CN220748489U - 水冷型空压机热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种水冷型空压机热回收系统，设置在包括空压机一级气缸、空压机二级气缸、级间冷却器和后冷却器的压缩空气流路上，级间冷却器和后冷却器具有梯级换热结构，级间冷却器包括高温和低温部，后冷却器包括高温、低温和低低温部；单效双级溴化锂吸收式制冷机、空压机二级与一级气缸依次连接，空压机一级气缸与级间冷却器以及后冷却器连接，级间冷却器以及后冷却器与单效双级溴化锂吸收式制冷机连接形成高温冷却水回路；级间冷却器与闭式冷却塔形成第一回路，后冷却器与闭式冷却塔形成第二回路，单效双级溴化锂吸收式制冷机与闭式冷却塔形成第三回路，第一、第二和第三回路组成低温冷却水回路。实现了结合用能需求对空气压缩过程中产生的废热按质利用。

Description

水冷型空压机热回收系统

技术领域

本实用新型涉及空气压缩系统技术领域，具体涉及一种水冷型空压机热回收系统。

背景技术

一、空压机能耗

压缩空气是一种最为昂贵的能源形式，也是仅次于电力的第二大动力源。有资料表明：

1)工业空气压缩机系统年耗电量约占全国年总发电量的6％～9％，仅次于风机、水泵。

2)空压机占四大工业设备(风机、水泵、锅炉、空压机)耗电量的15％。

3)空压机电力消耗约占煤矿企业总耗电量的15％～35％；空压机电力消耗约占化纤长丝生产总耗电量的25％～30％。

4)建立在10年运行时间基础上的压缩空气系统的初投资和维护费用约占其全生命周期成本的12％，运行费用则占76％。

5)在空压机5年运行所需的经费(生产总成本)中，设备投资费约占6％，维修费约占7％，人工费约占2％，剩下为电费。

空压机系统设计和设备选型一般遵循最大负荷条件(即100％负荷)原则。

其往往处于长时间连续运行状态，空载运行(非经济运行)时间较满载运行时间要长，空载电耗为额定功率的50％左右。根据美国能源部2002年全球调查结果，全球空压机平均负载率为79％，中国空压机平均负载率为66％。

为保证输出压力稳定，避免加、卸载运行模式下的频繁转换使零部件磨损加剧，螺杆式空压机一般配置容调电磁阀(压力调节器)，小范围比例调节气量。但因其转子的转速保持恒定(恒转矩负载)，无论实际用气量如何变化，其电动机始终处于额定工作状态。

空压机的运行功率与转速的一次方成正比，风机、泵的运行功率与转速的三次方成正比，因此空压机的节能效果远不如风机、泵显著。压缩空气系统配置有储气罐、缓冲罐。工程上通常只对一台空压机进行变频。

二、空压机排气温度

空气被压缩时放出的内能以及产生的摩擦热使其温度升高。空压机排气温度按下式计算：

式中，

T₁-进气温度，K_J T₂-排气温度，K_J ε-名义增压比，δ-进、排气过程中的相对压力损失，n-空气的等熵指数(取值1.4)。

三、螺杆式空压机

1)在各种型式空压机中，螺杆式空压机以结构紧凑、易损件少、可靠性高、操作维护方便、维修成本低和能耗少、螺杆式空压机的价格低于离心式空压机等优点，成为主导机型。

2)空压机常设计成多级，双级压缩空压机与单级压缩空压机相比，对绝热效率的要求可降低10％～15％。

3)有油润滑空压机与无油润滑空压机相比，具有投资少、经济效益显著、性能好(运行可靠稳定、密封优良、排气温度低等)等特点。

a)有油润滑空压机

绝大部分螺杆式空压机采用喷油式润滑。

为保证油的粘度和润滑效果、控制排气温度范围，一般通过温控阀调节机头的进油温度在70～85℃之间，对应出油温度在90～105℃之间。

排气温度过低，在油分离器中会析出水分，造成润滑油乳化、积炭产生、油降过大、润滑油循环不畅、实际喷油量减少，导致主机缺油、轴承和螺杆的使用寿命降低，须停车以充分分离和排放冷凝水。考虑到工况的不稳定，故应尽量提高空压机排气温度的设定值。

为延长润滑油的使用周期和空压机的维护、清洗周期，喷油回转压缩机的最高排气温度应不超过120℃；在环境温度为30℃时，单级喷油回转压缩机的最高排气温度应不超过110℃。

