專利名稱：一種級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空氣壓縮機組，尤其涉及一種可以將級間冷卻熱量高質(zhì)量回收并按其能量品位的高低分別儲存的空氣壓縮機組。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)高壓空氣的空氣壓縮機組均采用多級壓縮、級間冷卻的技術(shù)方案。傳統(tǒng)的級間冷卻的方法是以水為冷卻劑，通過級間冷卻器對壓縮空氣進行冷卻，冷卻后的壓縮空氣進入下一級空氣壓縮機，吸收熱量的冷卻水通過散熱器向大氣釋放熱量，自身溫度降低后循環(huán)使用。這種作法造成了級間熱量在“量”和“質(zhì)”上的完全浪費。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的空氣壓縮機組的級間冷卻熱量不能高質(zhì)量地回收和儲存的缺點， 本實用新型提供了一種新型的空氣壓縮機組。該空氣壓縮機組在有效冷卻級間壓縮空氣的基礎(chǔ)上，能夠高質(zhì)量地回收壓縮空氣在級間冷卻器釋放的熱量，并且可以將這部分熱量按照能量品位的高低分別存儲于不同溫度等級的儲罐內(nèi)，實現(xiàn)了級間冷卻熱量在“量”和“質(zhì)” 上最大限度的回收和存儲。本實用新型為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，包括空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量高質(zhì)量回收儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括利用管路串聯(lián)的若干級空氣壓縮機(1-6)，所述級間熱量高質(zhì)量回收儲存系統(tǒng)包括用管路連接的泵(13、14)、級間冷卻器 (7-12)和不同溫度等級的儲罐(16-18)，所述級間冷卻器設(shè)置于相鄰兩級壓縮機之間，所述空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量高質(zhì)量回收儲存系統(tǒng)通過各級級間冷卻器耦合在一起，所述級間冷卻器的熱側(cè)同壓縮空氣管路相連，冷側(cè)同冷卻劑管路相連，各級級間冷卻器的冷卻劑出口經(jīng)冷卻劑管路與相應(yīng)溫度等級的儲罐相連。優(yōu)選的，在每一級級間冷卻器的熱側(cè)，壓縮空氣的溫度下降到進入第一級壓縮機前的溫度；在每一級級間冷卻器的冷側(cè)，冷卻劑的溫度提高到接近壓縮空氣在該級級間冷卻器的進口溫度。本實用新型的間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組在工作時，壓縮空氣依次流經(jīng)各級壓縮機和級間冷卻器。在每一級壓縮機內(nèi)，壓縮空氣的壓力提高，溫度提高；在該級的級間冷卻器的熱側(cè)，壓縮空氣的壓力因流動阻力略有下降，溫度下降到進入第一級壓縮機前的溫度。冷卻劑在泵的驅(qū)動下分別進入各級級間冷卻器的冷側(cè)，與壓縮空氣進行熱量交換，自身溫度提高到接近壓縮空氣在級間冷卻器的進口溫度。各級級間冷卻器是實現(xiàn)級間冷熱量高質(zhì)量回收的關(guān)鍵設(shè)備，它通過合理地選擇換熱器的形式和足夠的換熱面積，來實現(xiàn)冷熱流體很小的平均換熱溫差，從而保證了熱量高質(zhì)量地存儲于冷卻劑中。各股冷卻劑在流經(jīng)各級級間冷卻器之后，按照自身溫度的不同分別存儲于不同溫度等級的儲罐中。不同溫度等級的儲罐是實現(xiàn)間冷熱量高質(zhì)量儲存的關(guān)鍵設(shè)備，通過設(shè)置不同溫度等級的儲罐，避免了因摻混而造成的能量質(zhì)量的降低。優(yōu)選的，所述空氣壓縮機(1-6)有6級，由前臺壓縮機組和后臺壓縮機組組成，其中前臺壓縮機組包括前4級壓縮機，后臺壓縮機組包括第5至6級壓縮機，這6級壓縮機的壓比依次為3、3、2. 8,2. 8,2. 4,1. 8 ；相應(yīng)地，所述級間冷卻器(7_12)也有6級，其中第1至 4級級間冷卻器(7-10)采用鋁制板翅式換熱器，從這4級級間冷卻器的冷側(cè)排出的冷卻劑儲存在高溫儲罐(16)中，第5級級間冷卻器(11)采用耐高壓的管殼式換熱器，從該級級間冷卻器的冷側(cè)排出的冷卻劑儲存在中溫儲罐(17)中，第6級級間冷卻器(12)采用耐高壓的管殼式換熱器，從該級級間冷卻器的冷側(cè)排出的冷卻劑儲存在低溫儲罐(18)中。