[實用新型]一種具有自預冷功能的空氣壓縮系統

有效

• 申請號: 201420360885.1
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN203978773U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 楊征;陳海生;左志濤;陳宗衍;譚春青
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04B39/06
• 分類號: F04B39/06
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及一種空氣壓縮機組，尤其涉及一種不需要提供額外能量的條件下，可以降低其各級壓縮機的進氣溫度和耗功的空氣壓縮機組。

背景技術

空氣壓縮機的作用是通過將空氣壓縮而使其帶有一定壓力的設備，廣泛應用于工農業、交通運輸、國防、日常生活等各個領域。空氣壓縮機的結構形式很多，其中很重要的一種是活塞式壓縮機組。目前，活塞式壓縮機組通常由若干級壓縮機和級間的冷卻器組成。各級壓縮機的作用是將吸入氣缸的空氣進行壓縮，級間冷卻器的作用是通過冷卻介質使空氣溫度降低，為進入下一級壓縮機進行壓縮做準備。這種方法被稱之為“多級壓縮、級間冷卻”。

環境溫度對空氣壓縮機組的正常運行具有很大的影響。在夏天，吸入空氣壓縮機組的空氣溫度常常在30-40℃，而在冬天，吸入空氣壓縮機組的溫度只有0℃左右。進氣溫度過高將會對空氣壓縮機組產生不利的影響。首先，在較高溫度下，空氣的密度變小，比體積變大，導致氣缸吸入的實際空氣量變小，設備的產氣量下降，從而不能滿足后續設備的需要。其次，夏天不但溫度較高，而且濕度較大。空氣在較高溫度下，其含濕量明顯上升。在壓縮過程中，很容易使氣體飽和，導致水分從空氣中析出。空氣中含水對設備是十分不利的，容易影響設備的正常運行，并導致設備損壞。再次，吸入的空氣溫度過高，將導致壓縮后排出氣體溫度過高。但是，活塞式壓縮機的氣缸是不能承受過高的溫度的，過高的溫度將會導致潤滑油變質。所以，為了保護設備，不得不降低每級的壓比，從而導致排出氣體的壓力不足。更為重要的是，吸入空氣溫度較高會導致消耗更多的功，使得系統的效率明顯下降。實驗結果顯示，同一臺空氣壓縮機組在夏天的效率比冬天的效率往往低10％以上。

目前普遍采用的空氣壓縮機組的另一個明顯問題是級間熱量的浪費。壓縮空氣在進行級間換熱之前一般具有100℃以上的溫度，這些熱量含有較多的熱量火用。但是目前采用的級間冷卻技術，通常使用水作為冷卻工質。為了使壓縮空氣獲得較好的冷卻效果，冷卻水量通常很大，從而導致換熱溫差很大，這就造成了這部分熱量火用的損失，造成大量的能源浪費。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提出了一種在不增加外部能量供給的條件下，可以對級前空氣預先進行冷卻的空氣壓縮機組。與傳統的空氣壓縮機組相比，本實用新型的裝置不但可以有效回收、利用級間熱量，而且可以對級前的空氣進行冷卻，從而有效解決吸入空氣溫度過高帶來的種種問題。更為重要的是，新的空氣壓縮機組不僅不需要提供額外的能量，而且由于吸入空氣溫度降低，可以有效降低空氣壓縮機組的耗功。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種具有自預冷功能的空氣壓縮系統，包括壓縮機組氣路子系統和壓縮機組液路子系統，其特征在于，

--所述空氣壓縮系統還包括吸收式制冷機子系統，所述吸收式制冷機子系統包括一熱源換熱器和若干不同壓力等級的預冷器；

--所述壓縮機組氣路子系統包括通過氣體管路依次連接的多級空氣壓縮機，相鄰兩空氣壓縮機之間的氣體管路上均設置有級間冷卻器，最后一級空氣壓縮機的出氣管路上也設置有級間冷卻器，各級空氣壓縮機的進氣管路均與所述吸收式制冷機子系統中一對應壓力等級的預冷器連通；

--所述壓縮機組液路子系統包括各所述級間冷卻器的液路部分,各級間冷卻器的液路部分排出的加熱后的冷卻介質匯流后進入所述吸收式制冷機子系統中的熱源換熱器。

優選地，所述壓縮機氣路子系統,根據壓力等級劃分為若干串聯的空氣壓縮級，每一空氣壓縮級包括對應該壓力等級的空氣壓縮機和級間冷卻器的氣路部分,其中，第一空氣壓縮級的吸氣管道與吸收式制冷機子系統對應該壓力等級的第一級預冷器的進口相連，第一級預冷器出口與第一級壓縮機進口相連，第一級壓縮機出口與第一級級間冷卻器氣路進口相連，第一級級間冷卻器氣路出口與吸收式制冷機子系統的第二級預冷器進口相連，由此完成第一空氣壓縮級內部各設備的連接,中間各空氣壓縮級的內部設備均按照第一空氣壓縮級內部設備的連接方式連接；在最后一級空氣壓縮級，級間冷卻器氣路出口連接儲氣裝置或者用氣設備。優選地，為了保證壓縮空氣的干燥，每一空氣壓縮級中均設置除濕設備，所述除濕設備的進口與該級吸收式制冷機子系統的預冷器的出口相連，所述除濕設備的出口與該級空氣壓縮機的進口相連。優選地，各級空氣壓縮機的排氣管線上均設置有油氣分離器。所述壓縮機氣路子系統,其主要作用是對需壓縮的空氣進行預冷和對預冷后的空氣進行壓縮。