CN107965668A - 一种节能型压缩气体多级分压调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型压缩气体多级分压调节系统，包括压缩机和管路，所述压缩机包括高压压缩机、中压压缩机和低压压缩机，高压压缩机的出口通过高压管路连接高压用户管网；中压压缩机的出口通过中压管路连接中压用户管网；低压压缩机的出口通过低压管路连接低压用户管网。高压管路上设置有球罐，管路间设置有减压调节机构。本发明设置三台压缩机，按高压、中压、低压直接供气，避免了单一压缩机将所有气体压缩至高压而增加的电耗，降低了压缩气体的制造成本。此外，当较低压力的压缩机故障停机或供气不足时，用气压力较低用户通过压力较高的管网中的气体来保供，保证了系统的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及压缩气体分压调节技术领域，尤其涉及一种节能型压缩气体多级分压调节系统。
背景技术
压缩气体主要指压缩的空气、氧气、氮气，作为重要能源介质被广泛使用在钢铁、冶炼、煤化工等行业中，如：压缩空气用作气动阀门仪表气源、动力气源、冷却气源、吹扫气源，氧气用作冶炼过程的助燃剂，氮气用作保护气、密封气、动力气等，几乎涉及到主要工业生产中各个环节，用户不同，对气源压力要求也不同。
目前的压缩气体分压调节方式是直接减压调节，也即是压缩机压缩到用户群中使用需求最高压力的压力，然后经不同减压调节装置减压到不同用户所要求的使用压力。以钢铁企业用氮气为例，氮气被广泛应用到相关炼钢、炼铁、轧钢、焦化等生产环节，炼钢转炉使用压力为1.6MPa；炼铁高炉喷煤使用压力为1.1MPa，高炉本体使用压力为0.45～0.8MPa；轧钢加热炉换向阀的驱动压力为0.8MPa；焦化干息焦塔的使用压力为0.7MPa。分压调节方式是：常压氮气经氮气压缩机压缩到1.6MPa（用户需求最高压力），管路与球罐相连，发挥球罐的贮存作用，减缓了用气不均所造成的压力不稳定的问题。球罐供气分为多路，一路直接供给炼钢转炉使用；另一路减压到0.8MPa供轧钢使用；再一路减压到0.7MPa供焦化使用；还有一路减压到1.1MPa供炼铁调压站，炼铁调压站的一路直供给高炉喷煤，另一路减压到0.8MPa供高炉本体，而炉顶密封用氮的压力0.45MPa由0.8MPa的氮气再次减压到0.45MPa而来。
由于气体压缩至高压需要增加更多电耗，压缩气体直接减压带来的能耗损失过大，对于一个年产1000万吨钢的钢铁企业，每年因压缩气体减压节流损失所带来电能的浪费超过1亿度。通过走访多家钢铁企业，均存在类似问题，不改变供气系统无法从根本上降低运行成本。
发明内容
本发明针对压缩气体直接减压调节能耗损失大，运行成本过高的问题，设计一种节能型多级分压调节系统，对压缩气体按用户使用压力压缩，降低成本，提高设备运行效能，具体的技术方案为：
一种节能型压缩气体多级分压调节系统，包括压缩机和管路，其特征在于：所述压缩机包括高压压缩机、中压压缩机和低压压缩机，高压压缩机的出口通过高压管路连接高压用户管网；中压压缩机的出口通过中压管路连接中压用户管网；低压压缩机的出口通过低压管路连接低压用户管网。
为了防止高压压缩机故障中断供气，所述高压管路连接有球罐。
为了防止中压压缩机故障或供气不足，所述高压管路与中压管路之间设置有管道，管道上设置有减压调节机构。
为了防止低压压缩机故障或供气不足，所述中压管路与低压管路之间设置有管道，管道上设置有减压调节机构。
所述减压调节机构由支管和旁通管并联构成，支管上设置有电磁阀，旁通管上设置有调节阀。
所述电磁阀前设置有过滤器。
本发明与现有技术相比具有如下技术效果: 本发明针对用户群使用压力进行高压、中压、低压分类，设置三台压缩机，按高压、中压、低压直接供气，避免了单一压缩机将所有气体压缩至高压而增加的电耗，降低了压缩气体的制造成本。此外，当较低压力的压缩机故障停机或供气不足时，用气压力较低用户通过压力较高的管网中的气体来保供，而当高压压缩机故障停机时，高压用户可通过球罐中贮存气体保供，保证了系统的安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1、高压压缩机；2、中压压缩机；3、低压压缩机；4、高压管路；5、中压管路；6、低压管路；7、球罐；8、管道；9、减压调节机构；10、支管；11、旁通管；12、电磁阀；13、调节阀；14、过滤器；15、高压用户管网；16、中压用户管网；17、低压用户管网；18、止回阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，一种节能型压缩气体多级分压调节系统，包括压缩机和管路，其特征在于：所述压缩机包括高压压缩机1、中压压缩机2和低压压缩机3，高压压缩机1的出口通过高压管路4连接高压用户管网15；中压压缩机2的出口通过中压管路5连接中压用户管网16；低压压缩机3的出口通过低压管路6连接低压用户管网17。为了防止高压压缩机1故障中断供气，所述高压管路4连接有球罐7；为了防止中压压缩机2故障或供气不足，所述高压管路4与中压管路5之间设置有管道8，管道8上设置有减压调节机构9；为了防止低压压缩机3故障或供气不足，所述中压管路5与低压管路6之间设置有管道8，管道8上设置有减压调节机构9；所述减压调节机构9由支管10和旁通管11并联构成，支管11上设置有电磁阀12，旁通管11上设置有调节阀13；所述电磁阀13前设置有过滤器14。
