CN217604412U - 一种多级压缩空气余热回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多级压缩空气余热回收利用系统，包括空压机一级压缩机，空压机二级压缩机，空压机三级压缩机，常温常压空气经过空压机一级压缩机后进入一级高温换热器降温后进入一级低温换热器再降温，然后进入空压机二级压缩机再压缩；进入二级高温换热器降温后进入二级低温换热器再降温，之后进入空压机三级压缩机继续压缩，进入三级高温换热器降温后进入三级低温换热器再降温，最后进入制氧机。一级高温换热器、二级高温换热器及三级高温换热器换热后的出水温度能够达到65℃，进入热用户后返回，一级低温换热器、二级低温换热器及三级低温换热器的出水温度能够达到35℃，进入冷却塔后返回。提高了系统的余热利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及余热回收，特别涉及一种多级压缩空气余热回收利用系统。
背景技术
压缩气体是工业领域中应用最广泛的动力源之一，得到品质优良的压缩气体需要消耗大量能源，在钢铁行业制氧生产过程中有多台空气、氮气压缩机。压缩机在运行时，真正用于增加气体势能所消耗的电能在总耗电量中只占很小的一部分约15％左右，其余约85％的耗电转化为热量存在于压缩气体中，并通过风冷或者水冷的方式排放到空气中去。如果将压缩气体的这部分余热加以回收，就近用于氧气工序的生产、生活供热，即可以提高能源利用效率，又可以减低企业成本，符合国内当前碳达峰、碳减排的政策。
目前，国内针对制氧工序空压机余热回收及利用开展了多项研究与应用。专利CN106762557A公开一种基于空压机余热回收的智能供热水设备；该发明通过在换热器与热用户之间增加缓存储热设备实现了智能供热水。该方法虽然实现了供热系统的稳定性，但中间换热、储热设备过多造成系统的热损失较大。专利CN108150422A公开了空压机余热回收利用系统，该系统通过回收空压机余热以热水方式驱动溴化锂吸收式冷水机组制取冷水；但对于驱动溴化锂吸收式冷水机组后的热水(一般在70℃～75℃左右)没有利用，使其能源利用率较低。专利CN107178934A公开一种空压机余热深度回收利用系统，该系统的空压机三级压缩分别经过三级换热，换热后高温水进入余热取热装置经过再次换热转化为高温余热水进入余热深度回收利用系统；该系统中回收的余热水是作为吸收式热泵的驱动热源，这种余热间接利用方式会降低能源利用效率，而且对于压缩气体的降温需求也没有考虑。
综上所述，制氧工序压缩气体余热在回收、利用上还存在一些问题。主要体现在，现有空压机余热利用系统中余热利用效率较低，无法充分利用制氧工序的大量余热资源；而且余热回收系统中也没有充分考虑压缩气体的降温问题。因此，探寻更加实用有效的多级压缩空气余热回收利用系统是非常必要的。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多级压缩空气余热回收利用系统，实现了制氧工序空压机余热的高效利用，同时兼顾了压缩气体温降，满足了空压机生产及其余热高效利用的目的。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种多级压缩空气余热回收利用系统，包括空压机一级压缩机，空压机二级压缩机，空压机三级压缩机，一级高温换热器，一级低温换热器，二级高温换热器，二级低温换热器，三级高温换热器，三级低温换热器，制氧机、热用户、冷却塔、高温水泵、低温水泵、供补水装置一、供补水装置二；
空压机一级压缩机的出口与一级高温换热器的气侧入口连接，一级高温换热器的气侧出口与一级低温换热器的气侧入口连接，一级低温换热器的气侧出口与空压机二级压缩机的入口连接，空压机二级压缩机的出口与二级高温换热器的气侧入口连接，二级高温换热器的气侧出口与二级低温换热器的气侧入口连接，二级低温换热器的气侧出口与空压机三级压缩机的入口连接，空压机三级压缩机的出口与三级高温换热器的气侧入口连接，三级高温换热器的气侧出口与三级低温换热器的气侧入口连接，三级低温换热器的气侧出口与制氧机入口连接；
一级高温换热器的水侧出口、二级高温换热器的水侧出口、三级高温换热器的水侧出口及供补水装置一的出口均与高温水泵入口连接，高温水泵出口与热用户入口连接；热用户出口分别与一级高温换热器的水侧入口、二级高温换热器的水侧入口、三级高温换热器的水侧入口连接；
一级低温换热器的水侧出口、二级低温换热器的水侧出口、三级低温换热器的水侧出口及供补水装置二出口均与低温水泵入口连接，低温水泵出口与冷却塔入口连接；冷却塔出口分别与一级低温换热器的水侧入口、二级低温换热器的水侧入口及三级低温换热器的水侧入口连接。
所述的一级高温换热器、一级低温换热器、二级高温换热器、二级低温换热器、三级高温换热器及三级低温换热器均为管式换热器。
所述的供补水装置一、供补水装置二为水池。
与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型保证空压机三级压缩过程近似于等温压缩，减少气体压缩耗电量。实现了多级压缩空气余热的高效利用，同时兼顾了压缩气体温降，满足了压缩机生产及其余热高效利用。提高了系统的余热利用效率，具有节约能源、减少碳排放等特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：空压机一级压缩机1，空压机二级压缩机2，空压机三级压缩机3，一级高温换热器4，一级低温换热器5，二级高温换热器6，二级低温换热器7，三级高温换热器8，三级低温换热器9，制氧机10、热用户11、冷却塔12、高温水泵13、低温水泵14、供补水装置一15、供补水装置二16。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：