優(yōu)選的，第1至4級級間冷卻器(7-10)分別由一臺換熱器組成，第5級級間冷卻器(11)由4臺換熱器串聯(lián)組成，第6級級間冷卻器(12)由3臺換熱器串聯(lián)組成。優(yōu)選的，所述泵設(shè)置于冷卻劑管路的進口端，并通過供給母管以并聯(lián)的形式將冷卻劑分配流入各級間冷卻器(7-12)，所述泵的數(shù)量為兩臺，且兩臺水泵并聯(lián)，一臺工作，一臺備用。優(yōu)選的，各級間冷卻器(7-12)使用膨脹珍珠巖制品包裹，厚度5厘米；管道使用聚氨酯類保溫材料進行包裹，厚度5厘米；儲罐(16-18)使用真空絕熱板作為保溫材料，厚度 8cm0優(yōu)選的，所述儲罐(16-18)使用不銹鋼材料制成，壁厚5毫米，設(shè)計工作壓力 4. ^ar,包括進液管、出液管、排污管、安全閥和觀液管。優(yōu)選的，所述儲罐(16-18)前設(shè)置換向閥，用于在啟動和停機過程中，冷卻劑在儲罐流入管道與排空管道之間的切換。優(yōu)選的，所述儲罐(16-18)內(nèi)設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，儲罐頂端設(shè)有安全閥門，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力高于安全閥設(shè)定壓力時，安全閥自動打開。優(yōu)選的，所述冷卻劑管路和壓縮空氣管路中設(shè)置有傳感器、儀表和控制閥門，所述泵(13-14)后設(shè)冷卻劑主閥門，第1級壓縮機(1)前設(shè)壓縮空氣主閥門，所述空氣壓縮機 (1-6)前后管路均設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，各級級間冷卻器(7-12)熱側(cè)的進出口管道均設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，冷卻劑進口管道設(shè)自動控制閥門，出口管道設(shè)溫度傳感器。優(yōu)選的，所述冷卻劑管路的出口段還設(shè)置有排空管道(19-21)。優(yōu)選的，所述壓縮機為離心式、軸流式、活塞式、渦片式、齒輪式、螺桿式壓縮機中的一種或幾種的組合。優(yōu)選的，所述級間冷卻器為管殼式、板翅式、板式、螺旋管式、套管式、板殼式、板圈式、管翅式、熱管式冷卻器中的一種或幾種的組合。優(yōu)選的，所述儲罐為臥式儲罐、立式儲罐、拱頂儲罐、浮頂儲罐或球形儲罐。根據(jù)冷卻劑的不同溫度可設(shè)置一個或多個，接于各級級間冷卻器的后面。優(yōu)選的，所述冷卻劑為導(dǎo)熱油、熔融鹽或離子液體，或空氣、二氧化碳、氮氣、氧氣、 或氬氣中的一種或幾種的組合。優(yōu)選的，所述冷卻劑為水，冷卻水進入各級級間冷卻器(7-10)的壓力均為4bar。優(yōu)選的，所述空氣壓縮機組還包括軟化水處理設(shè)備(15)，所述軟化水處理設(shè)備 (15)同所述泵(13、14)直接連接。本實用新型的有益效果是可以高質(zhì)量地回收級間冷卻熱量，并按能量品位的高低將這部分能量分別存儲，從而實現(xiàn)了級間冷卻熱量在“量”和“質(zhì)”上最大限度的回收和儲存。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型實施例的流程圖。圖中1-6.壓縮機，7-12.級間冷卻器，13、14.泵，15.軟化水設(shè)備，16.高溫儲罐， 17.中溫儲罐，18.低溫儲罐，19、20、21.排空管道。
具體實施方式
以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。見附
圖1所示該實施例的間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組包括空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量高質(zhì)量回收儲存系統(tǒng)，空氣壓縮系統(tǒng)主要用于將空氣進行壓縮，以達到提高空氣壓力的目的。壓縮空氣系統(tǒng)主要由6級空氣壓縮機1-6及相關(guān)管道組成。級間熱量高質(zhì)量回收儲存系統(tǒng)的作用是，通過級間冷卻器7-12，使用冷卻劑對級間壓縮空氣進行冷卻， 一方面使壓縮空氣以較低的溫度進入下一級壓縮機，另一方面在保證有用能損失很小的情況下使級間冷卻熱量傳遞到冷卻劑，并將冷卻劑按照其能量品味的高低分別儲存于不同溫度等級的儲罐內(nèi)，從而在“量”和“質(zhì)”兩方面最大限度地回收并儲存這部分能量。