[发明专利]一种空压机余热高效回收系统及方法

说明书

本发明涉及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。本发明通过对空压机三级压缩空气余热回收方案的设计，提出了一种实用有效的空压机余热高效回收系统及方法，能够对空压机冷却水余热进行直接利用，减少了中间换热设备，避免了系统的过多散热损失，提高了系统的热效率；并通过一级压缩空气余热回收用于驱动热泵的方法，对部分制冷用户回水进行了循环利用，提高了系统的余热利用率；具有节约能源、降低维护成本等特点。

技术领域

本发明涉及钢铁行业的节能技术领域，特别涉及一种空压机余热高效回收系统及方法。

背景技术

大型钢铁企业中多设有制氧工序，工序过程中会生产液氧、液氮、液氦等能源介质，当生产需要相应能源介质时需要将液氧、液氮、液氦等进行加热气化，并通过管网将气体能源介质输送给用户。目前，国内大多制氧工序采用水浴式气化器对低温能源介质进行加热，加热热源一般为蒸汽，这种加热方式会消耗大量高品质能源，增加企业生产成本。同时在制氧生产过程中有多台空压机；空压机在运行时，真正用于增加空气势能所消耗的电能，在总耗电量中只占很小的一部分，约15%左右。约85%的耗电转化为热量存在于压缩气体中，并通过风冷或者水冷的方式排放到空气中去。如果将压缩气体的这部分余热加以回收，就近用于制氧工序的生产、生活供热，即可以提高能源利用效率，又可以减低企业成本；同时也有利于减少燃煤量，降低燃煤对环境的污染。

目前，国内针对空压机余热回收及利用开展了多项研究与应用。

专利CN106762557A公开一种基于空压机余热回收的智能供热水设备；该发明通过在换热器与热用户之间增加缓存储热设备实现了智能供热水。该方法虽然实现了供热系统的稳定性，但中间换热、储热设备过多造成系统的热损失较大。专利CN108150422A公开了空压机余热回收利用系统，该系统通过回收空压机余热以热水方式驱动溴化锂吸收式冷水机组制取冷水；但对于驱动溴化锂吸收式冷水机组后的热水（一般在70℃～75℃左右）没有利用，使其能源利用率较低。专利CN107178934A公开一种空压机余热深度回收利用系统，该系统的空压机三级压缩分别经过三级换热，换热后高温水进入余热取热装置经过再次换热转化为高温余热水进入余热深度回收利用系统；该系统没有提及空压机一级压缩后空气温度较低，余热回收后无法有效利用的问题。

综上所述，空压机余热回收系统及方法还存在一些问题。主要体现在，现有空压机余热回收系统、方法中间换热设备过多造成系统的热损失较大；而且没有考虑到实际运行中空压机一级压缩后空气温度较低，余热回收后无法有效利用等问题。因此，探寻更加实用高效的空压机高效余热回收系统及方法是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空压机余热高效回收系统，通过对空压机冷却水余热的直接利用，减少了中间换热设备，避免了系统的过多热损失，并通过一级压缩空气余热回收用于驱动热泵的方法，提高了系统的余热利用效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种空压机余热高效回收系统，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；