如图1，一种多级压缩空气余热回收利用系统，包括空压机一级压缩机1，空压机二级压缩机2，空压机三级压缩机3，一级高温换热器4，一级低温换热器5，二级高温换热器6，二级低温换热器7，三级高温换热器8，三级低温换热器9，制氧机10、热用户11、冷却塔12、高温水泵13、低温水泵14、供补水装置一15、供补水装置二16；
空压机一级压缩机1的出口与一级高温换热器4的气侧入口连接，一级高温换热器4的气侧出口与一级低温换热器5的气侧入口连接，一级低温换热器5的气侧出口与空压机二级压缩机2的入口连接，空压机二级压缩机2的出口与二级高温换热器6的气侧入口连接，二级高温换热器6的气侧出口与二级低温换热器7的气侧入口连接，二级低温换热器7的气侧出口与空压机三级压缩机3的入口连接，空压机三级压缩机3的出口与三级高温换热器8的气侧入口连接，三级高温换热器8的气侧出口与三级低温换热器9的气侧入口连接，三级低温换热器9的气侧出口与制氧机10入口连接；
一级高温换热器4的水侧出口、二级高温换热器6的水侧出口、三级高温换热器8的水侧出口及供补水装置一15的出口均与高温水泵13入口连接，高温水泵13出口与热用户11入口连接；热用户11出口分别与一级高温换热器4的水侧入口、二级高温换热器6的水侧入口、三级高温换热器8的水侧入口连接；
一级低温换热器5的水侧出口、二级低温换热器7的水侧出口、三级低温换热器9的水侧出口及供补水装置二16出口均与低温水泵14入口连接，低温水泵14出口与冷却塔12入口连接；冷却塔12出口分别与一级低温换热器5的水侧入口、二级低温换热器7的水侧入口及三级低温换热器9的水侧入口连接。
一级高温换热器4、一级低温换热器5、二级高温换热器6、二级低温换热器7、三级高温换热器8及三级低温换热器9均为管式换热器。
供补水装置一15、供补水装置二16为水池。
工作过程：
供补水装置一15向一级高温换热器、二级高温换热器、三级高温换热器提供软水作为系统循环水，供补水装置二16向一级低温换热器、二级低温换热器、三级低温换热器提供净环水作为系统循环水。
常温常压空气经过空压机一级压缩机1后温度达100℃，进入一级高温换热器4降温后进入一级低温换热器5再降温至35℃，然后进入空压机二级压缩机2再压缩；空压机二级压缩机2产生压缩空气温度达120℃，进入二级高温换热器6降温后进入二级低温换热器7再降温至35℃，之后进入空压机三级压缩机3继续压缩，空压机三级压缩机3产生压缩空气温度达120℃，进入三级高温换热器8降温后进入三级低温换热器9再降温，达到生产工艺所需的低于35℃，最后进入制氧机10。
一级高温换热器4、二级高温换热器6及三级高温换热器8换热后的出水温度能够达到65℃，通过高温水泵13进入热用户11，热用户11用后的水分别返回一级高温换热器4、二级高温换热器6及三级高温换热器8。
一级低温换热器5、二级低温换热器7及三级低温换热器9的出水温度能够达到35℃，通过低温水泵14进入冷却塔12降温至25℃；然后分别返回一级低温换热器5、二级低温换热器7及三级低温换热器9。
以上实用新型，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行改进与修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种多级压缩空气余热回收利用系统，其特征在于，包括空压机一级压缩机，空压机二级压缩机，空压机三级压缩机，一级高温换热器，一级低温换热器，二级高温换热器，二级低温换热器，三级高温换热器，三级低温换热器，制氧机、热用户、冷却塔、高温水泵、低温水泵、供补水装置一、供补水装置二；
空压机一级压缩机的出口与一级高温换热器的气侧入口连接，一级高温换热器的气侧出口与一级低温换热器的气侧入口连接，一级低温换热器的气侧出口与空压机二级压缩机的入口连接，空压机二级压缩机的出口与二级高温换热器的气侧入口连接，二级高温换热器的气侧出口与二级低温换热器的气侧入口连接，二级低温换热器的气侧出口与空压机三级压缩机的入口连接，空压机三级压缩机的出口与三级高温换热器的气侧入口连接，三级高温换热器的气侧出口与三级低温换热器的气侧入口连接，三级低温换热器的气侧出口与制氧机入口连接；
一级高温换热器的水侧出口、二级高温换热器的水侧出口、三级高温换热器的水侧出口及供补水装置一的出口均与高温水泵入口连接，高温水泵出口与热用户入口连接；热用户出口分别与一级高温换热器的水侧入口、二级高温换热器的水侧入口、三级高温换热器的水侧入口连接；
一级低温换热器的水侧出口、二级低温换热器的水侧出口、三级低温换热器的水侧出口及供补水装置二出口均与低温水泵入口连接，低温水泵出口与冷却塔入口连接；冷却塔出口分别与一级低温换热器的水侧入口、二级低温换热器的水侧入口及三级低温换热器的水侧入口连接。
2.根据权利要求1所述的一种多级压缩空气余热回收利用系统，其特征在于，所述的一级高温换热器、一级低温换热器、二级高温换热器、二级低温换热器、三级高温换热器及三级低温换热器均为管式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种多级压缩空气余热回收利用系统，其特征在于，所述的供补水装置一、供补水装置二为水池。
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