級間熱量回收儲存系統(tǒng)主要由泵13-14、軟化水處理設(shè)備15、級間高效冷卻器7-12、高溫儲罐16、 中溫儲罐17、低溫儲罐18、以及相關(guān)儀表和控制閥門等設(shè)備組成。空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量高質(zhì)量回收儲存系統(tǒng)由級間冷卻器7-12耦合在一起。在該實施例中，壓縮空氣依次通過壓縮機1、級間冷卻器7、壓縮機2、級間冷卻器 8、壓縮機3、級間冷卻器9、壓縮機4、級間冷卻器10、壓縮機5、級間冷卻器11、壓縮機6、級間冷卻器12，最后流出空氣壓縮系統(tǒng)，供給外界用戶。由于對壓縮空氣的壓力要求很高，壓縮機1-6由2臺空氣壓縮機組組成，前臺壓縮機組包括壓縮機1-4，后臺壓縮機組包括壓縮機5-6，兩臺壓縮機組均為活塞式壓縮機。壓縮空氣的流量為0. ^kg/s，壓縮空氣在進入壓縮機組前的壓力為1. OlMPa，溫度為33°C?？諝鈮嚎s機1_6的壓比依次為3、3、2. 8,2. 8,2. 4、 1.8，壓縮空氣流出空氣壓縮機1-6的壓力分別為0. 31MPa、0. 93MPa、2. 64MPa、7. lOMPa、 17. 34MPa、32. IOMPa,流出各壓縮機 1-6 時的溫度為 159 °C、156 °C、148 °C、142 °C、131°C、 100°C。級間冷卻器7-10采用板翅式換熱器，級間冷卻器11-12采用管殼式換熱器。在級間冷卻器7-12內(nèi)，壓縮空氣的壓降分別為8. 08kPa、8. 08kPa、10. 81kPa、5. 28kPa,500Pa, 300Pa ；在流出級間冷卻器7-12時，壓縮空氣的溫度均為33°C。本實施例采用水作為冷卻劑。冷卻水在泵13-14的驅(qū)動下，首先流經(jīng)軟化水處理設(shè)備15，經(jīng)軟化后流入給水母管，在給水母管內(nèi)經(jīng)流量分配，以并聯(lián)方式流入各級級間冷卻器7-12。在級間冷卻器7-12內(nèi)分別與壓縮機1-6流出的壓縮空氣換熱，自身溫度得到提高。流出級間冷卻器7-12后，由級間冷卻器7-10流出的冷卻水溫度較高，匯于高溫母管， 然后流入高溫儲罐16儲存；由級間冷卻器11流出的冷卻水溫度中等，流入中溫儲罐17儲存；由級間冷卻器12流出的冷卻水溫度較低，流入低溫儲罐18儲存。冷卻水的總流量為0. 496 kg/s，流經(jīng)級間冷卻器7-12的冷卻水流量分別為0. 084kg/s、0. 082kg/s,0. 078kg/ s、0. 078kg/s,0. 084kg/s、0. 090kg/s。冷卻水在進入級間冷卻器7-12前的溫度為25°C，流出級間冷卻器7-12的溫度為130°c、130°c、13(rc、13(rc、12(rc、9(rc。為了保證冷卻水在級間冷卻器內(nèi)不發(fā)生相變，冷卻水進入級間冷卻器7-12的壓力均為4bar。本實施例中的泵13-14采用臥式熱水管道泵，兩臺水泵并聯(lián)，一臺工作，一臺備用。每臺水泵的流量為1500kg/h，揚程為35m。本實施例中設(shè)置軟化水處理設(shè)備15，目的是去除冷卻水中攜帶的鈣、鎂等離子，防止因此而產(chǎn)生的傳熱能力下降和堵塞流通通道的問題。本實施例中軟化水處理設(shè)備15采用全自動鈉離子交換器，順流再生方式，額定流量2. 5m3/h，工作壓力0. 2-0. 6MPa,工作溫度 5-45°C，原水硬度彡6. 5mmol/L,樹脂型號為001 X 7強酸型陽離子樹脂，pH值范圍在1_14。 經(jīng)軟化后出水硬度小于0. 05mmol/L。本實施例中的級間冷卻器7-12采用兩種換熱器形式。級間冷卻器7-10壓力相對較低，采用鋁制板翅式換熱器。每級級間冷卻器由一臺換熱器組成，每臺換熱器長246毫米，寬160毫米，高1760毫米，逆流換熱方式，最高工作溫度150°C，壓縮空氣側(cè)設(shè)計壓力分別為0. 4MPa、l. lMPa、2. 9MPa、7. 9MPa，冷卻水側(cè)設(shè)計壓力為0. 6MPa。級間冷卻器11-12壓力較高，采用可耐高壓的管殼式換熱器，采用不銹鋼材料。級間冷卻器11由4臺換熱器串聯(lián)組成，每臺換熱器長4米，直徑219毫米。換熱器采用逆流換熱方式，最高工作溫度150°C， 壓縮空氣側(cè)設(shè)計壓力分別為19. IMPa，冷卻水側(cè)設(shè)計壓力0. 5MPa。級間冷卻器12由3臺換熱器串聯(lián)組成，每臺換熱器長4米，直徑219毫米。