[實用新型]一種蒸汽微透平制取壓縮空氣的裝置

有效

• 申請號: 201520804710.X
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN205064006U
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 許丹丹;方飛龍;沈新榮;郁輝球
• 申請（專利權）人: 杭州哲達科技股份有限公司
• 主分類號: F01D15/08
• 分類號: F01D15/08;F01D25/30;F01D25/32;F04D25/04;F04D25/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本實用新型是關于壓縮空氣制取裝置領域，特別涉及一種蒸汽微透平制取壓縮空氣的裝置。

背景技術

在鋼鐵、有色金屬、石油化工、建材、輕工等諸多行業中，生產企業有著大量低品位余熱，包括煙氣、蒸汽和工業廢氣等，這些熱量品位低、數量大、分布散，基本不能為生產所用。在當前節能減排的政策背景下，低品味余熱余壓利用技術和智慧化節能裝備越來越受到工業界和學術界的重視。

利用ORC實現中低溫余熱發電的技術上非常成熟，但投資的經濟性較差，目前已經有大量的應用。如果將中低溫余熱的能量直接回收實現機械再驅動，是具有較高經濟性的節能環保新技術。

一般地，透平包括透平膨脹機和透平壓縮機。在工業中普遍應用的是大型透平，例如：高爐煤氣余壓發電透平裝置(簡稱TRT)、煙氣余熱發電透平裝置等等，這些透平膨脹裝置主要面向內功率在1MW以上才具有經濟性，且體積十分龐大、結構十分復雜、運維成本非常高。不適合分布式能源的應用。

面向低品位余熱應用的小功率透平膨脹機，目前在ORC發電上已經有一些嘗試應用，但小功率透平膨脹機(小渦輪)直聯小型壓縮機的鼓風裝置尚未見報道。

壓縮空氣是僅次于電力的第二大動力能源，又是具有多種用途的工藝氣源，其應用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機械、輕工、紡織、汽車制造、電子、食品、醫藥、生化、國防、科研等行業和部門。應用流程中的低品位余熱實現透平的直接鼓風，可以制取壓縮空氣。

壓縮空氣儲能是一個非常好的方向，在空氣的壓縮過程中也會產生大量的余熱和余壓，應用余熱透平實現直接鼓風，可以大幅提高壓縮空氣在儲能與用能的轉換效率。

現有的工業中低溫余熱余壓氣體，如果應用余熱透平直接實現鼓風，可以減少流程工業的風機能耗，大幅度提高余熱能源的利用效率，實現系統節能，具有廣闊的應用前景。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種能將工業低品位蒸汽導入透平膨脹機，進而驅動同軸的透平壓縮機制取壓縮空氣的裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種蒸汽微透平制取壓縮空氣的裝置，包括制取裝置、蒸汽冷凝裝置、潤滑系統，所述制取裝置包括透平膨脹機、透平壓縮機、進氣管路、出氣管路；進氣管路的一端作為進氣端，另一端與透平膨脹機的入口連接，且進氣管路的進氣端處設有調壓閥，用于調節進氣管路內的壓力；所述出氣管路的一端作為壓縮空氣出口，另一端與透平壓縮機的出口連接，且出氣管路上還連接有流量壓力溫度測試裝置，流量壓力溫度測試裝置包括流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器；所述透平膨脹機與透平壓縮機同軸連接，透平膨脹機能驅動透平壓縮機工作，透平壓縮機還設有空氣進口；

所述蒸汽冷凝裝置包括尾汽管路、冷凝器、排放管路；尾汽管路的一端與透平膨脹機的出口連接，另一端連接到冷凝器的入口；所述排放管路的一端作為疏水排放端口，另一端與冷凝器的出口連接，且排放管路的疏水排放端口處安裝有疏水截止閥；

所述潤滑系統是能用于提供潤滑劑的附屬裝置，設置在透平膨脹機和透平壓縮機周圍，用于實現透平軸的潤滑、以及對透平膨脹機和透平壓縮機進行潤滑。

作為進一步的改進，所述蒸汽微透平制取壓縮空氣的裝置還包括控制系統，控制系統采用可編程邏輯控制器，不僅能實現壓縮空氣制取的基本控制，而且還能利用管路上的傳感器(溫度傳感器、壓力傳感器等)、閥門來進行安全與穩定的控制。本領域技術人員可根據本實用新型所述功能，對現有技術手段加以利用以實現相關功能，由于這些內容并非本實用新型重點，故不再贅述。

作為進一步的改進，所述進氣管路上安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，用于監控進氣管路內的蒸汽溫度和壓力。

作為進一步的改進，所述尾汽管路上安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，用于監控尾汽管路內的蒸汽溫度和壓力。

作為進一步的改進，所述尾汽管路上還連接有旁通管路，旁通管路上安裝有旁通閥。

作為進一步的改進，所述排放管路上還連接有排放支管，排放支管上安裝有疏水截止閥。

作為進一步的改進，所述冷凝器采用空氣冷凝器或者水冷式冷凝器。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型能對工業低品位蒸汽實現高效利用，并用于制取工業生產過程中需求量大的壓縮空氣。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體示意圖。

圖2為本實用新型中透平膨脹機與透平壓縮機的三維機械解剖圖。