CN205243771U - 一种智能型带除垢装置的空压机余热回收机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型带除垢装置的空压机余热回收机组，属于能源利用技术领域。机组进行油气热量双回收，余热回收达到88％以上，机组拥有干烧除垢及手动酸洗除垢两种清除水垢配置模式，机组设置自动检测换热系统换热状态，自动指令干烧除垢系统进行热回收机组的水垢清洗，时刻保证换热回收机组稳定高效运行，提高并保障余热回收装置的换热效率。机组解决了高温、介质压降、换热器水垢等问题，其应用广泛，可用于螺杆有油空压机75～95℃热油和热气双回收；螺杆无油空压机第1、2级160～200℃热气回收；活塞式空压机的第2级150～180℃热气回收；离心空压机第3级100～140℃热气回收等。

Description

一种智能型带除垢装置的空压机余热回收机组

技术领域

本实用新型属于能源利用技术领域，具体涉及一种智能型带除垢装置的空压机余热回收机组。

背景技术

空压机在生产压缩空气时，产生的热量相当于轴功率的110％。传统空压机余热回收，应用领域受限，只能对有油机进行热回收，基本上采用单油回收，效率较低，热量回收仅有60％左右；换热器基本采用板式换热器或普通管式换热器，极易结垢，一般一年左右更换，板式换热器为胶垫密封，又有油水相互渗透的隐患。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种智能型带除垢装置的空压机余热回收机组。机组拥有干烧除垢及手动酸洗除垢两种清除水垢配置模式，机组设置自动检测换热系统换热状态，自动指令干烧除垢系统进行热回收机组的水垢清洗，时刻保证换热回收机组稳定高效运行，提高并保障余热回收装置的换热效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，整个装置包括：空压机，油回收换热器，气回收换热器，酸洗加液箱，储热罐，水泵，阀门，管路，智能控制器；空压机包括机头、油气分离器、空冷器、油冷器及汽水分离器，机头通过管路连接到油气分离器，油气分离器的一个管路连接气回收换热器，气回收换热器通过管路依次连接空压机内的空冷器与汽水分离器，油气分离器的另一管路连接油回收换热器，油回收换热器通过管路依次连接空压机内的油冷器与机头；酸洗加液箱通过管路与气回收热水进口四通阀A连接，酸洗加液箱通过酸洗循环泵连接切换三通阀B；

气回收换热器的四个端口分别设置热气进口温压传感器D、气回收水进口温压传感器E、热气出口温压传感器F与气回收水连通管出口温压传感器G；油回收换热器的四个端口分别设置热油进口温压传感器A、油回收热水出口温压传感器B、热油出口温压传感器C与油回收水连通管进口温压传感器H；

储热罐通过储热罐循环供水管、阀门、储热罐循环水泵与气回收热水进口四通阀A，依次接入气回收换热器与油回收换热器，油回收换热器通过油回收热水出口四通阀C接入储热罐；储热罐通过储热罐洗浴供水管、阀门与淋浴供水泵，连接淋浴喷头，淋浴喷头通过储热罐洗浴回水管连接储热罐；自来水管通过阀门连接储热罐循环供水管。

整个装置通过阀门与水泵等机构的开启关闭实现以下三种模式运行：

①余热回收模式时：

油汽分离器热油出口三通阀F的F1、F2打开，F3关闭，油汽分离器热气出口三通阀E的E1、E2打开，E3关闭，气回收入口三通阀D的D1、D3打开，D2关闭，气回收热水进口四通阀A的A1、A2打开，A3、A4关闭，油回收热水出口四通阀C的C3、C4打开，C1、C2关闭；机头出来的高温油气混合物通过油气分离器进行分离，分离出的高温压缩空气进入气回收换热器中将热量传递给储热罐的回水，然后进入空冷器进一步降温，再通过汽水分离器将水分分离出来，压缩空气通过管路送出去；分离出的高温油进入油回收换热器中进一步加热储热罐的回水，然后进入油冷器进一步降温，再通过管路回到机头中；储热罐的回水在储热罐循环水泵的驱动下，依次进入气回收换热器与油回收换热器，回收高温压缩空气与高温油的热量，然后返回储热罐。当储热罐系统中缺水时，打开自来水管阀门对系统进行补水，智能控制器通过油回收换热器与气回收换热器上的传感器，智能控制整体装置的高效运行；

