CN104405653A - 能回收余热的空压机组集成装置及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空压机组余热回收利用技术，旨在提供一种能回收余热的空压机组集成装置及实现方法。该装置包括三级式空气压缩机；一级换热机组与一级冷却器组成一级压缩气路；二级换热机组与二级冷却器组成二级压缩气路；零气耗压缩热再生式干燥机与三级冷却器组成三级压缩气路；一级换热机组、二级换热机组与水软化器连接，组成供热水水路；零气耗压缩热再生式干燥机与水冷却塔组成冷却水循环回路；水软化器与水冷却塔组成冷却循环水补充水路。本发明中三级空气压缩机的余热不仅得到了很好地回收产热水，而且用于给压缩空气降温除湿，达到压力露点要求，有效提高空压机产气质量和效率，同时降低空压机组运行和维护费用，达到节能降耗目的。

Description

能回收余热的空压机组集成装置及实现方法

技术领域

本发明是关于一种空压机组余热回收利用的技术，具体的说，是涉及能回收余热的空压机组集成装置及实现方法。

背景技术

压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。由于其具有安全、无公害、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用越来越广泛，但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。在大多数生产型企业中，压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10％～35％。

由于空气压缩设备的压缩效率较低，空气压缩后形成的压力势能只占压缩机输入能量的20％左右，压缩机输入能量的大约80％均以热能的形式排放到环境空气中。将空气一级压缩至0.8MPa时，空气温度理论温度可达到263℃，可见空压机运行过程中产生了大量的热能，具有极大地回收利用价值。所以将空压机产生的余热有效地回收利用，将对节能降耗，减少碳排放具有积极的现实意义。

虽然螺杆空压机高温润滑油热量回收利用产热水的技术日趋成熟，且为企业接受，但是多级离心式空压机高温压缩空气热量普遍存在无法完全回收利用或不利用的情况，大部分的余热还是排掉，导致空压机余热利用效率低。

鉴于此，空压机组余热回收集成装置不仅余热得到了很好地回收产热水，而且用于给压缩空气降温除湿，达到压力露点要求，能有效提高空压机产气质量和运行效率，同时降低空压机运行和维护费用，达到节能降耗目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有多级离心式空压机余热回收技术中的不足，提供一种能回收余热的空压机组集成装置及实现方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种能回收余热的空压机组集成装置，包括具有一级压缩机、二级压缩机和三级压缩机的空气压缩机；一级压缩机、一级冷却器、二级压缩机、二级冷却器、三级压缩机、三级冷却器依次连接；一级换热机组与一级冷却器通过管路并联连接，组成一级压缩气路；二级换热机组与二级冷却器通过管路并联连接，组成二级压缩气路；零气耗压缩热再生式干燥机与三级冷却器通过管路并联连接，组成三级压缩气路；一级换热机组、二级换热机组分别通过管路与水软化器连接，组成供热水水路；零气耗压缩热再生式干燥机与水冷却塔通过管路连接，组成冷却水循环回路；水软化器与水冷却塔通过管路连接，组成冷却循环水补充水路。

本发明进一步提供了前述装置的空压机组余热回收实现方法，是通过将空气压缩机在一级压缩和二级压缩过程中产生的热量回收用于产热水；将在三级压缩过程中产生的热量回收用于干燥压缩空气，达到压力露点要求；具体过程包括：

(1)压缩空气流程

常温常压的空气首先进入一级压缩机，压缩升温后由一级换热机组降温；再依次经过二级压缩机压缩升温和二级换热机组降温、三级压缩机压缩升温和零气耗压缩热再生式干燥机降温除湿，空气压力逐级升高，最终由零气耗压缩热再生式干燥机出口输出；

(2)热水流程

经水软化器软化处理的软水，分流进入一级换热机组和二级换热机组换热产热水，然后汇流输出；

(3)冷却水流程

冷却水进入水冷却塔降温后，再进入零气耗压缩热再生式干燥机给压缩空气降温；升温后的冷却水再进入水冷却塔降温，依此循环；

(4)补水流程

当水冷却塔用于循环的冷却水量不足时，由水软化器将原水软化后再补入冷却循环水回路中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

三级空气压缩机的余热不仅得到了很好地回收产热水，而且用于给压缩空气降温除湿，达到压力露点要求，有效提高空压机产气质量和效率，同时降低空压机组运行和维护费用，达到节能降耗目的。

附图说明

图1为本发明的空压机组余热回收集成装置流程图。

图中的附图标记为：1一级压缩机；2一级冷却器；3二级压缩机；4二级冷却器；5三级压缩机；6三级冷却器；7一级换热机组；8二级换热机组；9零气耗压缩热再生式干燥机；10水冷却塔；11水软化器。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步详细解释。

