[實(shí)用新型]基于熱電機(jī)組全熱回收的壓縮空氣制備系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921982080.X
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN211287811U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂洪炳;王靜毅;張東明;陳理帥;嚴(yán)秋雨;包偉龍;李艾;沈子祁
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江浙能興源節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K7/16;F01K17/02;F01D15/08;F01D15/10;F22D1/50
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本實(shí)用新型涉及一種基于熱電機(jī)組全熱回收的壓縮空氣制備系統(tǒng)，包括壓縮空氣制備系統(tǒng)、熱電機(jī)組汽水系統(tǒng)、熱電機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)和空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；熱電機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電汽輪機(jī)和同軸相連的發(fā)電機(jī)；空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪箱和空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果是：與分散式壓縮空氣制備系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型提供的基于熱電機(jī)組全熱回收的壓縮空氣制備系統(tǒng)采用熱電機(jī)組的汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)，排汽全通過熱電機(jī)組汽水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)余熱的全回收或者直接對外供熱，避免了常規(guī)機(jī)組冷凝器的冷端損失，提高了整體能源效率，較常規(guī)背壓機(jī)壓縮空氣系統(tǒng)具有更高的靈活性，為壓縮空氣制備系統(tǒng)提供了節(jié)能方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及熱電機(jī)組和壓縮空氣制備，具體涉及基于熱電機(jī)組全熱回收的壓縮空氣制備系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空氣由于具有良好的可壓縮性，是儲存壓力能的良好介質(zhì)，壓力穩(wěn)定，且由于壓縮空氣既容易獲得，又便于貯存和輸送，是一種重要的動(dòng)力源，廣泛應(yīng)用于包括空分、冶金、化工、電力、制藥、機(jī)械等基本全部工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中。

同樣由于壓縮空氣易于獲得的特點(diǎn)，大部分壓縮空氣用戶均選擇自備壓縮空氣制備系統(tǒng)，因單個(gè)用戶的壓縮空氣用量較小，空壓機(jī)規(guī)模小，單機(jī)制氣效率較低。雖然近年來高效螺桿空壓機(jī)的推廣，壓縮空氣制取的能耗有一定程度的降低，但由于需配套預(yù)處理、干化、后處理、貯存等裝置，能源、人力、材料等費(fèi)用仍占據(jù)一定比例。對于部分單機(jī)壓縮空氣用量較大的工藝，雖然設(shè)置了汽動(dòng)離心式空壓機(jī)，但汽輪機(jī)采用了抽凝或純凝的形式，有大量熱量被冷端損失帶走，能效水平具有較大提升空間。

我國的工業(yè)企業(yè)按規(guī)劃大多按產(chǎn)業(yè)集聚成工業(yè)園區(qū)，在園區(qū)內(nèi)基本有配套熱電機(jī)組通過熱電聯(lián)產(chǎn)的方式為園區(qū)提供熱力蒸汽。利用熱電機(jī)組為園區(qū)提供集中壓縮空氣供應(yīng)成為一種趨勢。汽輪機(jī)拖動(dòng)空壓機(jī)集中供應(yīng)壓縮空氣，與熱電聯(lián)產(chǎn)一樣，能源綜合利用效率高、折標(biāo)煤耗下降、污染物也相應(yīng)減少，并有利于集中處理和采用先進(jìn)的處理技術(shù)。通過集中供應(yīng)壓縮空氣，可有效替代區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有的分散小空壓機(jī)，降低區(qū)域能耗總量，改善區(qū)域投資環(huán)境。

但是，由于工業(yè)企業(yè)壓縮空氣負(fù)荷波動(dòng)，而大型汽動(dòng)空壓機(jī)的調(diào)節(jié)范圍較小，在難以調(diào)節(jié)的情況下仍需配置電備用空壓機(jī)，系統(tǒng)靈活性較差。我國大部分的電能基本由大型燃煤機(jī)組通過汽輪機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，凝汽式汽輪機(jī)運(yùn)行遵循朗肯循環(huán)原理，朗肯循環(huán)系統(tǒng)由水泵、鍋爐、汽輪機(jī)和冷凝器等主要設(shè)備組成，排汽潛熱在凝汽器內(nèi)被循環(huán)冷卻水帶走，經(jīng)冷卻塔冷卻后有一半以上的能量以冷端損失的形式而被浪費(fèi)掉。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于熱電機(jī)組全熱回收的壓縮空氣制備系統(tǒng)，通過汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)，并通過對熱電機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)余熱的全熱回收，減少冷端損失，提高壓縮空氣制備系統(tǒng)靈活性。

這種基于熱電機(jī)組全熱回收的壓縮空氣制備系統(tǒng)，包括壓縮空氣制備系統(tǒng)、熱電機(jī)組汽水系統(tǒng)、熱電機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)和空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；壓縮空氣制備系統(tǒng)包括空氣過濾器、空壓機(jī)和干燥純化裝置；熱電機(jī)組汽水系統(tǒng)包括補(bǔ)水泵、補(bǔ)水加熱器、除氧器、給水泵、高壓加熱器和鍋爐；熱電機(jī)組汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電汽輪機(jī)和同軸相連的發(fā)電機(jī)；空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括齒輪箱和空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)；空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)口與發(fā)電汽輪機(jī)出口相連，空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)出口與補(bǔ)水加熱器相連；齒輪箱兩端通過軸承分別與空壓機(jī)和空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)相連；發(fā)電汽輪機(jī)進(jìn)口連接鍋爐出口，發(fā)電汽輪機(jī)出口分別連接空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)、高壓加熱器和除氧器，發(fā)電汽輪機(jī)還連接發(fā)電機(jī)。

作為優(yōu)選：空氣過濾器、空壓機(jī)和干燥純化裝置依次連接。

作為優(yōu)選：空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的出口排汽為乏汽或低壓蒸汽，空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)連接低壓蒸汽供熱聯(lián)箱。

作為優(yōu)選：當(dāng)空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的出口排汽為乏汽時(shí)，則空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)中間級設(shè)置抽汽口和管道并與低壓蒸汽供熱聯(lián)箱連接；當(dāng)空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的出口排汽為低壓蒸汽時(shí)，則空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)出口與低壓蒸汽供熱聯(lián)箱相連。