当排气温度＞160℃时，积炭层的生成速度较快。当有效工作压力＜1MPa时，积炭层的临界自燃温度：115℃，对应临界危险厚度：3mm。

b)无油润滑空压机

无油(干式和喷水二种)润滑空压机用于对压缩空气品质要求极高的场合。由于价格昂贵，一般工业企业实际很少选用。其吸、排气温差大约在75～150℃之间；当不采用冷却套时，排气温度可达200℃；当采用冷却套时，并留有一定的安全系数，压缩机连续运转的最高排气温度可达220～230℃。

某项目低压压缩机的进/出口空气温度为8℃/193℃，中间冷却器的出口空气温度为56℃，高压压缩机的出口空气温度为174℃，后冷却器的出口空气温度为38℃。一部分压缩终了的排气用于再生过程(用于加热、除水，过程零气耗)。

综上所述，空压机能源浪费严重，其用电的大部分转化成品位较高的热能，利用价值和节能空间很大，故应采取措施，在缓解资源环境约束、提高产气效率和品质的基础上，降低生产能耗。

有鉴于此，本申请的发明人设计了一种水冷型空压机热回收系统，以期克服上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中空压机能源浪费严重,热能无法充分利用的缺陷，提供一种水冷型空压机热回收系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种水冷型空压机热回收系统，其特点在于，所述系统设置在由空压机一级气缸、空压机二级气缸、级间冷却器和后冷却器组成的压缩空气流路上，级间冷却器和后冷却器具有梯级换热结构，所述系统包括，单效双级溴化锂吸收式制冷机和闭式冷却塔，级间冷却器由级间冷却器高温部和级间冷却器低温部组成，后冷却器由后冷却器高温部、后冷却器低温部和后冷却器低低温部组成；单效双级溴化锂吸收式制冷机、空压机二级气缸与空压机一级气缸依次连接，空压机一级气缸与级间冷却器以及后冷却器连接，级间冷却器以及后冷却器与单效双级溴化锂吸收式制冷机连接，形成高温冷却水回路；级间冷却器与闭式冷却塔相互连接形成第一回路，后冷却器与闭式冷却塔相互连接形成第二回路，单效双级溴化锂吸收式制冷机与闭式冷却塔相互连接形成第三回路，所述第一回路、所述第二回路和所述第三回路组成低温冷却水回路。

根据本实用新型的一个实施例，所述高温冷却水回路的连接方式为：单效双级溴化锂吸收式制冷机的高温冷却水出口与空压机二级气缸的高温冷却水进口连接，空压机二级气缸的高温冷却水出口与空压机一级气缸的高温冷却水进口连接，空压机一级气缸的高温冷却水出口同时与级间冷却器的高温冷却水进口以及后冷却器的高温冷却水进口连接，级间冷却器的高温冷却水出口以及后冷却器的高温冷却水出口同时与单效双级溴化锂吸收式制冷机高温冷却水进口连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述低温冷却水回路的连接方式为：级间冷却器的低温冷却水出口、后冷却器的低温冷却水出口以及单效双级溴化锂吸收式制冷机的低温冷却水出口同时与闭式冷却塔的进口连接，闭式冷却塔的出口同时与级间冷却器的低温冷却水进口、后冷却器的低温冷却水进口以及单效双级溴化锂吸收式制冷机的低温冷却水进口连接。

根据本实用新型的一个实施例，单效双级溴化锂吸收式制冷机与后冷却器相互连接形成冷冻水回路，所述冷冻水回路的连接方式为：单效双级溴化锂吸收式制冷机的冷冻水出口与后冷却器的冷冻水进口连接，后冷却器的冷冻水出口与单效双级溴化锂吸收式制冷机的冷冻水进口连接。

根据本实用新型的一个实施例，高温冷却水进口和高温冷却水出口设置在级间冷却器高温部，低温冷却水进口和低温冷却水出口设置在级间冷却器低温部；高温冷却水进口和高温冷却水出口设置在后冷却器高温部，低温冷却水进口和低温冷却水出口设置在后冷却器低温部，冷冻水进口和冷冻水出口设置在后冷却器低低温部。

根据本实用新型的一个实施例，所述压缩空气流路的空气流向为：外部空气进入空压机一级气缸的进气口后，由空压机一级气缸的出气口排出；之后空气从级间冷却器的进气口进入级间冷却器高温部，再进入级间冷却器低温部，由级间冷却器的出气口排出；之后空气进入空压机二级气缸的进气口后，由空压机二级气缸的出气口排出；之后空气从后冷却器的进气口进入后冷却器高温部，再进入后冷却器低温部，然后进入后冷却器低低温部，从后冷却器的出气口排出压缩空气。

