CN204402902U - 一种干式螺杆水冷机组余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种干式螺杆水冷机组余热回收系统，包括一段冷却器(3)、二段冷却器(4)、热交换器(22)、冷却换热器(19)和闭式循环水泵(13)，一段冷却器(3)出水端连接二段冷却器(4)，二段冷却器(4)出水端连接热交换器(22)，热交换器(22)出水端连接温控阀(30)，温控阀(30)出水端连接冷却换热器(19)，冷却换热器(19)出水端连接闭式循环水泵(13)，闭式循环水泵(13)出水端连接一段冷却器(3)，热交换器(22)的进出水口之间连接热回收开式回收系统；本实用新型实现了废热循环利用，既可以达到节约能源，保护环境，又能改善空压机的运行环境，同时为企业节约了生产成本。

Description

一种干式螺杆水冷机组余热回收系统

[技术领域]

本实用新型涉及余热回收技术领域，具体地说是一种干式螺杆水冷机组余热回收系统。

[背景技术]

国家“十二五规划”已明确提出了节能减排的目标，即到2015年，单位GDP能耗(较2005年水平)降低32％；且行业数据显示，空气压缩系统占全国工业总用电的9％。而空气压缩机运行的过程中产生大量的热量将其排放至空气中，通过空压机余热回收系统，可将这部分的热量进行回收利用。

目前，市面上对于喷油螺杆式空压机余热回收利用已经较为普遍，控制系统多种多样，但是对于干式螺杆空压机余热回收利用较少，特别对于二段压缩的干式螺杆空压机余热回收利用几乎没有，通过此控制系统可以有效的解决二段压缩干式螺杆水冷机组的余热回收利用。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种高效、可靠的干式螺杆水冷机组余热回收系统，实现了废热循环利用，既可以达到节约能源，保护环境，又能改善空压机的运行环境，延长空压机机组的使用寿命。

为实现上述目的设计一种干式螺杆水冷机组余热回收系统，包括一段冷却器3、二段冷却器4、热交换器22、冷却换热器19和闭式循环水泵13，所述一段冷却器3出水端通过管道连接二段冷却器4进水端，所述二段冷却器4出水端通过管道连接热交换器22进水端，所述热交换器22进水端处安装有温度传 感器一20a和水流量控制阀一21a，所述热交换器22出水端通过管道连接温控阀30进水端，所述热交换器22与温控阀30之间的管道上设有温度传感器二20b，所述温控阀30出水端通过管道连接冷却换热器19进水端，所述冷却换热器19出水端通过管道连接闭式循环水泵13进水端，所述冷却换热器19与闭式循环水泵13之间的管道上设有三通阀31和隔膜罐14，所述闭式循环水泵13出水端通过管道连接一段冷却器3进水端，所述闭式循环水泵13与一段冷却器3之间的管道上安装压力传感器12和泄压阀11，所述三通阀31与隔膜罐14之间的管道上连接有补水系统，所述一段冷却器3、二段冷却器4、热交换器22、温控阀30、冷却换热器19、三通阀31、隔膜罐14和闭式循环水泵13构成闭式水路循环系统，所述热交换器22的进出水口之间连接有热回收开式回收系统。

所述热回收开式回收系统包括保温水箱26、热回收补水阀27和热回收循环水泵23，所述保温水箱26中设有水位计24和水温传感器25，所述热回收补水阀27进水端通过管道连接补水系统，所述热回收补水阀27出水端处设置有止回阀二15b，所述止回阀二15b出水端通过管道连接热回收循环水泵23进水端，所述热回收循环水泵23出水端通过管道连接热交换器22进水口，所述热交换器22进水口处安装有温度传感器三20c，所述热交换器22出水口处安装有流量控制阀二21b和温度传感器四28，所述流量控制阀二21b通过管道连接保温水箱26的入水口。

所述补水系统包括闭式补水阀16、补水水泵17和止回阀15，所述补水水泵17进水端通过管道连接冷水供应端，所述补水水泵17出水端通过管道连接闭式补水阀16进水端，所述闭式补水阀16出水端通过管道连接止回阀15进水端，所述止回阀15出水端连接隔膜罐14进水端。

所述二段冷却器4出水端的管道上安装有闸阀一18a，所述闸阀一18a与热 交换器22之间的管道上安装有球阀9和排气阀10，所述泄压阀11与一段冷却器3之间的管道上安装有球阀二9a和排气阀二10a，所述温控阀30与三通阀31之间的管道上设有闸阀二18b，所述闸阀二18b与冷却换热器19并联连接。

