[發明專利]一種低能耗壓縮空氣冷卻方法及其系統

有效

• 申請號: 201410396622.0
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104179663B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 梅保勝
• 申請（專利權）人: 福建德興節能科技有限公司
• 主分類號: F04B39/06
• 分類號: F04B39/06;F04B25/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明提供一種低能耗壓縮空氣冷卻方法及系統，包括多級壓縮機組，所述每相鄰兩級壓縮機之間設有由常溫水冷卻塔供給的級間冷卻器，所述級后冷卻器出氣端連接有二級冷卻裝置，二級冷卻裝置出氣端連接有除濕器，二級冷卻裝置由冷水機組或與冷水機組相串聯的冷卻設備構成，所述除濕器進氣端與冷水機組出氣端相連接，與傳統的壓縮空氣冷卻系統相比，本發明利用配套冷水機組的二級冷卻裝置，可將壓縮空氣達到12～30°左右的經濟的除濕溫度，同時溫度降低后可大大減少壓縮空氣的濕度，以節約空氣壓縮工藝及后續除濕工藝的能耗。

技術領域

本發明涉及一種低能耗壓縮空氣冷卻方法及其系統。

背景技術

在工業上廣泛使用的帶有級間冷卻的壓縮空氣冷卻系統，現有技術是單獨采用冷卻塔的常溫冷卻水冷卻，或單獨采用冷水機組產生的低溫水冷卻。其中，采用冷卻塔產生的常溫冷卻水冷卻后，壓縮空氣溫度一般在40℃左右，雖然能夠滿壓縮機級間吸入溫度要求（50℃左右）但末級壓縮機含濕量高，造成除濕能耗大；而級間冷卻器和級后冷卻器采用冷水機組產生的低溫水冷卻，壓縮空氣溫度能滿足除濕器設計允許值（25℃），也可有效降低壓縮空氣含水量，但是浪費的冷水機組能耗約為空氣壓縮機功率的20%，而造成能源浪費。

發明內容

本發明對上述問題進行了改進，即本發明要解決的技術問題是現有的壓縮空氣冷卻工藝耗能大。

本發明的第一具體實施方案是：一種低能耗壓縮空氣冷卻方法，包括多級壓縮機組及用于使壓縮空氣冷卻的除濕器，其特征在于，所述每相鄰兩級壓縮機之間設有由常溫水冷卻塔供給的級間冷卻器，所述末級壓縮機出氣端連接有級后冷卻器，所述級后冷卻器與除濕器之間還設使壓縮空氣穩定降至12-30°的二級冷卻裝置。

進一步的，所述二級冷卻裝置包括一個或多個換熱器串聯構成，所述二級冷卻裝置為多個換熱器時，所述換熱器與常溫水冷卻塔、自來水管道或冷水機組相連組成冷卻回路，所述多個換熱器采用冷卻水溫度沿壓縮氣體輸出方向逐漸降低。

進一步的，所述級間冷卻器及二級冷卻裝置由常溫水冷卻塔提供冷卻源的換熱器與一冷卻塔的循環水路相連接。

本發明的第二具體實施方案是：一種低能耗壓縮空氣冷卻系統，包括多級壓縮機組、設置于壓縮機后用于使壓縮空氣干燥的除濕器，以及用于使壓縮空氣冷卻的一級冷卻器和二級冷卻裝置，所述一級冷卻器包括由冷卻塔提供冷卻源的設置于每相鄰兩級壓縮機之間的級間冷卻器和末級壓縮排氣端連接的級后冷卻器，所述級后冷卻器連接有二級冷卻裝置，所述二級冷卻裝置由配套冷卻設備提供冷卻源，所述二級冷卻裝置出氣端與除濕器相連接。

進一步的，所述二級冷卻裝置包括一個或多個換熱器串聯構成，所述配套冷卻設備為冷卻塔、自來水管道或冷水機組。

進一步的，所述二級冷卻裝置為一個換熱器時，換熱器與常溫水冷卻塔或冷水機組相連組成冷卻回路。

進一步的，所述二級冷卻裝置為多個換熱器時，所述換熱器與常溫水冷卻塔、自來水管道或冷水機組相連組成冷卻回路，所述多個換熱器采用冷卻水溫度沿壓縮氣體輸出方向逐漸降低。

進一步的，所述二級冷卻裝置包括沿壓縮氣體輸出方向設置的第一換熱器和第二換熱器，所述第一換熱器的冷卻進水口與常溫水冷卻塔出水口相連通，所述第二換熱器的冷卻進水口與冷水機組的冷凍水出水口相連通，所述一級冷卻器出氣端與第一換熱器的進氣口相連通，所述第一換熱器出氣口與第二換熱器進氣口相連接，所述第二換熱器出氣口與除濕器進氣口相連接。

進一步的，所述一冷卻塔的循環出水管道經循環水泵與多個級間冷卻器、級后冷卻器及二級冷卻裝置第一換熱器的進水端相連接，所述多個級間冷卻器冷卻水出水端、級后冷卻器冷卻水出水端及二級冷卻裝置第一換熱器的出水端與冷卻塔的循環回水管道相連接，以形成常溫冷卻水循環回路。

進一步的，所述二級冷卻裝置第二換熱器進水端與冷水機組的冷凍水出水口相連通，通過自循環泵實現低溫冷卻水循環回路。