[发明专利]一种回收余热驱动空压机的系统及该系统的运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收余热驱动空压机的系统及该系统的运行方法。

背景技术

空气压缩机广泛应用于食品、制药、纺织、冶金、机械制造等行业，是一种将机械能转化成空气压力能的装置，通过外部输送的机械能将空气压缩至需求的参数，一般都是由电动机提供的机械能作为动力，如申请号为201210015455.1的中国专利。大型空气压缩机为了保证效率，提高机器安全性，常采用多级压缩的方式提高空气参数，在每一级都配备电动机进行驱动。由于空气压缩机在运行过程中会产生大量的废热，所以需要及时的对机器进行冷却，提高机组的出力，保证机器的安全。为了避免空气压缩机产生的余热直接排入大气，造成热量的浪费，人们现在普遍采用热交换器回收空气压缩机产生的余热，生产的热水供人们采暖、洗浴。这种利用方式简单可靠，可以部分利用空气压缩机的余热，但只是对余热进行低品质的使用，目前还缺乏一种将空气压缩机废热转化成高品质能源的手段。

第二类热泵又被称为升温型热泵，是一种能够使用中温余热和低温热源来生产高品质热量的吸收式热泵，能够提升余热的品质。机组通过吸收器中的吸收放热过程，加热中温热水，将其变成150℃以下的高温热水或蒸汽。

小汽轮机又称为低压汽轮机，是使用压力低于1.5MPa的蒸汽作为驱动能源驱动叶片旋转的机器。在燃煤电厂中就有使用小汽轮机驱动给水泵的应用，也有厂家专门给热网循环水泵提供驱动用的小汽轮机，最低进汽参数压力可低至0.3MPa。小型汽轮机结构简单、运行可靠，将低压蒸汽通过小汽轮机转化为机械能是一个很有益的运用。

现在还没有一种结构设计合理，使用方便，能够有效使用空气压缩机产生的余热驱动空气压缩机运转的回收余热的系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，使用方便，能够有效使用空气压缩机产生的余热驱动空气压缩机运转的回收余热驱动空压机的系统及该系统的运行方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种回收余热驱动空压机的系统，其特征在于：包括空气压缩机单元、二类热泵单元和小型汽轮机单元；空气压缩机单元包括汽机驱动模块、电机驱动模块和电机传动部件；二类热泵单元包括凝水热交换器、发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器；小型汽轮机单元包括汽机传动部件和小型汽轮机；

电机驱动模块的冷却水出口与凝水热交换器的热水入口连接，凝水热交换器的热水出口分别与发生器的热源入口和蒸发器的热源入口连接，发生器的热源出口和蒸发器的热源出口均与汽机驱动模块的冷却水进口连接；

吸收器的输出蒸汽出口与小型汽轮机的蒸汽入口连接，小型汽轮机的凝水出口与凝水热交换器的凝水入口连接，凝水热交换器的凝水出口与吸收器的热水入口连接；

发生器的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽入口连接，冷凝器的冷凝水出口与蒸发器的冷凝水入口连接，蒸发器的蒸汽出口与吸收器的蒸汽入口连接；

吸收器的稀溶液出口与发生器的稀溶液进口连接，发生器的浓溶液出口与吸收器的浓溶液进口连接；

小型汽轮机的驱动机构与汽机传动部件连接，汽机传动部件与汽机驱动模块的驱动机构连接；

汽机驱动模块的空气出口与电机驱动模块的空气进口连接，电机传动部件与电机驱动模块的驱动机构连接。

本发明所述的空气压缩机单元还包括升温后热水管道和降温后热水管道；电机驱动模块冷却水出口通过升温后热水管道与凝水热交换器热水入口连接；发生器热源出口和蒸发器热源出口均通过降温后热水管道与汽机驱动模块冷却水进口连接。

本发明所述的二类热泵单元还包括冷却水进水管道和冷却水出水管道，冷却水进水管道与冷凝器冷却水进口连接，冷凝器冷却水出口与冷却水出水管道连接。

本发明所述的二类热泵单元还包括一次温降后热水管道、加热后凝水管道、发生器蒸汽管道、冷凝器凝水管道、蒸发器蒸汽管道、稀溶液管道、浓溶液管道、冷却水进水管道和冷却水出水管道；凝水热交换器热水出口通过一次温降后热水管道分别与发生器热源入口和蒸发器热源入口连接；凝水热交换器凝水出口通过加热后凝水管道与吸收器热水入口连接；发生器蒸汽出口通过发生器蒸汽管道与冷凝器蒸汽入口连接；冷凝器冷凝水出口通过冷凝器凝水管道与蒸发器冷凝水入口连接；蒸发器蒸汽出口通过蒸发器蒸汽管道与吸收器蒸汽入口连接；吸收器稀溶液出口通过稀溶液管道与发生器稀溶液进口连接，发生器浓溶液出口通过浓溶液管道与吸收器浓溶液进口连接。