[發(fā)明專利]利用空壓余熱提高空壓機(jī)運(yùn)行效率的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310360398.5
• 申請(qǐng)日: 2013-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103452815A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧加強(qiáng);楊峰;許丹丹;徐煜來(lái);湯中彩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州哲達(dá)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F04B41/00
• 分類號(hào): F04B41/00;F04B39/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種提高空壓機(jī)運(yùn)行效率的技術(shù)，具體的說(shuō)，是涉及一種專門用于多級(jí)離心式空壓機(jī)的利用余熱的提高空壓機(jī)運(yùn)行效率節(jié)能技術(shù)。

背景技術(shù)

壓縮空氣是工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力源之一。由于其具有安全、無(wú)公害、調(diào)節(jié)性能好、輸送方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但要得到品質(zhì)優(yōu)良的壓縮空氣需要消耗大量能源。在大多數(shù)生產(chǎn)型企業(yè)中，壓縮空氣的能源消耗占全部電力消耗的10%～35%。

由于空氣壓縮設(shè)備的壓縮效率較低，空氣壓縮后形成的壓力勢(shì)能只占?jí)嚎s機(jī)輸入能量的20%左右，壓縮機(jī)輸入能量的大約80%均以熱能的形式排放到環(huán)境空氣中。將空氣一級(jí)壓縮至0.8MPa時(shí)，空氣溫度理論溫度可達(dá)到263℃，可見(jiàn)空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生了大量的熱能，具有極大地回收利用價(jià)值。所以將空壓機(jī)產(chǎn)生的余熱有效地回收利用，將對(duì)節(jié)能降耗，減少碳排放具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

雖然空壓機(jī)余熱回收技術(shù)日趨成熟，且為企業(yè)接受，但是普遍存在夏季無(wú)法完全利用或不利用的情況，特別是在南方地區(qū)，除部分工藝用熱之外，大部分的余熱還是排掉，影響整體的余熱利用效率。

鑒于此，將空壓機(jī)余熱回收用于制冷給空壓機(jī)進(jìn)口的空氣降溫除濕，這樣不僅余熱得到了很好地利用，而且給空壓機(jī)進(jìn)口空氣降溫除濕，可以提高空氣密度和降低空氣濕度，使空壓機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，冷卻器析出的凝結(jié)水變少，有效提高空壓機(jī)產(chǎn)氣質(zhì)量和運(yùn)行效率，同時(shí)降低空壓機(jī)運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，達(dá)到節(jié)能降耗目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用空壓余熱提高空壓機(jī)運(yùn)行效率的裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種利用空壓余熱提高空壓機(jī)運(yùn)行效率的裝置，包括空氣壓縮機(jī)；該空氣壓縮機(jī)有三級(jí)壓縮機(jī)，空氣冷卻器與一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)冷卻器、二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)冷卻器、三級(jí)壓縮機(jī)、三級(jí)冷卻器依次連接，自空氣冷卻器引入空氣，由三級(jí)冷卻器輸出壓縮空氣；空氣冷卻器與吸收式制冷機(jī)組通過(guò)管路連接，組成冷凍水循環(huán)回路；吸收式制冷機(jī)組經(jīng)管路連接換熱器，換熱器經(jīng)管路分別連接一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器和三級(jí)冷卻器，一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器和三級(jí)冷卻器分別通過(guò)管路連接吸收式制冷機(jī)組，組成熱水循環(huán)回路；換熱器與水冷卻塔通過(guò)管路連接，組成冷卻水循環(huán)回路。

本發(fā)明中，還包括水軟化器，通過(guò)管路連接至所述熱水循環(huán)回路。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了利用空壓余熱提高空壓機(jī)運(yùn)行效率的方法，是通過(guò)使用前述裝置，將空氣壓縮機(jī)壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量回收用于產(chǎn)熱水；熱水通過(guò)吸收式制冷機(jī)組制冷產(chǎn)出冷凍水，再以冷凍水給空壓機(jī)進(jìn)口的空氣降溫除濕；具體過(guò)程包括：

（1）壓縮空氣流程

常溫常壓的空氣首先進(jìn)入空氣冷卻器降溫除濕；再依次進(jìn)入一級(jí)壓縮機(jī)壓縮升溫和一級(jí)冷卻器降溫、二級(jí)壓縮機(jī)壓縮升溫和二級(jí)冷卻器降溫及三級(jí)壓縮機(jī)壓縮升溫和三級(jí)冷卻器降溫，空氣壓力逐級(jí)升高；最終壓縮空氣在三級(jí)冷卻器出口輸出；

（2）熱水流程

經(jīng)換熱器冷卻降溫的水分別進(jìn)入一級(jí)冷卻器、二級(jí)冷卻器和三級(jí)冷卻器中換熱，被加熱的水再進(jìn)入吸收式制冷機(jī)組驅(qū)動(dòng)制冷并降溫，然后進(jìn)入換熱器進(jìn)一步冷卻，依此循環(huán)；

（3）冷凍水流程

冷凍水進(jìn)入吸收式制冷機(jī)組制冷降溫后，再進(jìn)入空氣冷卻器給空氣降溫除濕；升溫后的冷凍水再進(jìn)入吸收式制冷機(jī)組制冷降溫，依此循環(huán)；

（4）冷卻水流程

經(jīng)水冷卻塔冷卻降溫的冷卻水進(jìn)入換熱器換熱，換熱過(guò)的水再進(jìn)入水冷卻塔冷卻，依此循環(huán)。

本發(fā)明中，在熱水流程中循環(huán)使用的是經(jīng)過(guò)軟化處理的軟水；當(dāng)循環(huán)的軟水不足時(shí)，由水軟化器將原水軟化后再補(bǔ)入熱水循環(huán)回路中。

空壓機(jī)運(yùn)行效率可用電單耗D表示，電單耗是指空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)的耗電量與產(chǎn)氣量的比值，其計(jì)算公式見(jiàn)式(1)。

D=W/Q???（1）

式中：D—空壓機(jī)電單耗，kW·h/Nm³；

W—空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)耗電量，kW·h；

Q—空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)氣量，Nm³。

利用空壓余熱空壓機(jī)運(yùn)行效率提高率η的計(jì)算公式見(jiàn)式(2)。

η=（D₁-D₂）/D₁×100％???（2）

式中：η—空壓機(jī)運(yùn)行效率提高率，%；

D₁—未利用空壓余熱時(shí)空壓機(jī)的電單耗，kW·h/Nm³；