CN220728574U - 一种压缩机热能综合利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种压缩机热能综合利用系统，涉及余热回收技术领域，包括压缩机，压缩机包括内能压缩机和多级外能压缩机，所述内能压缩机和多级外能压缩机通过输气管道依次联接，每级所述外能压缩机出气端的输气管道上均联接有蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器，蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器进气口的输气管道上均设有气阀；能量回收转换系统，所述能量回收转换系统包括余热制冷系统和余热动力回收系统。该压缩机热能综合利用系统，可根据工艺要求对低压低温冷气体进行加热，在夏季可转换到余热制冷系统对被压缩气体进行降温，到冬季余热动力回收系统对被压缩气体进行增压，从而降低气体压缩能耗，而且对压缩气体产生的热量得到充分利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及余热回收技术领域，具体为一种压缩机热能综合利用系统。
背景技术
气体压缩机是将常压气体压缩制成高压气体以提供气体压力能的机械，是压缩机热能综合利用的主体。目前常用的压缩机有螺杆式、活塞式、离心式、滑片式、涡旋式压缩机等等。据权威机构检测，压缩机所消耗的电能仅有10%～30%转化成压缩气体能，剩下的70%～90%转化为热能和声能等。
为了获取高压气体，通常采用多级压缩的方式对气体进行压缩，采用多级压缩，可以通过在级间设置中间冷却器的方法，使被压缩气体在经过一级压缩后，先进行等压冷却，以降低温度，再进入下一级气缸，温度降低密度增大，这样易于进一步压缩。
但是，目前对于该部分热气的处理方式基本都是直接排出到空气中，造成资源的浪费，压缩气体产热不能够充分利用。
因此，提出一种压缩机热能综合利用系统来解决上述问题很有必要。
实用新型内容
（一）解决的技术问题
本实用新型的目的在于提供一种压缩机热能综合利用系统，以解决上述背景技术中提出的压缩气体产热不能够充分利用的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种压缩机热能综合利用系统，包括
压缩机，压缩机包括内能压缩机和多级外能压缩机，所述内能压缩机和多级外能压缩机通过输气管道依次联接，每级所述外能压缩机出气端的输气管道上均联接有蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器，蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器进气口的输气管道上均设有气阀；
能量回收转换系统，所述能量回收转换系统包括余热制冷系统和余热动力回收系统，所述余热制冷系统和余热动力回收系统通过管道与蒸发冷凝器连接，并且能量回收转换系统与蒸发冷凝器之间循环有机工质，余热制冷系统用于通过热交换器对被压缩气体进行降温，余热动力回收系统用于驱动内能压缩机；
冷气管道，所述冷气管道与冷气加热器连通，冷气体通过冷气加热器与压缩气体换热并输出加热后气体。
通过上述技术方案，通过采用多级外能压缩机对被压缩气体进行多级压缩，并在每级外能压缩机的出气端联接蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器用于对压缩后气体进行降温，温度降低后、密度增大，以便进一步压缩，以降低功耗，在能量回收转换系统、蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器，使其可根据工艺要求选择不同的压缩气体余热回收利用方式；当通过能量回收转换系统回收压缩气体热量时，可利用热交换器对被压缩气体降温，利用内能压缩机进行增压。
优选的，所述蒸发冷凝器和冷气加热器出气口的输气管道上均设有气阀。
通过上述技术方案，在蒸发冷凝器和冷气加热器出气口的输气管道设有气阀，以便蒸发冷凝器或冷气加热器闲置时，避免高温压缩气体进入其中。
优选的，所述外能压缩机由压缩机驱动装置驱动，所述压缩机驱动装置为电机或汽轮机。
优选的，所述余热制冷系统为吸附式余热制冷系统或吸收式余热制冷系统。
优选的，所述余热动力回收系统为卡琳娜循环动力系统或有机朗肯循环动力系统。
优选的，所述工质为氨水溶液。
优选的，所述热交换器的进气口设有气体过滤器。
（三）有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种压缩机热能综合利用系统，具备以下有益效果：
1、该压缩机热能综合利用系统，通过设置能量回收转换系统、蒸发冷凝器、冷却器和冷气加热器，使其可根据工艺要求选择不同的压缩气体余热回收利用方式，从而对压缩气体产生的热量充分利用。
2、该压缩机热能综合利用系统，当通过能量回收转换系统回收压缩气体热量时，根据季节可利用热交换器对被压缩气体降温或利用内能压缩机对被压缩气体进行增压，从而降低气体压缩能耗。
3、该压缩机热能综合利用系统，根据工艺要求对低压低温冷气体进行加热，同时对压缩气体进行冷却（例如：利用空气分离系统压缩气体产生的热量对污氮气体进行加热）。能够省去大量压缩机间冷却器降温用的冷却水，从而减少了凉水台排放对大气的污染。
附图说明
图1为本实用新型结构的示意图。
图中：1、气体过滤器；2、热交换器；3、内能压缩机；4、外能压缩机；5、压缩机驱动装置；6、能量回收转换系统；8、蒸发冷凝器；9、冷却器；10、冷气加热器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1所示，一种压缩机热能综合利用系统，包括