实施例：如图1所示，本发明针对用户群使用压力进行高压、中压、低压分类，设置三台压缩机，分别按高压1.6MPa、中压0.8MPa、低压0.6MPa直接供气，在压缩机的出口安装有止回阀18。高压压缩机1的出口通过高压管路4连接到高压用户管网15，高压管网的用户可以直接使用或根据自己使用的压力通过减压调节装置微调；中压压缩机2的出口通过中压管路5连接到中压用户管网16，中压管网的用户可以直接使用或根据自己使用的压力通过减压调节装置微调；低压压缩机3的出口通过低压管路6连接到低压用户管网17，低压管网的用户可以直接使用或根据自己使用的压力通过减压调节装置微调。通过高压、中压、低压三台压缩机的设置，按用户需求制气，大大减少了用户不需要的高压气体制成高压气体而增加的电耗，降低了压缩气体的制造成本。为了更好的保证系统安全稳定运行，增加了附加设施：1、在高压管路4上另外连接有球罐7，平时来自高压压缩机1的高压气体，在球罐7中贮存，另外直接供给高压用户。设置球罐7的目的是当高压压缩机1故障停产时，切换到球罐7供气，保证管网不断气；2、为了防止中压压缩机2故障或供气不足，在高压管路4与中压管路5之间连接有管道8，管道8上安装有减压调节机构9，减压调节机构9由支管10和旁通管11并联构成两个通路，支管11上安装有电磁阀12，电磁阀13前安装有过滤器14，旁通管11上安装有调节阀13，正常工作时，关闭旁通管11上的调节阀13，支管11上的电磁阀12工作，使高压管路4上的高压气通过支管11经电磁阀12减压后向中压用户供气；电磁阀12工作异常时，开通旁通管11上的调节阀13，人工减压，向中压用户供气；过滤器14的作用是滤除气体中的灰尘，延长电磁阀12的使用寿命。同样，为了防止低压压缩机3故障或供气不足，在中压管路5与低压管路6之间也安装有管道8，管道8上也安装有减压调节机构9，经过减压，来自中压管路5的气体向低压用户供气。
本发明的工作过程如下：以某钢铁企业氮气多级分压调节系统为例，常压氮气经高压压缩机1压缩到1.6MPa供给炼钢用户和炼铁用户，其中部分贮存在球罐7中。炼钢用户直接供给炼钢转炉使用，炼铁用户获得高压气体后，经炼铁调压站减压到1.1MPa给高炉喷煤。常压氮气经中压压缩机2压缩到0.8MPa供轧钢、焦化和炼铁高炉本体使用，在焦化厂内部，采用减压调节装置减压到0.7MPa，供焦化厂干息焦塔息焦用。常压氮气经低压压缩机3压缩到0.6MPa，经炼铁调压站减压到0.45MPa，供高炉炉顶密封用。此外，低压压缩机3压缩的气体还可以供压力要求不高的仪表用气、冷却气、保护气、密封气的气源使用。当高压压缩机1故障停产时，切换到球罐7供气；当中压压缩机2和/或低压压缩机3故障或供气不足，开启系统内管道8上的减压调节机构9，可以保证中低压用户供气不断。
本发明降低了压缩机的电耗，以某钢铁企业供氮气系统为例，供氮气总量为110000Nm3/h，直接减压调节方式的氮气压缩单耗为0.169kWh/m3,采用多级分压调节系统则氮气压缩单耗降为0.139kWh/m3,每年按350天计算，则年节约电量为2772万度，电价按0.63元 /kwh,年运行费用可降低1746万元，效益非常可观。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种节能型压缩气体多级分压调节系统，包括压缩机和管路，其特征在于：所述压缩机包括高压压缩机、中压压缩机和低压压缩机，高压压缩机的出口通过高压管路连接高压用户管网；中压压缩机的出口通过中压管路连接中压用户管网；低压压缩机的出口通过低压管路连接低压用户管网。
2.根据权利要求1所述的一种节能型压缩气体多级分压调节系统，其特征在于：所述高压管路连接有球罐。
3.根据权利要求1所述的一种节能型压缩气体多级分压调节系统，其特征在于：所述高压管路与中压管路之间设置有管道，管道上设置有减压调节机构。
4.根据权利要求1所述的一种节能型压缩气体多级分压调节系统，其特征在于：所述中压管路与低压管路之间设置有管道，管道上设置有减压调节机构。
5.根据权利要求3或4所述的一种节能型压缩气体多级分压调节系统，其特征在于：所述减压调节机构由支管和旁通管并联构成，支管上设置有电磁阀，旁通管上设置有调节阀。
6.根据权利要求5所述的一种节能型压缩气体多级分压调节系统，其特征在于：所述电磁阀前设置有过滤器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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