空压机组集成装置包括三级压缩机，一级压缩机1、一级冷却器2、二级压缩机3、二级冷却器4、三级压缩机5、三级冷却器6依次连接；一级换热机组7与一级冷却器2通过管路并联连接，组成一级压缩气路；二级换热机组8与二级冷却器4通过管路并联连接，组成二级压缩气路；零气耗压缩热再生式干燥机9与三级冷却器6通过管路并联连接，组成三级压缩气路；一级换热机组7、二级换热机组8与水软化器11通过管路并联连接，组成供热水水路；零气耗压缩热再生式干燥机9与水冷却塔10通过管路连接，组成冷却水循环回路；水软化器11与水冷却塔10通过管路连接，组成冷却循环水补充水路。

空压机组集成装置在运行过程中，将空气压缩机一级和二级压缩过程中产生的热量回收用于产热水；三级压缩过程中产生的热量回收用于干燥压缩空气，达到压力露点要求；具体过程包括：

(1)压缩空气流程

常温常压的空气首先进入一级压缩机1压缩升温和一级换热机组7降温；再依次进入二级压缩机3压缩升温和二级换热机组8降温、三级压缩机5压缩升温和零气耗压缩热再生式干燥机9降温除湿，空气压力逐级升高；最终零气耗压缩热再生式干燥机9出口输出；

(2)热水流程

经水软化器11软化处理的软水，分流进入一级换热机组7和二级换热机组8换热产热水，然后汇流输出；

(3)冷却水流程

冷却水进入水冷却塔10降温后，再进入零气耗压缩热再生式干燥机9给压缩空气降温；升温后的冷却水再进入水冷却塔10降温，依此循环；

(4)补水流程

当循环的冷却水量不足时，由水软化器11将原水软化后再补入冷却循环水回路中。

一级换热机组7和二级换热机组8具有高换热效率和低阻尼的换热器，不仅能产高温热水，而且能使压缩空气和水流过一级换热机组7和二级换热机组8的压损低。

在热水流程中使用的是经过软化处理的软水，软水流动时不易结垢，不会降低一级换热机组7和二级换热机组8换热效率。

在冷却水流程中使用的是经过软化处理的软水，软水流动时不易结垢，不会降低零气耗压缩热再生式干燥机9运行效率。

零气耗压缩热再生式干燥机9利用空压机排出的高温空气所具有的热量，对经过吸附过程的吸附剂直接加热升温，使吸附剂得到彻底脱水再生，因在加热再生过程时不外排压缩空气，实现压缩空气干燥过程的零气耗和零加热电耗。

Claims (2)

1.能回收余热的空压机组集成装置，包括具有一级压缩机、二级压缩机和三级压缩机的空气压缩机；其特征在于，一级压缩机、一级冷却器、二级压缩机、二级冷却器、三级压缩机、三级冷却器依次连接；一级换热机组与一级冷却器通过管路并联连接，组成一级压缩气路；二级换热机组与二级冷却器通过管路并联连接，组成二级压缩气路；零气耗压缩热再生式干燥机与三级冷却器通过管路并联连接，组成三级压缩气路；一级换热机组、二级换热机组分别通过管路与水软化器连接，组成供热水水路；零气耗压缩热再生式干燥机与水冷却塔通过管路连接，组成冷却水循环回路；水软化器与水冷却塔通过管路连接，组成冷却循环水补充水路。

2.基于权利要求1所述装置的空压机组余热回收实现方法，其特征在于，是通过将空气压缩机在一级压缩和二级压缩过程中产生的热量回收用于产热水；将在三级压缩过程中产生的热量回收用于干燥压缩空气，达到压力露点要求；具体过程包括：

(1)压缩空气流程

常温常压的空气首先进入一级压缩机，压缩升温后由一级换热机组降温；再依次经过二级压缩机压缩升温和二级换热机组降温、三级压缩机压缩升温和零气耗压缩热再生式干燥机降温除湿，空气压力逐级升高，最终由零气耗压缩热再生式干燥机出口输出；

(2)热水流程

经水软化器软化处理的软水，分流进入一级换热机组和二级换热机组换热产热水，然后汇流输出；

(3)冷却水流程

冷却水进入水冷却塔降温后，再进入零气耗压缩热再生式干燥机给压缩空气降温；升温后的冷却水再进入水冷却塔降温，依此循环；

(4)补水流程

当水冷却塔用于循环的冷却水量不足时，由水软化器将原水软化后再补入冷却循环水回路中。