压缩机，压缩机包括内能压缩机3和多级外能压缩机4，内能压缩机3和多级外能压缩机4通过输气管道依次联接，每级外能压缩机4出气端的输气管道上均联接有蒸发冷凝器8和冷气加热器10，蒸发冷凝器8、冷却器9和冷气加热器10进气口的输气管道上均设有气阀；其中，蒸发冷凝器8为气液换热器，冷气加热器10为气气换热器。
能量回收转换系统6，能量回收转换系统6包括余热制冷系统和余热动力回收系统，余热制冷系统和余热动力回收系统通过管道与蒸发冷凝器8连接，并且能量回收转换系统6与蒸发冷凝器8之间循环有机工质，余热制冷系统用于通过热交换器2对被压缩气体进行降温，余热动力回收系统用于驱动内能压缩机3，热交换器2的进气口设有气体过滤器1。
为了便于通过压缩热气体对需要加热的冷气体（例如污氮气体）等进行加热，设置冷气管道，并将冷气管道与冷气加热器10连通，冷气体通过冷气管道进入冷气加热器10中，通过冷气加热器10与压缩热气体进行换热，然后输出所需的加热后气体（例如污氮气体）。
为了实现不停机维护的目的，设置冷却器9，冷却器9采用传统冷却水冷却的方式对压缩热气体进行冷却（传统冷却水冷却的方式为现有系统），当需要对能量回收转换系统6、蒸发冷凝器8或冷气加热器10进行维护时，开启气阀a、气阀b、气阀c，其余气阀关闭，通过冷却器9对压缩气体进行降温。
为了避免蒸发冷凝器8或冷气加热器10闲置时，高温压缩气体进入，蒸发冷凝器8和冷气加热器10出气口的输气管道上均设有气阀。
优选的，气阀均采用电控阀门，电控阀门均与气阀智能切换系统连接，以控制气阀的开闭，实现工况的切换。
具体的，压缩机热气体对需要加热的冷气体（例如污氮气）等进行加热，设置冷气管道，并将冷气管道与冷气加热器10连通，冷气体加热器10为气气换热器与压缩气热体进行换热。
具体的，外能压缩机4由压缩机驱动装置5驱动，压缩机驱动装置5为电机或汽轮机。
具体的，余热制冷系统为吸附式余热制冷系统，吸附式余热制冷系统为现有系统。
具体的，余热动力回收系统为卡琳娜循环动力系统或有机朗肯循环动力系统，卡琳娜循环动力系统或有机朗肯循环动力系统均为现有系统。
优选的，工质采用氨水，其价格低廉，来源充足。
本系统包括四种工况：
工况一、当需要加热低温冷气体时，开启气阀j、气阀k、气阀L、气阀m、气阀n、气阀o，其余气阀关闭，通过冷气管道向冷气加热器10中送入被加热冷气体，冷气体通过冷气加热器10与压缩气体换热后送出。
工况二、在夏季时切换到余热制冷系统，开启气阀i、气阀h、气阀g、气阀f、气阀e、气阀d，其余气阀关闭，同时能量回收转换系统6中的余热制冷系统与蒸发冷凝器8接通，压缩气体通过蒸发冷凝器8与工质换热，余热制冷系统通过热交换器2对被压缩气体进行降温，以提高气体压缩的效率。
工况三、在冬季时切换到余热动力回收系统，开启气阀i、气阀h、气阀g、气阀f、气阀e、气阀d，其余气阀关闭，同时能量回收转换系统6中的余热动力回收系统与蒸发冷凝器8接通，压缩气体通过蒸发冷凝器8与工质换热，余热动力回收系统将其转换为机械能驱动内能压缩机3，对被压缩气体进行加压。
切换到余热制冷系统或余热动力回收系统是通过阀门控制输送工质的管道通断实现的，例如：切换到余热制冷系统时，开启向余热制冷系统输送工质管道上的阀门，关闭向余热制冷系统输送工质管道上的阀门。
工况四、在要求对蒸发冷凝器8、冷气加热器10维护时，开启气阀a、气阀b、气阀c，其余气阀关闭，通过液体管道向冷却器9中送入冷却水，冷却水通过冷却器9与压缩气体换热对压缩气体进行降温。
当内能压缩机3处于停机状态时，热交换器2的被压缩气体出口通过供气管道与外能压缩机4的气体进口接通。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：包括压缩机，压缩机包括内能压缩机（3）和多级外能压缩机（4），所述内能压缩机（3）和多级外能压缩机（4）通过输气管道依次联接，每级所述外能压缩机（4）出气端的输气管道上均联接有蒸发冷凝器（8）、冷却器（9）和冷气加热器（10），蒸发冷凝器（8）、冷却器（9）和冷气加热器（10）进气口的输气管道上均设有气阀；能量回收转换系统（6），所述能量回收转换系统（6）包括余热制冷系统和余热动力回收系统，所述余热制冷系统和余热动力回收系统通过管道与蒸发冷凝器（8）连接，并且能量回收转换系统（6）与蒸发冷凝器（8）之间循环有工质，余热制冷系统用于通过热交换器（2）对被压缩气体进行降温，余热动力回收系统用于驱动内能压缩机（3）；
冷气管道，所述冷气管道与冷气加热器（10）连通，冷气加热器（10）用于冷气体与压缩气体换热。
2.根据权利要求1所述的一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：所述蒸发冷凝器（8）和冷气加热器（10）出气口的输气管道上均设有气阀。
3.根据权利要求1所述的一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：所述外能压缩机（4）由压缩机驱动装置（5）驱动，所述压缩机驱动装置（5）为电机或汽轮机。
4.根据权利要求1所述的一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：所述余热制冷系统为吸附式余热制冷系统或吸收式余热制冷系统。
5.根据权利要求1所述的一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：所述余热动力回收系统为卡琳娜循环动力系统或有机朗肯循环动力系统。
6.根据权利要求1所述的一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：所述工质为氨水溶液。
7.根据权利要求1所述的一种压缩机热能综合利用系统，其特征在于：所述热交换器（2）的进气口设有气体过滤器（1）。
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