根据本实用新型的一个实施例，单效双级溴化锂吸收式制冷机具有两个高温冷却水出口：第一高温冷却水出口和第二高温冷却水出口；单效双级溴化锂吸收式制冷机具有两个高温冷却水进口：第一高温冷却水进口和第二高温冷却水进口，第一高温冷却水出口和第一高温冷却水进口处设有第一阀组，第二高温冷却水出口和第二高温冷却水进口处设有第二阀组，低温冷却水进口和低温冷却水出口处设有第三阀组，冷冻水出口和冷冻水进口处设有第四阀组。

根据本实用新型的一个实施例，所述系统还包括油冷却器，油冷却器连接在单效双级溴化锂吸收式制冷机的高温冷却水出口之后，空压机二级气缸的高温冷却水进口之前。

根据本实用新型的一个实施例，单效双级溴化锂吸收式制冷机的冷冻水进口设置有第一补水口，第一补水口上设置第一电磁阀；单效双级溴化锂吸收式制冷机的高温冷却水出口设置有第二补水口，第二补水口上设置第二电磁阀，闭式冷却塔的出口设置有第三补水口，第三补水口上设置第三电磁阀。

根据本实用新型的一个实施例，单效双级溴化锂吸收式制冷机的高温冷却水进口与单效双级溴化锂吸收式制冷机的低温冷却水出口之间连接有管路，单效双级溴化锂吸收式制冷机的高温冷却水出口和单效双级溴化锂吸收式制冷机的低温冷却水进口之间连接有管路，管路和管路上设置有第五阀组；单效双级溴化锂吸收式制冷机的低温冷却水出口和单效双级溴化锂吸收式制冷机的冷冻水进口之间连接有管路，单效双级溴化锂吸收式制冷机的低温冷却水进口和单效双级溴化锂吸收式制冷机的冷冻水出口之间连接有管路，管路和管路上设置有第六阀组。

根据本实用新型的一个实施例，所述热回收系统还包括室内暖风系统和/或新风机组，室内暖风系统和/或新风机组与闭式冷却塔并联设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述高温冷却水回路上设有高温冷却水循环泵，高温冷却水循环泵设置在单效双级溴化锂吸收式制冷机的高温冷却水出口之后，油冷却器之前。

根据本实用新型的一个实施例，高温冷却水循环泵上并联电动旁通调节阀，高温冷却水循环泵的进口处设有温度传感器，温度传感器与电动旁通调节阀电连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述低温冷却水回路上设置低温冷却水循环泵，低温冷却水循环泵设置于闭式冷却塔的出口处。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷冻水回路上设置冷冻水循环泵，冷冻水循环泵设置在单效双级溴化锂吸收式制冷机的冷冻水出口之后，管路之前。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型针对水冷型空压机，提出一种水冷型空压机热回收系统，通过将空气压缩过程中产生的废热以高质高用、低质低用的方式与用能需求充分结合，以达到最大化取热、提高压缩空气干燥度、减小系统和环境相互影响的目的，并使空压机在全工况下安全、稳定、经济运行，从而更好地为生产服务。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是本实用新型水冷型空压机热回收系统的级间冷却器结构示意图。

图2是本实用新型水冷型空压机热回收系统的后冷却器结构示意图。

图3是本实用新型水冷型空压机热回收系统的示意图。

【附图标记】

空压机一级气缸 100

空压机二级气缸 200

级间冷却器 300

进气口一 310

出气口一 320

高温冷却水进口一 330

高温冷却水出口一 340

低温冷却水进口一 350

低温冷却水出口一 360

气水分离装置 370

后冷却器 400

进气口二 410

出气口二 420

高温冷却水进口二 430

高温冷却水出口二 440

低温冷却水进口二 450

低温冷却水出口二 460

冷冻水进口一 470

冷冻水出口一 480

气水分离装置 490

油冷却器 500

单效双级溴化锂吸收式制冷机 600

高温冷却水出口三 610

第一高温冷却水出口 610b

第二高温冷却水出口 610d

高温冷却水进口三 620

第一高温冷却水进口 620b

第二高温冷却水进口 620d

低温冷却水进口三 630

低温冷却水出口三 640

冷冻水出口二 650

冷冻水进口二 660

室内暖风系统和/或新风机组 710

闭式冷却塔 720

高温冷却水循环泵 800

电动旁通调节阀 810

温度传感器 820

低温冷却水循环泵 900

冷冻水循环泵 1000

管路一 11

管路二 12

管路三 21

管路四 22

第一补水口 31

第一电磁阀 31v

第二补水口 32

第二电磁阀 32v

第三补水口 33

第三电磁阀 33v

压缩空气入口 41

压缩空气出口 42

第四阀组 a

第一阀组 b

第三阀组 c

第二阀组 d

第五阀组 e

第六阀组 f

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本实用新型的实施例。现在将详细参考本实用新型的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本实用新型中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本实用新型说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本实用新型。