換熱器均采用逆流換熱方式，最高工作溫度150°C，壓縮空氣側(cè)設(shè)計壓力分別為35. 3MPa，冷卻水側(cè)設(shè)計壓力0. 5MPa。本實施例使用高溫儲罐16、中溫儲罐17和低溫儲罐18來分別儲存不同溫度等級的冷卻水。高溫儲罐16儲存從級間冷卻器7-10出來的130°C的高溫冷卻水，中溫儲罐17 儲存從級間冷卻器11出來的120°C的中溫冷卻水，低溫儲罐18儲存從級間冷卻器12出來的90°C的低溫冷卻水。高溫儲罐16設(shè)計工作壓力4. ^ar,設(shè)計工作溫度150°C，采用臥式儲罐形式，橢圓形封頭，包括進水管、出水管、排污管、安全閥和觀液管等裝置，使用不銹鋼材料，壁厚5毫米，儲罐容積2m3，外徑0. 8米，長4. 5米。中溫儲罐17和低溫儲罐18設(shè)計工作壓力4. ^ar,設(shè)計工作溫度135°C，采用臥式儲罐形式，包括進水管、出水管、排污管、 安全閥和觀液管等裝置，使用不銹鋼材料，壁厚5毫米，儲罐容積1. 5m3，外徑0. 8米，長3. 5 米。為了實現(xiàn)良好的保溫效果，本實施例需要對各級間冷卻器、高溫管道和儲罐進行保溫措施。各級間冷卻器使用膨脹珍珠巖制品包裹，厚度5厘米。高溫管道使用聚氨酯類保溫材料進行包裹，厚度5厘米。儲罐使用真空絕熱板作為保溫材料，保溫厚度8cm。在使用該保溫措施的條件下，一天內(nèi)熱水的溫降不超過1°C，可以完全達到工程要求。本實施例在以下關(guān)鍵部位安裝必要的傳感器和閥門，以監(jiān)測和控制系統(tǒng)的正常運行。1.壓縮機1前設(shè)壓縮空氣主閥門，用于調(diào)節(jié)壓縮空氣的流量。泵13-14后設(shè)冷卻水主閥門，控制冷卻水的總流量；軟化水處理設(shè)備15后設(shè)壓力傳感器，用于檢測冷卻水進入級間冷卻器的壓力。2.壓縮機1-6前后管路均設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，用以檢測壓縮空氣的狀態(tài)。3.級間冷卻器7-12壓縮空氣側(cè)的進出口管道均設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，冷卻水進口管道設(shè)自動控制閥門，出口管道設(shè)溫度傳感器。根據(jù)測量結(jié)果，通過自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷卻水進口閥門開度，以控制冷卻水流量，使其滿足冷卻水出口溫度和壓縮空氣出口溫度的要求。4.高溫儲罐16、中溫儲罐17和低溫儲罐18前設(shè)置換向閥，用于在啟動和停機過程中，冷卻水在儲罐流入管道與排空管道之間的切換。5.高溫儲罐16、中溫儲罐17和低溫儲罐18內(nèi)設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，用于檢測儲罐內(nèi)的溫度和壓力。儲罐頂端設(shè)有安全閥門，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力高于安全閥設(shè)定壓力時， 安全閥自動打開。在本實施例的開機過程中，首先關(guān)閉高溫儲罐16、中溫儲罐17和低溫儲罐18的進口管道，打開排空管路19、20、21 ；然后打開泵13、14，通過壓力、溫度傳感器和相關(guān)閥門的控制，使各級冷卻水按照規(guī)定的流量流經(jīng)級間冷卻器7-12，通過排空管路19、20、21排空； 然后開啟壓縮機1-6，通過壓力、溫度傳感器和相關(guān)閥門的控制，使壓縮空氣機組達到設(shè)計的工況；當(dāng)整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，關(guān)閉排空管路19、20、21，打開高溫儲罐16、中溫儲罐17和低溫儲罐18的流入管道，將升溫后的冷卻水按照自身溫度的不同分別存儲于高溫儲罐16、 中溫儲罐17和低溫儲罐18中。在關(guān)機過程中，首先關(guān)閉高溫儲罐16、中溫儲罐17和低溫儲罐18的流入管路，打開排空管路19、20、21，使冷卻水排空；然后關(guān)閉空氣壓縮機1-6，停止向用戶供氣；最后待系統(tǒng)穩(wěn)定后，關(guān)閉水泵13、14，停止供應(yīng)冷卻水。從熱力學(xué)第一定律的角度來看，級間冷卻器7-12的熱負荷分別為37. 9kW、 39. 6kW、34. 8kW、34. 7kW、33. 5kW、23. lkW，合計203. 