②干烧除垢运行模式时：

智能控制器通过油回收换热器与气回收换热器上的传感器，自动检测比对换热介质数据参数，当出现异常时，自动切换为干烧除垢运行模式，高温压缩空气从油、气回收换热器的水介质出口、入口反向进入，即气回收入口三通阀D的D3关闭，D1、D2打开，切换三通阀B的B2关闭，B1、B3打开，油回收热水出口四通阀C的C2、C4关闭，C1、C3打开，气回收热水进口四通阀A的A2、A4关闭，高温压缩空气对油回收换热器的换热水介质管腔进行加热干烧，由于水垢与金属热膨胀系数差异，水垢会呈片状龟裂，气回收热水进口四通阀A的A1、A3延时打开，吹扫块状水垢片、粒状杂质；然后气回收热水进口四通阀A的A3、A4关闭，A1、A2打开，气回收入口三通阀D的D2关闭，切换三通阀B的B1、B3关闭，油回收热水出口四通阀C的C1、C4关闭，C2、C3打开，自来水与热气反向进入水换热腔，再次使水垢龟裂并被冲洗掉，由C2口排出，完成自动干烧除垢过程；

③酸洗除垢模式时：

干烧除垢故障或不完全时，也可手动启动酸洗除垢模式，在酸液箱中加入适合比例的弱酸溶液并切换至酸洗除垢模式，气回收热水进口四通阀A的A2、A3，切换三通阀B的B1，以及油回收热水出口四通阀C的C2、C4自动关闭，气回收热水进口四通阀A的A1、A4，切换三通阀B的B2、B3，以及油回收热水出口四通阀C的C1、C3自动打开，酸洗循环泵自动运行，即可按预先设定时间循环清洗完毕，酸洗循环泵自动停止，气回收热水进口四通阀A的A3、A4，油回收热水出口四通阀C的C1、C4自动关闭，气回收热水进口四通阀A的A1、A2，油回收热水出口四通阀C的C2、C3自动打开，热水循环泵自动运行，由油回收热水出口四通阀C的C2口排出水垢、废清洗液并冲洗干净。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、首先是油气热量双回收，余热回收达到88％以上；

2、机组设置自动检测换热系统换热状态，自动指令干烧除垢系统进行热回收机组的水垢清洗，时刻保证换热回收机组稳定高效运行，从而保证空压机在余热回收环节上的稳定工作及使用寿命，避免热量回收过程影响主机工作。

3、采用管式换热器，对高温油及高温压缩空气的余热进行充分的回收，同时又不影响主机工作及压缩空气的供给(压缩空气压降较小，仅有0.01Mpa；油阻力仅有0.05Mpa)；管式换热器的内管采用内螺旋纹铜管，流体形成湍流，增加换热面积、提高换热效果同时，减少水垢形成的机会。

4、机组拥有干烧除垢及手动酸洗除垢两种清除水垢配置模式，提高并保障余热回收装置的换热效率。

5、本实用新型解决了高温、介质压降、换热器水垢等问题，其应用广泛，可用于螺杆有油空压机75～95℃热油和热气双回收；螺杆无油空压机第1、2级160～200℃热气回收；活塞式空压机的第2级150～180℃热气回收；离心空压机第3级100～140℃热气回收等。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

图中：1、油汽分离器热气出口，2、油汽分离器热油出口，3、油汽分离器热油出口三通阀F，4、油汽分离器热气出口三通阀E，5、淋浴喷头，6、淋浴供水泵，7、储热罐洗浴供水管，8、储热罐洗浴回水管，9、储热罐，10、自来水管，11、储热罐循环供水管，12、储热罐循环回水管，13、储热罐循环水泵，14、热油进口温压传感器A，15、热油进口，16、油回收换热器，17、排放口A，18、油回收热水出口，19、油回收热水出口四通阀C，20、油回收热水出口温压传感器B，21、热油出口，22、热油出口温压传感器C，23、气回收入口三通阀D，24、热气进口温压传感器D，25、切换三通阀B，26、热气进口，27、排放口B，28、气回收热水进口四通阀A，29、酸洗循环泵，30、气回收进口温压传感器E，31、气回收热水进口，32、气回收换热器，33、酸洗加液箱，34、热气出口温压传感器F，35、热气出口，36、气回收水连通管出口，37、气回收水连通管出口温压传感器G，38、油气回收水连通管，39、油回收水连通管进口，40、油回收水连通管进口温压传感器H，41、油冷器进口，42、油冷器出口，43、油冷器，44、压缩空气出口，45、汽水分离器，46、空冷器出口，47、空冷器，48、空冷器进口，49、油气分离器进口，50、机头，51、机头进口，52、机头出口，53、油气分离器，54、智能控制器。