水冷型空压机能更有效地带走热量，使压缩过程更加接近于等温过程，使比功率更低。其具有故障少、运维费用低、容易控制水温和油温、对环境温度和空间的要求低等优点。在大负荷场合常采用水冷型空压机。

针对目前设计与制造水平下的水冷型空压机，按照“温度对口、梯级利用”的用能原则，并考虑压缩空气系统总体方案的可靠性、工作参数的合理性、运行的经济性、操作维护的便利性，本实用新型提出的水冷型空压机热回收系统，对空压机内部流程进行了适当改造。

如图3所示，为本实用新型公开的一种水冷型空压机热回收系统，所述系统设置在由空压机一级气缸100、空压机二级气缸200、级间冷却器300和后冷却器400组成的压缩空气流路上，级间冷却器300和后冷却器400具有梯级换热结构，所述系统包括，单效双级溴化锂吸收式制冷机600和闭式冷却塔720，

级间冷却器300由级间冷却器高温部和级间冷却器低温部组成，后冷却器400由后冷却器高温部、后冷却器低温部和后冷却器低低温部组成；

单效双级溴化锂吸收式制冷机600、空压机二级气缸200与空压机一级气缸100依次连接，空压机一级气缸100与级间冷却器300以及后冷却器400连接，级间冷却器300以及后冷却器400与单效双级溴化锂吸收式制冷机600连接，形成高温冷却水回路；

级间冷却器300与闭式冷却塔720相互连接形成第一回路，后冷却器400与闭式冷却塔720相互连接形成第二回路，单效双级溴化锂吸收式制冷机600与闭式冷却塔720相互连接形成第三回路，所述第一回路、所述第二回路和所述第三回路组成低温冷却水回路。

水冷型空压机能更有效地带走热量，使压缩过程更加接近于等温过程，使比功率更低。其具有故障少、运维费用低、容易控制水温和油温、对环境温度和空间的要求低等优点。在大负荷场合常采用水冷型空压机。

针对目前设计与制造水平下的水冷型空压机，按照“温度对口、梯级利用”的用能原则，并考虑压缩空气系统总体方案的可靠性、工作参数的合理性、运行的经济性、操作维护的便利性，本实用新型提出的水冷型空压机热回收系统，对空压机内部流程进行了适当改造。

1)关于后冷却器400、级间冷却器300

后冷却器400和级间冷却器300设计成单壳程双管程形式。级间冷却效果对空压机能效影响较小，级间冷却器300由级间冷却器高温部和级间冷却器低温部组成，后冷却器400由后冷却器高温部、后冷却器低温部和后冷却器低低温部组成。优选地，级间冷却器300上设置有气水分离装置370，后冷却器400上设置有气水分离装置490。

冷却器水侧容易结垢，且换热管径偏小(一般为￠6mm或￠8mm)，管内壁水垢不便于清除。通过设置折流板，可减少水垢形成、提高水侧流速、增大水侧换热系数；为降低水阻，可采用连续螺旋折流板；为降低气阻，冷却水走壳程，压缩空气走管程。

为便于排除冷凝水、清除积炭、减慢积炭产生，冷却器气侧流速宜≥8m/s，同时增大气侧换热系数。

后冷却器低低温部的壳程通冷冻水以提高压缩空气的干燥度；级间冷却器300、后冷却器400的其它壳程分别通不同温度范围的冷却水。

以冷却器结构型式采用列管式换热器为例，级间冷却器300的结构如图1所示；后冷却器400的结构如图2所示。

2)关于单效双级溴化锂吸收式制冷机600

单效双级溴化锂吸收式制冷机600的热源温度在75～86℃范围内时，其可制取7℃以上的冷冻水。原因：通过两个溶液浓度不同的循环替代原来的单效循环以降低发生温度，从而降低制冷机对热源温度的要求，热源的出口温度可低至63℃。

单效双级溴化锂吸收式制冷机600包括：高压发生器、低压发生器、低压吸收器、高压吸收器、高压热交换器、低压热交换器、蒸发器、冷凝器、冷剂泵(各一台)以及膨胀阀(一只)和溶液泵(二台)等。