6kW。在使用一般的空氣壓縮機組時，該部分熱量最終被散入大氣中，完全損失；而在該發(fā)明的空氣壓縮機組時，該部分熱量被儲存于儲罐中，能量回收了 203. 6kW。從熱力學(xué)第二定律的角度來看，壓縮空氣進出級間冷卻器 7-12 的焓火用差為 7. 21kW、6. 99kW、5. 47kW、5. 22kW、4. 56kW、2. 18kW，共計 31. 6kW，而級間冷卻器 7-12 冷卻水的焓火用差分別為 5. 18kW、5. 72kW、4. 72kW、4. 70kW、4. 16kW、l. 96kW，共計26. 5kW。在使用一般的空氣壓縮機組時，壓縮空氣在級間冷卻器內(nèi)的火用降完全損失； 而在使用該發(fā)明的空氣壓縮機組時，冷卻水可回收火用26. 5kW，火用回收率高達83. 7%。
權(quán)利要求1.一種級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，包括空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量回收儲存系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括利用管路串聯(lián)的若干級空氣壓縮機(1-6)，所述級間熱量回收儲存系統(tǒng)包括用管路連接的泵(13、14)、若干級級間冷卻器(7-12)和不同溫度等級的儲罐(16-18)，所述級間冷卻器設(shè)置于相鄰兩級壓縮機之間，所述空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量回收儲存系統(tǒng)通過各級級間冷卻器耦合在一起，所述級間冷卻器的熱側(cè)同壓縮空氣管路相連，冷側(cè)同冷卻劑管路相連，各級級間冷卻器的冷卻劑出口經(jīng)冷卻劑管路與相應(yīng)溫度等級的儲罐相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于在每一級級間冷卻器的熱側(cè)，壓縮空氣的溫度下降到進入第一級壓縮機前的溫度；在每一級級間冷卻器的冷側(cè)，冷卻劑的溫度提高到接近壓縮空氣在該級級間冷卻器的進口溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述空氣壓縮機(1-6)有6級，由前臺壓縮機組和后臺壓縮機組組成，其中前臺壓縮機組包括前 4級壓縮機，后臺壓縮機組包括第5至6級壓縮機，這6級壓縮機的壓比依次為3、3、2. 8、 2. 8,2. 4,1. 8 ；相應(yīng)地，所述級間冷卻器(7-12)也有6級，其中第1至4級級間冷卻器(7-10) 采用鋁制板翅式換熱器，從這4級級間冷卻器的冷側(cè)排出的冷卻劑儲存在高溫儲罐(16) 中，第5級級間冷卻器(11)采用耐高壓的管殼式換熱器，從該級級間冷卻器的冷側(cè)排出的冷卻劑儲存在中溫儲罐(17)中，第6級級間冷卻器(12)采用耐高壓的管殼式換熱器，從該級級間冷卻器的冷側(cè)排出的冷卻劑儲存在低溫儲罐(18)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于第1 至4級級間冷卻器(7-10)分別由一臺換熱器組成，第5級級間冷卻器(11)由4臺換熱器串聯(lián)組成，第6級級間冷卻器(12)由3臺換熱器串聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述泵(13、14)設(shè)置于冷卻劑管路的進口端，并通過供給母管以并聯(lián)的形式將冷卻劑分配流入各級間冷卻器(7-12)，所述泵的數(shù)量為兩臺，且兩臺水泵并聯(lián)，一臺工作，一臺備用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于各級間冷卻器(7-12)使用膨脹珍珠巖制品包裹，厚度5厘米；管道使用聚氨酯類保溫材料進行包裹，厚度5厘米；儲罐(16-18)使用真空絕熱板作為保溫材料，厚度8cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述儲罐(16-18)使用不銹鋼材料制成，壁厚5毫米，設(shè)計工作壓力4. ^ar,包括進液管、出液管、排污管、安全閥和觀液管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述冷卻劑管路的出口段還設(shè)置有排空管道(19-21)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述儲罐(16-18)前設(shè)置換向閥，用于在啟動和停機過程中，冷卻劑在儲罐流入管道與排空管道之間的切換。