[发明专利]一种空压机余热高效回收系统及方法

权利要求书

1.一种空压机余热高效回收系统，其特征在于，包括空压机一级压缩、空压机二级压缩、空压机三级压缩、一级换热器、二级换热器、三级换热器、制氧机、制冷用户、供热用户、热泵机组、冷却塔、给水池、水浴式气化器和流量计；

空压机一级压缩出口与一级换热器气侧入口连接，一级换热器气侧出口与空压机二级压缩入口连接，空压机二级压缩出口与二级换热器气侧入口连接，二级换热器气侧出口与空压机三级压缩入口连接，空压机三级压缩出口与三级换热器气侧入口连接，三级换热器气侧出口与制氧机入口连接；一级换热器水侧出口与热泵机组驱动热源入口连接，一级换热器水侧并联出口与二级换热器水侧出口、三级换热器水侧出口交汇连接，然后与制冷用户和供热用户的入口连接；制冷用户和供热用户的出口均与热泵机组入口、水浴式气化器入口、冷却塔入口连接；水浴式气化器出口连接冷却塔入口；热泵机组出口与一级换热器水侧并联出口连接，热泵机组驱动热源出口与冷却塔入口连接，给水池与冷却塔出口连接，并与流量计入口连接，流量计出口分别与一级换热器、二级换热器、三级换热器的水侧入口连接，流量计的反馈信号传送给给水池。

2.根据权利要求1所述的系统的余热回收方法，其特征在于：

制冷用户模式

在制冷用户运行模式下，常温常压空气经过空压机一级压缩后温度达75℃～95℃，进入一级换热器与30℃～35℃冷却水进行换热，换热后压缩空气温度为35℃～40℃并进入空压机二级压缩、空压机三级压缩，二级压缩空气和三级压缩空气温度可达100℃～120℃，在压缩后进入二级换热器、三级换热器换热，最后经过三级压缩及冷却的空气进入制氧机；

进入一级换热器的冷却水经过换热后，温度为55℃～65℃，这部分低温热水通过开关阀进入热泵机组作为驱动热源，降温至40℃～50℃后通过开关阀流经冷却塔降温至30℃～35℃，重新作为空压机冷却水进行循环使用；而进入二级换热器和三级换热器的冷却水经换热升温至80℃～90℃；温度为80℃～90℃的热水进入制冷用户作为热源驱动制冷机组，产生冷量供制冷用户所需；驱动制冷机组制冷后，热水温度降至70℃～75℃通过开关阀流出制冷用户；70℃～75℃回水中一部分进入热泵机组，以温度为55℃～60℃低温热水作为驱动热源，将70℃～75℃回水加热至80℃～90℃，与二级换热器、三级换热器出来的高温水混合进入制冷用户循环使用；其余的70℃～75℃回水进入水浴式气化器将制氧工序的低温气源进行加热，换热后40℃～50℃回水流经冷却塔降温至30℃～35℃，重新作为空压机冷却水进行循环使用，同时按减少的回水量，由给水池进行等量补充；供给制冷用户的80℃～90℃这部分热水驱动制冷机组制冷后降温流出，一部分进入热泵机组，其余70℃～75℃回水进入水浴式气化器将低温气源加热，换热后40℃～50℃回水流经冷却塔降温至30℃～35℃，重新作为空压机冷却水进行循环使用；当循环过程中回水量达到平衡时，给水池不再进行补水，系统按照以上方式循环运行，流量计检测回水量，当回水量低于空压机换热水总量2%～5%时，反馈给给水池进行补水。

3. 根据权利要求1所述的系统的余热回收方法，其特征在于：

供热用户模式

在供热用户运行模式下，常温常压空气经过空压机一级压缩后温度达75℃～95℃，进入一级换热器与30℃～35℃冷却水进行换热，换热后压缩空气温度为35℃～40℃并进入空压机二级压缩、空压机三级压缩，二级压缩空气和三级压缩空气温度达100℃～120℃，在压缩后进入二级换热器、三级换热器换热，最后经过三级压缩及冷却的空气进入制氧机；

进入一级换热器的冷却水经过换热后，温度为45℃～55℃；进入二级换热器和三级换热器的冷却水经换热升温至75℃～85℃；温度为75℃～85℃的热水与温度为45℃～55℃的低温水混合成温度为60℃～70℃供热水，热水进入供热用户提供热量；供热后水温降至40℃～50℃流出供热用户；然后流经冷却塔降温至30℃～35℃，重新作为空压机冷却水进行循环使用；水浴式气化器通过自身蒸汽热源进行加热，流量计检测回水量，当回水量低于设计总量2%～5%时，反馈给给水池进行补水。