闭式冷却塔720可以对吸收了压缩空气热量的高温冷却水、低温冷却水和冷冻水进行冷却。

由于本实用新型的水冷型空压机热回收系统，对空压机内部流程进行了改造，实现了空气压缩过程中产生的废热以高质高用、低质低用的方式与用能需求充分结合，以达到最大化取热、提高压缩空气干燥度、减小系统和环境相互影响的目的，并使空压机在全工况下安全、稳定、经济运行，从而更好地为生产服务。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述高温冷却水回路的连接方式为：单效双级溴化锂吸收式制冷机600的高温冷却水出口三610与空压机二级气缸200的高温冷却水进口连接，空压机二级气缸200的高温冷却水出口与空压机一级气缸100的高温冷却水进口连接，空压机一级气缸100的高温冷却水出口同时与级间冷却器300的高温冷却水进口一330以及后冷却器400的高温冷却水进口二430连接，级间冷却器300的高温冷却水出口一340以及后冷却器400的高温冷却水出口二440同时与单效双级溴化锂吸收式制冷机600高温冷却水进口三620连接。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述低温冷却水回路的连接方式为：级间冷却器300的低温冷却水出口一360、后冷却器400的低温冷却水出口二460以及单效双级溴化锂吸收式制冷机600的低温冷却水出口三640同时与闭式冷却塔720的进口连接，闭式冷却塔720的出口同时与级间冷却器300的低温冷却水进口一350、后冷却器400的低温冷却水进口二450以及单效双级溴化锂吸收式制冷机600的低温冷却水进口三630连接。

流动空气的能量由焓、运动能和势能组成，运动能和势能可忽略不计。根据公式H＝U+P·V＝m·CP·T(其中，H代表焓，U代表内能，P代表压力，V代表体积，m代表质量，CP代表定压比热，T代表绝对温度)，上述低温冷却水回路的设置，可利用低温冷却水中的废热通过热交换器加热后处理过的压缩空气，合理提高压缩空气的焓值和做功能力以减少耗气量，且可停止金属管道生锈现象(提高环境相对湿度≥40％(临界点))。可以充分、循环利用废热。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，单效双级溴化锂吸收式制冷机600与后冷却器400相互连接形成冷冻水回路，所述冷冻水回路的连接方式为：单效双级溴化锂吸收式制冷机600的冷冻水出口二650与后冷却器400的冷冻水进口一470连接，后冷却器400的冷冻水出口一480与单效双级溴化锂吸收式制冷机600的冷冻水进口二660连接。

上述冷冻水回路的设置进一步带走压缩空气的热量，能够代替压缩空气系统中冷干机和吸干机的作用。

如图1和图2所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，高温冷却水进口一330和高温冷却水出口一340设置在级间冷却器高温部，低温冷却水进口一350和低温冷却水出口一360设置在级间冷却器低温部；

高温冷却水进口二430和高温冷却水出口二440设置在后冷却器高温部，低温冷却水进口二450和低温冷却水出口二460设置在后冷却器低温部，冷冻水进口一470和冷冻水出口一480设置在后冷却器低低温部。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述压缩空气流路的空气流向为：

外部空气进入空压机一级气缸100的进气口后，由空压机一级气缸100的出气口排出；之后空气从级间冷却器300的进气口一310进入级间冷却器高温部，再进入级间冷却器低温部，由级间冷却器300的出气口一320排出；

之后空气进入空压机二级气缸200的进气口后，由空压机二级气缸200的出气口排出；之后空气从后冷却器400的进气口二410进入后冷却器高温部，再进入后冷却器低温部，然后进入后冷却器低低温部，从后冷却器400的出气口二420排出压缩空气。

所述压缩空气流路的压缩空气入口41进气，所述压缩空气流路的压缩空气出口42排出压缩空气。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，单效双级溴化锂吸收式制冷机600具有两个高温冷却水出口三610：第一高温冷却水出口610b和第二高温冷却水出口610d；单效双级溴化锂吸收式制冷机600具有两个高温冷却水进口三620：第一高温冷却水进口620b和第二高温冷却水进口620d，

第一高温冷却水出口610b和第一高温冷却水进口三620b处设有第一阀组b，第二高温冷却水出口610d和第二高温冷却水进口620d处设有第二阀组d，低温冷却水进口三630和低温冷却水出口三640处设有第三阀组c，冷冻水出口二650和冷冻水进口二660处设有第四阀组a。

第一阀组b、第二阀组d、第三阀组c和第四阀组a的设置可以控制单效双级溴化锂吸收式制冷机600的运行或停止。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述系统还包括油冷却器500，油冷却器500连接在单效双级溴化锂吸收式制冷机600的高温冷却水出口三610之后，空压机二级气缸200的高温冷却水进口之前。