还包括空气冷却器7，所述空气冷却器7设置在干式螺杆水冷机组的空压机排气口处。

所述冷却换热器19、空气冷却器7分别与干式螺杆水冷机组的冷却水塔29构成闭式循环系统，所述冷却水塔29与干式螺杆水冷机组的油冷却器5构成闭式循环系统。

本实用新型同现有技术相比，该余热回收系统通过对原干式螺杆水冷机组内部水路管路进行改造，再与余热回收设备组成闭式水路循环系统，通过控制闭式循环系统的水流量，来提升闭式系统水路的温度，再通过二次换热，将客户所需求的冷水换热成所需要的温度，供生活、生产使用，其主要具备以下优点：

(1)通过闭式循环水路系统的运行，提升了二段空气进气温度，减少了冷凝水对二段机体的损伤；

(2)闭式系统水质可采用矿物质较少的纯净水，从而有效地保证了空压机冷却器和余热回收设备换热器的使用寿命；

(3)与原干式螺杆机组(单段)改造方式相比，减少了原空气管路改造的复杂性和安全性，同时有效地降低了改造成本；

(4)可根据空压机的不同环境情况进行自动调整，从而有效保证了空压机系统的正常稳定的运行；

(5)保证了空压机稳定运行的同时，较大力度地提升了回收效率。

[附图说明]

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1、一段机体  2、二段机体  3、一段冷却器  4、二段冷却器  5、油冷却器  6、原冷却水管路  7、空气冷却器  8、闭式循环水路  9、球阀  9a、球阀二  10、排气阀  10a、排气阀二  11、泄压阀  12、压力传感器  13、闭式循环水泵  14、隔膜罐  15、止回阀  15b、止回阀二  16、闭式补水阀  17、补水水泵  18a、闸阀一  18b、闸阀二  19、冷却换热器  20a、温度传感器一20b、温度传感器二  20c、温度传感器三  21a、流量控制阀一  21b、流量控制阀二  22、热交换器  23、热回收循环水泵  24、水位计  25、水温传感器26、保温水箱  27、热回收补水阀  28、温度传感器四  29、冷却水塔  30、温控阀  31、三通阀。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图1所示，本实用新型包括：一段冷却器3、二段冷却器4、热交换器22、冷却换热器19和闭式循环水泵13，一段冷却器3出水端通过管道连接二段冷却器4进水端，二段冷却器4出水端通过管道连接热交换器22进水端，热交换器22进水端处安装有温度传感器一20a和水流量控制阀一21a，热交换器22出水端通过管道连接温控阀30进水端，热交换器22与温控阀30之间的管道上设有温度传感器二20b，温控阀30出水端通过管道连接冷却换热器19进水端，冷却换热器19出水端通过管道连接闭式循环水泵13进水端，冷却换热器19与闭式循环水泵13之间的管道上设有三通阀31和隔膜罐14，闭式循环水泵13出水端通过管道连接一段冷却器3进水端，闭式循环水泵13与一段冷却器3之间 的管道上安装压力传感器12和泄压阀11，三通阀31与隔膜罐14之间的管道上连接有补水系统，一段冷却器3、二段冷却器4、热交换器22、温控阀30、冷却换热器19、三通阀31、隔膜罐14和闭式循环水泵13构成闭式水路循环系统，热交换器22的进出水口之间连接有热回收开式回收系统。

该热回收开式回收系统包括保温水箱26、热回收补水阀27和热回收循环水泵23，保温水箱26中设有水位计24和水温传感器25，热回收补水阀27进水端通过管道连接补水系统，热回收补水阀27出水端处设置有止回阀二15b，止回阀二15b出水端通过管道连接热回收循环水泵23进水端，热回收循环水泵23出水端通过管道连接热交换器22进水口，热交换器22进水口处安装有温度传感器三20c，热交换器22出水口处安装有流量控制阀二21b和温度传感器四28，流量控制阀二21b通过管道连接保温水箱26的入水口。

其中，补水系统包括闭式补水阀16、补水水泵17和止回阀15，补水水泵17进水端通过管道连接冷水供应端，补水水泵17出水端通过管道连接闭式补水阀16进水端，闭式补水阀16出水端通过管道连接止回阀15进水端，止回阀15出水端连接隔膜罐14进水端。二段冷却器4出水端的管道上安装有闸阀一18a，闸阀一18a与热交换器22之间的管道上安装有球阀9和排气阀10，泄压阀11与一段冷却器3之间的管道上安装有球阀二9a和排气阀二10a，温控阀30与三通阀31之间的管道上设有闸阀二18b，闸阀二18b与冷却换热器19并联连接。还包括空气冷却器7，空气冷却器7设置在干式螺杆水冷机组的空压机排气口处。冷却换热器19、空气冷却器7分别与干式螺杆水冷机组的冷却水塔29构成闭式循环系统，冷却水塔29与干式螺杆水冷机组的油冷却器5构成闭式循环系统。

