[發明專利]一種回收空壓機余熱發電的系統及該系統的運行方法

有效

• 申請號: 201610308859.8
• 申請日: 2016-05-11
• 公開（公告）號: CN105840261B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 周崇波;陳飛飛;程雪山;羅城鑫
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F01D15/10;F04B35/04;F04B39/06
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 梁斌

技術領域

本發明涉及一種回收空壓機余熱發電的系統及該系統的運行方法。

背景技術

空氣壓縮機廣泛應用于食品、制藥、紡織、冶金、機械制造等行業，是一種將機械能轉化成空氣壓力能的裝置，通過外部輸送的機械能將空氣壓縮至需求的參數，一般都是由電動機提供的機械能作為動力，如申請號為201210015455.1的中國專利。大型空氣壓縮機為了保證效率，提高機器安全性，常采用多級壓縮的方式提高空氣參數，在每一級都配備電動機進行驅動。由于空氣壓縮機在運行過程中會產生大量的廢熱，所以需要及時的對機器進行冷卻，提高機組的出力，保證機器的安全。為了避免空氣壓縮機產生的余熱直接排入大氣，造成熱量的浪費，人們現在普遍采用熱交換器回收空氣壓縮機產生的余熱，生產的熱水供人們采暖、洗浴。這種利用方式簡單可靠，可以部分利用空氣壓縮機的余熱，但只是對余熱進行低品質的使用，目前還缺乏一種將空氣壓縮機廢熱轉化成高品質能源的手段。

第二類熱泵又被稱為升溫型熱泵，是一種能夠使用中溫余熱和低溫熱源來生產高品質熱量的吸收式熱泵，能夠提升余熱的品質。機組通過吸收器中的吸收放熱過程，加熱中溫熱水，將其變成150℃以下的高溫熱水或蒸汽。

小汽輪機又稱為低壓汽輪機，是使用壓力低于1.5MPa的蒸汽作為驅動能源驅動葉片旋轉的機器。在燃煤電廠中就有使用小汽輪機驅動給水泵的應用，也有廠家專門給熱網循環水泵提供驅動用的小汽輪機，最低進汽參數壓力可低至0.3MPa。小型汽輪機結構簡單、運行可靠，將低壓蒸汽通過小汽輪機轉化為機械能是一個很有益的運用。

發電機是利用電磁感應原理進行發電的一種機器，能夠將水輪機、汽輪機等提供的機械能轉化成電能，而電能是一種品質高、適用范圍廣、運輸距離長的能量，可廣泛應用在生產生活中的各個方面。

現在還沒有一種結構設計合理，使用方便，能夠有效使用空氣壓縮機產生的余熱發電從而實現回收余熱的系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，使用方便，能夠有效使用空氣壓縮機產生的余熱產生電能的回收空壓機余熱發電的系統及該系統的運行方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種回收空壓機余熱發電的系統，其特征在于：包括空氣壓縮機單元、二類熱泵單元、小型汽輪機單元和發電機單元；空氣壓縮機單元包括空氣壓縮機；二類熱泵單元包括凝水熱交換器、發生器、蒸發器、吸收器和冷凝器；小型汽輪機單元包括汽機傳動部件和小型汽輪機；發電機單元包括發電機；

空氣壓縮機的冷卻水出口與凝水熱交換器的熱水入口連接，凝水熱交換器的熱水出口分別與發生器的熱源入口和蒸發器的熱源入口連接，發生器的熱源出口和蒸發器的熱源出口均與空氣壓縮機的冷卻水進口連接；

吸收器的輸出蒸汽出口與小型汽輪機的蒸汽入口連接，小型汽輪機的凝水出口與凝水熱交換器的凝水入口連接，凝水熱交換器的凝水出口與吸收器的熱水入口連接；

發生器的蒸汽出口與冷凝器的蒸汽入口連接，冷凝器的冷凝水出口與蒸發器的冷凝水入口連接，蒸發器的蒸汽出口與吸收器的蒸汽入口連接；

吸收器的稀溶液出口與發生器的稀溶液進口連接，發生器的濃溶液出口與吸收器的濃溶液進口連接；

小型汽輪機的驅動機構與汽機傳動部件連接，汽機傳動部件與發電機的機械能輸入端口連接；

發電機與空氣壓縮機連接。

本發明所述的空氣壓縮機單元還包括升溫后熱水管道和降溫后熱水管道；空氣壓縮機冷卻水出口通過升溫后熱水管道與凝水熱交換器熱水入口連接；發生器熱源出口和蒸發器熱源出口均通過降溫后熱水管道與空氣壓縮機冷卻水進口連接。

本發明所述的二類熱泵單元還包括冷卻水進水管道和冷卻水出水管道，冷卻水進水管道與冷凝器冷卻水進口連接，冷凝器冷卻水出口與冷卻水出水管道連接。

本發明所述的二類熱泵單元還包括一次溫降后熱水管道、加熱后凝水管道、發生器蒸汽管道、冷凝器凝水管道、蒸發器蒸汽管道、稀溶液管道、濃溶液管道、冷卻水進水管道和冷卻水出水管道；凝水熱交換器熱水出口通過一次溫降后熱水管道分別與發生器熱源入口和蒸發器熱源入口連接；凝水熱交換器凝水出口通過加熱后凝水管道與吸收器熱水入口連接；發生器蒸汽出口通過發生器蒸汽管道與冷凝器蒸汽入口連接；冷凝器冷凝水出口通過冷凝器凝水管道與蒸發器冷凝水入口連接；蒸發器蒸汽出口通過蒸發器蒸汽管道與吸收器蒸汽入口連接；吸收器稀溶液出口通過稀溶液管道與發生器稀溶液進口連接，發生器濃溶液出口通過濃溶液管道與吸收器濃溶液進口連接。