油冷却器500可以降低油温,保持空压机正常工作。经过油冷却器500、空压机二级气缸200、空压机一级气缸100、级间冷却器高温部和后冷却器高温部的冷却水采用串联方式。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，单效双级溴化锂吸收式制冷机600的冷冻水进口二660设置有第一补水口31，第一补水口31上设置第一电磁阀31v；单效双级溴化锂吸收式制冷机600的高温冷却水出口三610设置有第二补水口32，第二补水口32上设置第二电磁阀32v，闭式冷却塔720的出口设置有第三补水口33，第三补水口33上设置第三电磁阀33v。

第一补水口31、第一电磁阀31v、第二补水口32、第二电磁阀32v、第三补水口33和第三电磁阀33v的设置可以补充水冷型空压机热回收系统中的冷冻水、高温冷却水和低温冷却水。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，单效双级溴化锂吸收式制冷机600高温冷却水进口三620与单效双级溴化锂吸收式制冷机600的低温冷却水出口三640之间连接有管路一11，单效双级溴化锂吸收式制冷机600的高温冷却水出口三610和单效双级溴化锂吸收式制冷机600的低温冷却水进口三630之间连接有管路二12，管路一11和管路二12上设置有第五阀组e；

单效双级溴化锂吸收式制冷机600的低温冷却水出口三640和单效双级溴化锂吸收式制冷机600的冷冻水进口二660之间连接有管路三21，单效双级溴化锂吸收式制冷机600的低温冷却水进口三630和单效双级溴化锂吸收式制冷机600的冷冻水出口二650之间连接有管路四22，管路三21和管路四22上设置有第六阀组f。

管路一11、管路二12、管路三21和管路四22以及第五阀组e和第六阀组f的设置，提供了单效双级溴化锂吸收式制冷机600不运行时的高温冷却水、低温冷却水和冷冻水的循环路径。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述热回收系统还包括室内暖风系统和/或新风机组710，室内暖风系统和/或新风机组710与闭式冷却塔720并联设置。

室内暖风系统和/或新风机组710可以对吸收了压缩空气热量的高温冷却水、低温冷却水和冷冻水的余热进行再利用，同时冷却高温冷却水、低温冷却水和冷冻水。

优选地，上述新风机组可以为空压机入口前设置的溶液调湿新风机组，且进气口设在室外。第一方面保证进气洁净度，第二方面在制冷季降低进气温度以提高效率，在制热季保证进气温度不低于5℃及保持在水及润滑油的凝点温度以上；第三方面溶液调湿新风机组可利用溶液的蓄能性及不需将空气温度降至露点来除湿的特点，弥补湿空气压缩能耗高的不足，机组所需冷媒来自后冷却器低低温部的冷冻水出水以梯级用冷，溶液再生所需热媒由级间冷却器低温部和后冷却器低温部提供以充分、循环利用废热。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述高温冷却水回路上设有高温冷却水循环泵800，高温冷却水循环泵800设置在单效双级溴化锂吸收式制冷机600的高温冷却水出口三610之后，油冷却器500之前。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，高温冷却水循环泵800上并联电动旁通调节阀810，高温冷却水循环泵800的进口处设有温度传感器820，温度传感器820与电动旁通调节阀810电连接。

经过油冷却器500、空压机二级气缸200、空压机一级气缸100、级间冷却器高温部和后冷却器高温部的冷却水采用串联方式，电动旁通调节阀810调节高温冷却水的流量以控制制冷机高、低压发生器进水水温在80～120℃之间，出水水温设定为65℃。其目的在于：a)在保证热力系数的前提下安全高效地驱动制冷机；b)避免润滑油的粘度随温度下降而增大后，内摩擦阻力增大、流动性变差；c)防止润滑油的粘度随温度上升而减小后，润滑效果变差、机件磨损加剧、耗油量增加、效率降低、可燃物形成及燃爆事故发生；d)消除后冷却器400、级间冷却器300在大温差换热过程中极易结垢的现象。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述低温冷却水回路上设置低温冷却水循环泵900，低温冷却水循环泵900设置于闭式冷却塔720的出口处。

如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述冷冻水回路上设置冷冻水循环泵1000，冷冻水循环泵1000设置在单效双级溴化锂吸收式制冷机600的冷冻水出口二650之后，管路四22之前。

因水垢的导热系数仅为钢的1％左右，且水垢还使水阻变大，本实用新型冷却水和冷冻水的水质采用软化水，软化水应定期更换，避免结垢对设备造成损害。

本实用新型的水冷型空压机热回收系统的运行工况如下：

1)正常工况下，阀组a、阀组b、阀组c和阀组d开启，阀组e和阀组f关闭。低温冷却水循环泵900、高温冷却水循环泵800、冷冻水循环泵1000、单效双级溴化锂吸收式制冷机600均投入运行。