具体实施方式

以下结合附图与技术方案详细叙述本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，整个装置包括：空压机，油回收换热器16，气回收换热器32，酸洗加液箱33，储热罐9，水泵，阀门，管路，智能控制器54；空压机包括机头50、油气分离器53、空冷器47、油冷器43及汽水分离器45，机头50通过管路连接到油气分离器53，油气分离器53的一个管路依次与油汽分离器热气出口三通阀E4、气回收入口三通阀D23、气回收换热器32连接，气回收换热器32通过管路依次连接空压机内的空冷器47与汽水分离器45，油气分离器53的另一管路依次连接油汽分离器热油出口油汽分离器热油出口三通阀F3和油回收换热器16，油回收换热器16通过管路依次连接空压机内的油冷器43与机头50；酸洗加液箱33通过管路与气回收热水进口四通阀A28连接，酸洗加液箱33通过酸洗循环泵29连接切换三通阀B25；气回收换热器32的四个端口分别设置热气进口温压传感器D25、气回收进口温压传感器E30、热气出口温压传感器F34与气回收水连通管出口温压传感器G37；油回收换热器16的四个端口分别设置热油进口温压传感器A14、油回收热水出口温压传感器B20、热油出口温压传感器C22与油回收水连通管进口温压传感器H40；储热罐9通过储热罐循环供水管11、阀门、储热罐循环水泵13与气回收热水进口四通阀A28，依次接入气回收换热器32与油回收换热器16，油回收换热器16通过油回收热水出口四通阀C19接入储热罐9；储热罐9通过储热罐洗浴供水管7、阀门与淋浴供水泵6，连接淋浴喷头5，淋浴喷头5通过储热罐洗浴回水管8连接储热罐9；自来水管10通过阀门连接储热罐循环供水管11。

整个装置通过阀门与水泵等机构的开启关闭实现以下三种模式运行：

余热回收模式时：

机头50出来的高温油气混合物通过机头出口52进入油气分离器53进行分离，分离出的高温压缩空气通过油汽分离器热气出口1、油汽分离器热气出口三通阀E4与气回收入口三通阀D23、热气进口26进入气回收换热器32中加热储热罐的回水，然后通过热气出口35、管路与空冷器进口48进入空冷器47进一步降温，再通过汽水分离器45将水分分离出来，压缩空气通过压缩空气出口44排出；

油气分离器53分离出的高温油通过油汽分离器热油出口2、油汽分离器热油出口三通阀F3与热油进口15进入油回收换热器16中进一步加热储热罐的回水，然后通过热油出口21、油冷器进口41进入油冷器43进一步降温，再通过油冷器出口42与机头进口51回到机头50中；

储热罐的回水在储热罐循环水泵13的驱动下，沿着储热罐循环供水管11、气回收热水进口四通阀A28与气回收热水进口31进入气回收换热器32与高温压缩空气进行换热，回收高温压缩空气热量的循环水，通过气回收水连通管出口36、油回收水连通管进口39进入油回收换热器16与高温油进行换热，然后通过油回收热水出口18、油回收热水出口四通阀C19返回储热罐9。在淋浴供水泵6的驱动下，储热罐9内的热水通过储热罐洗浴供水管7、阀门输送淋浴喷头5进行洗浴，未使用的热水通过储热罐洗浴回水管8回到储热罐9；当储热罐系统中缺水时，打开自来水管10上的阀门对系统进行补水，智能控制器54通过油回收换热器16与气回收换热器32上的传感器，智能控制整体装置的高效运行，油气热量双回收88％左右的热量，使储热罐9内的热水在50-80℃范围内可调；