本实用新型中的闭式水路循环系统：通过对干式螺杆水冷机组内部冷却水管路进行改造，将一段冷却器3出水管与二段冷却器4进水管进行串联，在二 段冷却器4出水管处安装一闸阀一18a，进行手动流量调节，再通过管道连接至热回收循环水路的进水口处，热回收闭式循环的进出水口管路上安装球阀9和排气阀10，以便于热水中的空气能够及时排放；闭式循环水路进水口处有一温度传感器一20a和水流量控制阀一21a，通过感测进水温度，控制出水流量，然后送至热交换器22与热回收冷水进行热交换，换热之后的水通过温度传感器二20b进入温控阀30：当水温低于温控阀阀芯温度时，冷水经过旁路的闸阀二18b后流入三通阀；当水温高于温控阀阀芯温度时，热水经过冷却换热器19冷却，流入三通阀；经过三通阀和隔膜罐14进入闭式循环水泵13，安装隔膜罐的目的是保证系统水压的稳定，闭式循环水泵前段安装一压力传感器12和泄压阀11，当检测系统压力低于设定时，闭式补水阀16和补水水泵17打开，将冷水通过止回阀15送入系统中；如若系统压力较高，则通过泄压阀11进行泄放；热回收设备的出水口与一段冷却器3的进水口进行串联，组成闭式水路循环系统。

当闭式水路循环系统运行后，则热回收开式回收系统进入待机状态：通过保温水箱26中的水位计24和水温传感器25控制热回收开式回收系统运行情况：当保温水箱26中的水位计24检测到水位低于低水位时，热回收补水阀27和热回收循环水泵23打开，冷水经过热回收补水阀27和止回阀15，通过热回收循环水泵23送至热交换器22进行换热，热交换器22的进水口处安装温度传感器三20c，出水口处安装温度传感器四28进行温度检测，出水口处安装一流量控制阀二21b，通过出水温度传感器四28检测，控制出口流量，从而达到需求的温度，经过换热后的热水再送至保温水箱26中储存；当保温水箱26低水位达到要求，而水温未到达要求时，热回收补水阀27关闭，而热回收循环水泵23继续运行，系统进行循环加热，将保温水箱26中的冷水循环加热至设定的温度；当水位处于低水位，水温达到要求时，热回收补水阀27再次打开，补水的过程 中流量控制阀二21b控制出水流量以达到设定的出水温度，直至水箱达到高水位；此时后端需求热水，则送水泵打开送水，直至水位达到低水位停止送水，而此时热回收补水阀27打开补水；如若后端不需求热水，则热回收开式回收系统处于待机状态；在原空压机排气口增加空气冷却器7，目的是将排气温度降低到环境温度。因空压机冷却系统采用水路闭式循环系统，为了保证热回收温度，故排气温度较原来有所偏高。原冷却水塔29系统冷却水还供空压机原油冷却器5使用，同时作为闭式循环系统中冷却换热器19和空气冷却器7的冷却介质使用。

本实用新型适用于压缩机行业的余热回收控制领域，是一种适用于干式螺杆水冷机组空压机余热回收系统，可将空压机运行的过程中产生的热量，进行回收利用的一种节能控制系统。根据空压机的特点，将空压机产生的热量转化为客户所需要温度的热水，客户可通过实际需求的热水量和水温，自动的控制空压机余热回收系统的启停，同时保证空压机正常稳定的运行。该方式实现了废热循环利用，既可以达到节约能源，保护环境，又能改善空压机的运行环境，延长空压机机组的使用寿命，同时为企业节约了生产成本。

本实用新型主要分为两个部分组成，分别是空压机水路闭式循环系统和热回收开式回收系统；而这两个系统通过干式螺杆水冷机组余热回收设备有效的结合在一起。干式螺杆水冷机组余热回收设备它包含了热回收板式换热器和冷却水板式换热器、进水温度传感器和出水温度传感器、水流量控制阀、温度控制阀、手动调节阀、膨胀罐、循环水泵和补水泵、止回阀、压力传感器、泄压阀、排气阀以及控制系统，有效地组合在一起。

本实用新型中，空压机水路闭式循环系统是通过对原干式螺杆水冷机组管路进行改造，将一段冷却器的出水串联至二段冷却器进水，二段冷却器的出水 联至干式螺杆水冷机组余热回收设备的闭式循环进水口，一段冷却器的进水口与干式螺杆水冷机组余热回收设备的闭式循环出水口串联组成的闭式水路循环系统，该系统包含空压机内部连接管路、闸阀、空压机与干式螺杆水冷机组余热回收设备外部连接管路、以及管路最高点的排气阀等。