2)非正常工况下，或压缩空气系统启动时，阀组e和阀组f开启，阀组a、阀组b、阀组c和阀组d关闭。低温冷却水循环泵900投入运行，级间冷却器高温部、后冷却器高温部、后冷却器低低温部中的热量被闭式冷却塔720和/或室内暖风系统和/或新风机组710带走；高温冷却水循环泵800、冷冻水循环泵1000、单效双级溴化锂吸收式制冷机600均停止运行。

正常工况下，压缩空气、冷却水、冷冻水的循环路径如下：

1)压缩空气

入口空气→空压机一级气缸100→级间冷却器高温部→级间冷却器低温部→空压机二级气缸200→后冷却器高温部→后冷却器低温部→后冷却器低低温部→压缩空气。

2)高温冷却水

单效双级溴化锂吸收式制冷机600→高温冷却水循环泵800→油冷却器500→空压机二级气缸200→空压机一级气缸100→级间冷却器高温部、后冷却器高温部→单效双级溴化锂吸收式制冷机600。

3)低温冷却水

级间冷却器低温部、后冷却器低温部→闭式冷却塔720、室内暖风系统和/或新风机组710→低温冷却水循环泵900→级间冷却器低温部、后冷却器低温部。

4)冷冻水

单效双级溴化锂吸收式制冷机600→冷冻水循环泵1000→后冷却器低低温部→单效双级溴化锂吸收式制冷机600。

针对无油润滑空压机排气温度高的特点，作为一种替代方案，可将单效双级溴化锂吸收式制冷机600改为氨水吸收式制冷机，优点是：氨水吸收式制冷机的制冷出力在10～100％、蒸发温度在10～-60℃范围内调节时，热力系数一直维持在0.3～0.4之间；其还可露天布置在空压机房屋面。

压缩空气在储气罐(湿罐)内快速降温，油污和60％以上的总水分会在液化后从储气罐分离出来。因冬季存在排污不及时情况，储气罐的底部及排污阀即使保温也经常冻结。空压机房作为无人值守厂房，生产人员常将排污阀保持在稍稍开启的状态以排除积液，但这样会造成大量气源浪费和产生较大噪声污染，也很不安全。将废热用于储气罐底部伴热，定时排液，可节约用气。

对工作负荷(暨气压和气量)维持基本恒定、用气过程不可中断的仪用压缩空气系统，本实用新型的水冷型空压机热回收系统有明显优越性。

本实用新型针对水冷型空压机，提出一种水冷型空压机热回收系统，通过将空气压缩过程中产生的废热以高质高用、低质低用的方式与用能需求充分结合，以达到最大化取热、提高压缩空气干燥度、减小系统和环境相互影响的目的，并使空压机在全工况下安全、稳定、经济运行，从而更好地为生产服务。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落进本实用新型的保护范围。

Claims (15)

1.一种水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述系统设置在由空压机一级气缸(100)、空压机二级气缸(200)、级间冷却器(300)和后冷却器(400)组成的压缩空气流路上，级间冷却器(300)和后冷却器(400)具有梯级换热结构，所述系统包括，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)和闭式冷却塔(720)，

级间冷却器(300)由级间冷却器高温部和级间冷却器低温部组成，后冷却器(400)由后冷却器高温部、后冷却器低温部和后冷却器低低温部组成；

单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)、空压机二级气缸(200)与空压机一级气缸(100)依次连接，空压机一级气缸(100)与级间冷却器(300)以及后冷却器(400)连接，级间冷却器(300)以及后冷却器(400)与单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)连接，形成高温冷却水回路；

级间冷却器(300)与闭式冷却塔(720)相互连接形成第一回路，后冷却器(400)与闭式冷却塔(720)相互连接形成第二回路，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)与闭式冷却塔(720)相互连接形成第三回路，所述第一回路、所述第二回路和所述第三回路组成低温冷却水回路。

2.如权利要求1所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述高温冷却水回路的连接方式为：单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的高温冷却水出口三(610)与空压机二级气缸(200)的高温冷却水进口连接，空压机二级气缸(200)的高温冷却水出口与空压机一级气缸(100)的高温冷却水进口连接，空压机一级气缸(100)的高温冷却水出口同时与级间冷却器(300)的高温冷却水进口一(330)以及后冷却器(400)的高温冷却水进口二(430)连接，级间冷却器(300)的高温冷却水出口一(340)以及后冷却器(400)的高温冷却水出口二(440)同时与单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)高温冷却水进口三(620)连接。

3.如权利要求2所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述低温冷却水回路的连接方式为：级间冷却器(300)的低温冷却水出口一(360)、后冷却器(400)的低温冷却水出口二(460)以及单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的低温冷却水出口三(640)同时与闭式冷却塔(720)的进口连接，闭式冷却塔(720)的出口同时与级间冷却器(300)的低温冷却水进口一(350)、后冷却器(400)的低温冷却水进口二(450)以及单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的低温冷却水进口三(630)连接。