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述儲罐(16-18)內(nèi)設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，儲罐頂端設(shè)有安全閥門，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力高于安全閥設(shè)定壓力時，安全閥自動打開。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述冷卻劑管路和壓縮空氣管路中設(shè)置有傳感器、儀表和控制閥門，所述泵(13-14) 后設(shè)冷卻劑主閥門，第1級壓縮機(1)前設(shè)壓縮空氣主閥門，所述空氣壓縮機(1-6)前后管路均設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，各級級間冷卻器(7-12)熱側(cè)的進出口管道均設(shè)溫度傳感器和壓力傳感器，冷卻劑進口管道設(shè)自動控制閥門，出口管道設(shè)溫度傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述壓縮機為離心式、軸流式、活塞式、渦片式、齒輪式、螺桿式中的一種或幾種的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至2任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述級間冷卻器為管殼式、板翅式、板式、螺旋管式、套管式、板殼式、板圈式、管翅式、 熱管式冷卻器中的一種或幾種的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述儲罐為臥式儲罐、立式儲罐、拱頂儲罐、浮頂儲罐或球形儲罐，儲罐的數(shù)量為一個或多個，接于各級級間冷卻器的后面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述冷卻劑為導(dǎo)熱油、熔融鹽或離子液體，所述冷卻劑也可以為空氣、二氧化碳、氮氣、氧氣、氬氣中的一種或幾種的組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述冷卻劑為水，冷卻水進入各級級間冷卻器(7-10)的壓力均為4bar。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的級間冷熱量回收及儲存的空氣壓縮機組，其特征在于所述空氣壓縮機組還包括軟化水處理設(shè)備(15)，所述軟化水處理設(shè)備(15)同所述泵(13、14) 直接連接。
專利摘要本實用新型公開了一種級間冷熱量高質(zhì)量回收及儲存的空氣壓縮機組，包括空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量回收儲存系統(tǒng)，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括利用管路串聯(lián)的若干級空氣壓縮機(1-6)，所述級間熱量回收儲存系統(tǒng)包括用管路連接的泵(13、14)、若干級級間冷卻器(7-12)和不同溫度等級的儲罐(16-18)，所述級間冷卻器設(shè)置于相鄰兩級壓縮機之間，空氣壓縮系統(tǒng)和級間熱量回收儲存系統(tǒng)通過各級級間冷卻器耦合在一起，級間冷卻器的熱側(cè)同壓縮空氣管路相連，冷側(cè)同冷卻劑管路相連，各級級間冷卻器的冷卻劑出口經(jīng)冷卻劑管路與相應(yīng)溫度等級的儲罐相連。本實用新型的空氣壓縮機組可以高質(zhì)量回收級間冷卻熱量，并按能量品位的高低分別存儲在不同溫度等級的儲罐中，實現(xiàn)了級間冷熱量在“量”和“質(zhì)”上最大限度的回收和存儲。
文檔編號F04B39/06GK202228310SQ20112033508
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者楊征, 滕樹龍, 譚春青, 趙巖, 陳海生 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所, 北京源深節(jié)能技術(shù)有限公司