 属一种新型的高效能源综合利用的节能降耗系统，可与冶金、火电、水泥炉窑等设备配套使用。

[0080] 与系统释放能量时管道中回流的一直是空气的传统系统相比，传统系统具有流动的氧气导致系统管道老化快、寿命短的缺陷，会出现系统成本 还未收回来但系统已经老化失效的问题，并且这些系统中不仅需要蓄冷换热器还需要蓄热换热器，造成系统复杂、搭建成本高的问题。因此，本发明提供了一种系统，既能解决储能，又能有效释放能量的系统，并且能使系统具有相对较长的寿命，以确保不仅能收回成本，还能带来巨大经济效益。

[0081] 应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。