4.如权利要求3所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)与后冷却器(400)相互连接形成冷冻水回路，所述冷冻水回路的连接方式为：单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的冷冻水出口二(650)与后冷却器(400)的冷冻水进口一(470)连接，后冷却器(400)的冷冻水出口一(480)与单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的冷冻水进口二(660)连接。

5.如权利要求4所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，高温冷却水进口一(330)和高温冷却水出口一(340)设置在级间冷却器高温部，低温冷却水进口一(350)和低温冷却水出口一(360)设置在级间冷却器低温部；

高温冷却水进口二(430)和高温冷却水出口二(440)设置在后冷却器高温部，低温冷却水进口二(450)和低温冷却水出口二(460)设置在后冷却器低温部，冷冻水进口一(470)和冷冻水出口一(480)设置在后冷却器低低温部。

6.如权利要求5所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述压缩空气流路的空气流向为：

外部空气进入空压机一级气缸(100)的进气口后，由空压机一级气缸(100)的出气口排出；之后空气从级间冷却器(300)的进气口一(310)进入级间冷却器高温部，再进入级间冷却器低温部，由级间冷却器(300)的出气口一(320)排出；

之后空气进入空压机二级气缸(200)的进气口后，由空压机二级气缸(200)的出气口排出；之后空气从后冷却器(400)的进气口二(410)进入后冷却器高温部，再进入后冷却器低温部，然后进入后冷却器低低温部，从后冷却器(400)的出气口二(420)排出压缩空气。

7.如权利要求4所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)具有两个高温冷却水出口三(610)：第一高温冷却水出口(610b)和第二高温冷却水出口(610d)；单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)具有两个高温冷却水进口三(620)：第一高温冷却水进口(620b)和第二高温冷却水进口(620d)，

第一高温冷却水出口(610b)和第一高温冷却水进口(620b)处设有第一阀组(b)，第二高温冷却水出口(610d)和第二高温冷却水进口(620d)处设有第二阀组(d)，低温冷却水进口三(630)和低温冷却水出口三(640)处设有第三阀组(c)，冷冻水出口二(650)和冷冻水进口二(660)处设有第四阀组(a)。

8.如权利要求2所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述系统还包括油冷却器(500)，油冷却器(500)连接在单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的高温冷却水出口三(610)之后，空压机二级气缸(200)的高温冷却水进口之前。

9.如权利要求4所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的冷冻水进口二(660)设置有第一补水口(31)，第一补水口(31)上设置第一电磁阀(31v)；单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的高温冷却水出口三(610)设置有第二补水口(32)，第二补水口(32)上设置第二电磁阀(32v)，闭式冷却塔(720)的出口设置有第三补水口(33)，第三补水口(33)上设置第三电磁阀(33v)。

10.如权利要求4所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，

单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的高温冷却水进口三(620)与单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的低温冷却水出口三(640)之间连接有管路一(11)，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的高温冷却水出口三(610)和单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的低温冷却水进口三(630)之间连接有管路二(12)，管路一(11)和管路二(12)上设置有第五阀组(e)；

单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的低温冷却水出口三(640)和单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的冷冻水进口二(660)之间连接有管路三(21)，单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的低温冷却水进口三(630)和单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的冷冻水出口二(650)之间连接有管路四(22)，管路三(21)和管路四(22)上设置有第六阀组(f)。

11.如权利要求1所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述热回收系统还包括室内暖风系统和/或新风机组(710)，室内暖风系统和/或新风机组(710)与闭式冷却塔(720)并联设置。

12.如权利要求8所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述高温冷却水回路上设有高温冷却水循环泵(800)，高温冷却水循环泵(800)设置在单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的高温冷却水出口三(610)之后，油冷却器(500)之前。

13.如权利要求12所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，高温冷却水循环泵(800)上并联电动旁通调节阀(810)，高温冷却水循环泵(800)的进口处设有温度传感器(820)，温度传感器(820)与电动旁通调节阀(810)电连接。

14.如权利要求3所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述低温冷却水回路上设置低温冷却水循环泵(900)，低温冷却水循环泵(900)设置于闭式冷却塔(720)的出口处。

15.如权利要求10所述的水冷型空压机热回收系统，其特征在于，所述冷冻水回路上设置冷冻水循环泵(1000)，冷冻水循环泵(1000)设置在单效双级溴化锂吸收式制冷机(600)的冷冻水出口二(650)之后，管路四(22)之前。