干烧除垢运行模式时：

智能控制器54通过油回收换热器16与气回收换热器32上的传感器，自动检测比对换热介质数据参数，当出现异常时，自动切换为干烧除垢运行模式，高温压缩空气从油回收换热器16的介质出口、入口反向进入，即气回收入口三通阀D23的D3关闭，D1、D2打开，切换三通阀B25的B2关闭，B1、B3打开，油回收热水出口四通阀C19的C2、C4关闭，C1、C3打开，气回收热水进口四通阀A28的A2、A4关闭，高温压缩空气对油回收换热器16的换热水介质管腔进行加热干烧，由于水垢与金属热膨胀系数差异，水垢会呈片状龟裂，气回收热水进口四通阀A28的A1、A3延时打开，吹扫块状水垢片、粒状杂质，然后气回收热水进口四通阀A28的A3、A4关闭，A1、A2打开，气回收入口三通阀D23的D2关闭，切换三通阀B25的B1、B3关闭，油回收热水出口四通阀C19的C1、C4关闭，C2、C3打开，自来水与热气反向进入水换热腔，再次使水垢龟裂并被冲洗掉，由油回收热水出口四通阀C19的C2打开，由排放口A17排出，完成自动干烧除垢过程；

酸洗除垢模式时：

干烧除垢模式故障或不完全时，也可手动启动酸洗除垢模式，在酸液箱33中加入适合比例的弱酸溶液并切换至酸洗除垢模式，气回收热水进口四通阀A28的A2、A3，切换三通阀B25的B1，以及油回收热水出口四通阀C19的C2、C4自动关闭，气回收热水进口四通阀A28的A1、A4，切换三通阀B25的B2、B3，以及油回收热水出口四通阀C19的C1、C3自动打开，酸洗循环泵29自动运行，即可按预先设定时间循环清洗完毕，酸洗循环泵29自动停止，气回收热水进口四通阀A28的A3、A4，油回收热水出口四通阀C19的C1、C4自动关闭，气回收热水进口四通阀A28的A1、A2，油回收热水出口四通阀C19的C2、C3自动打开，热水循环泵13自动运行，由油回收热水出口四通阀C19的C2打开，由排放口A17排出水垢、废清洗液并冲洗干净。

Claims (1)

1.一种智能型带除垢装置的空压机余热回收机组，其特征在于：包括空压机、油回收换热器(16)、气回收换热器(32)、酸洗加液箱(33)、储热罐(9)、水泵、阀门、管路和智能控制器(54)；所述的空压机包括机头(50)、油气分离器(53)、空冷器(47)、油冷器(43)及汽水分离器(45)；

所述的机头(50)通过管路连接到油气分离器(53)，油气分离器(53)的一个管路依次与油汽分离器热气出口三通阀E(4)、气回收入口三通阀D(23)、气回收换热器(32)连接，气回收换热器(32)通过管路依次连接空压机内的空冷器(47)与汽水分离器(45)，油气分离器(53)的另一管路依次连接油汽分离器热油出口三通阀F(3)和油回收换热器(16)，油回收换热器(16)通过管路依次连接空压机内的油冷器(43)和机头(50)；酸洗加液箱(33)通过管路与气回收热水进口四通阀A(28)连接，酸洗加液箱(33)通过酸洗循环泵(29)连接切换三通阀B(25)；

气回收换热器(32)的四个端口分别设置热气进口温压传感器D(24)、气回收水进口温压传感器E(30)、热气出口温压传感器F(34)和气回收水连通管出口温压传感器G(37)；油回收换热器(16)的四个端口分别设置热油进口温压传感器A(14)、油回收热水出口温压传感器B(20)、热油出口温压传感器C(22)和油回收水连通管进口温压传感器H(40)；

储热罐(9)通过储热罐循环供水管(11)、阀门、储热罐循环水泵(13)与气回收热水进口四通阀A(28)，依次接入气回收换热器(32)与油回收换热器(16)，油回收换热器(16)通过油回收热水出口四通阀C(19)接入储热罐(9)；储热罐(9)通过储热罐洗浴供水管(7)、阀门与淋浴供水泵(6)，连接淋浴喷头(5)，淋浴喷头(5)通过储热罐洗浴回水管(8)连接储热罐(9)；自来水管(10)通过阀门连接储热罐循环供水管(11)。