本实用新型中，热回收开式回收系统是由余热回收设备、热回收循环水泵、热回收补水阀、保温水箱、水位计、水温传感器、止回阀、球阀及管路等组成的开式热回收系统，该系统通过检测保温水箱的水位与水温，控制热回收补水阀的动作，使之通过不同的回收方式，使保温水箱水温达到所需求的温度。再通过后端需求热水，控制送水水泵动作。如若后端不需要用水，则热回收开式回收系统处于待机状态。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种干式螺杆水冷机组余热回收系统，其特征在于：包括一段冷却器(3)、二段冷却器(4)、热交换器(22)、冷却换热器(19)和闭式循环水泵(13)，所述一段冷却器(3)出水端通过管道连接二段冷却器(4)进水端，所述二段冷却器(4)出水端通过管道连接热交换器(22)进水端，所述热交换器(22)进水端处安装有温度传感器一(20a)和水流量控制阀一(21a)，所述热交换器(22)出水端通过管道连接温控阀(30)进水端，所述热交换器(22)与温控阀(30)之间的管道上设有温度传感器二(20b)，所述温控阀(30)出水端通过管道连接冷却换热器(19)进水端，所述冷却换热器(19)出水端通过管道连接闭式循环水泵(13)进水端，所述冷却换热器(19)与闭式循环水泵(13)之间的管道上设有三通阀(31)和隔膜罐(14)，所述闭式循环水泵(13)出水端通过管道连接一段冷却器(3)进水端，所述闭式循环水泵(13)与一段冷却器(3)之间的管道上安装压力传感器(12)和泄压阀(11)，所述三通阀(31)与隔膜罐(14)之间的管道上连接有补水系统，所述一段冷却器(3)、二段冷却器(4)、热交换器(22)、温控阀(30)、冷却换热器(19)、三通阀(31)、隔膜罐(14)和闭式循环水泵(13)构成闭式水路循环系统，所述热交换器(22)的进出水口之间连接有热回收开式回收系统。

2.如权利要求1所述的干式螺杆水冷机组余热回收系统，其特征在于：所述热回收开式回收系统包括保温水箱(26)、热回收补水阀(27)和热回收循环水泵(23)，所述保温水箱(26)中设有水位计(24)和水温传感器(25)，所述热回收补水阀(27)进水端通过管道连接补水系统，所述热回收补水阀(27)出水端处设置有止回阀二(15b)，所述止回阀二(15b)出水端通过管道连接热回收循环水泵(23)进水端，所述热回收循环水泵(23)出水端通过管道连接热交换器(22)进水口，所述热交换器(22)进水口处安装有温度传感 器三(20c)，所述热交换器(22)出水口处安装有流量控制阀二(21b)和温度传感器四(28)，所述流量控制阀二(21b)通过管道连接保温水箱(26)的入水口。

3.如权利要求1或2所述的干式螺杆水冷机组余热回收系统，其特征在于：所述补水系统包括闭式补水阀(16)、补水水泵(17)和止回阀(15)，所述补水水泵(17)进水端通过管道连接冷水供应端，所述补水水泵(17)出水端通过管道连接闭式补水阀(16)进水端，所述闭式补水阀(16)出水端通过管道连接止回阀(15)进水端，所述止回阀(15)出水端连接隔膜罐(14)进水端。

4.如权利要求3所述的干式螺杆水冷机组余热回收系统，其特征在于：所述二段冷却器(4)出水端的管道上安装有闸阀一(18a)，所述闸阀一(18a)与热交换器(22)之间的管道上安装有球阀(9)和排气阀(10)，所述泄压阀(11)与一段冷却器(3)之间的管道上安装有球阀二(9a)和排气阀二(10a)，所述温控阀(30)与三通阀(31)之间的管道上设有闸阀二(18b)，所述闸阀二(18b)与冷却换热器(19)并联连接。

5.如权利要求4所述的干式螺杆水冷机组余热回收系统，其特征在于：还包括空气冷却器(7)，所述空气冷却器(7)设置在干式螺杆水冷机组的空压机排气口处。

6.如权利要求5所述的干式螺杆水冷机组余热回收系统，其特征在于：所述冷却换热器(19)、空气冷却器(7)分别与干式螺杆水冷机组的冷却水塔(29)构成闭式循环系统，所述冷却水塔(29)与干式螺杆水冷机组的油冷却器(5)构成闭式循环系统。