回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统和方法技术方案

技术编号:20759295 阅读:37 留言:0更新日期:2019-04-03 13:06
本发明专利技术公开了一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统和方法,该系统包括:原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,冷凝水雾化装置;以及当空气压缩机由凝汽式汽轮机驱动时,构成蒸汽热力循环的凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和对蒸汽进行再热的锅炉。经空气压缩机加压后的原料空气可在上述冷却器中冷却生成冷凝水;其中,原料空气进气管道连通空气压缩机,空压机冷却系统的中间冷却器和/或后冷却器与冷凝水储罐和冷凝水过滤和泵压系统依次连通。冷凝水过滤和泵压系统分别与冷凝水雾化装置和/或空冷凝汽器连通,从而在天气炎热时,使至少部分冷凝水在冷凝水雾化装置中雾化并进入原料空气进气管道以降低原料空气的温度;和/或至少部分冷凝水进入空冷凝汽器作为喷雾加强空冷凝汽器的传热效果。冷凝水经本发明专利技术的方式回收利用,可以减少空气压缩机和/或空冷凝汽器的能耗,减少排污,保护环境,节约水资源。

【技术实现步骤摘要】
回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统和方法
本专利技术涉及回收利用冷凝水的系统和方法,特别是回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统和方法。
技术介绍
空气压缩机在钢铁、电力、化工、石油天然气、矿山、机械制造等领域有广泛的应用。为了增加大型空气压缩机的输出功率,通常采用一些降低被压缩气体入口温度的手段,包括雾化,湿压缩,蒸发冷却等。当空气压缩机通过凝汽式汽轮机驱动时,该汽轮机的输出功率也受到相连接的空冷凝汽器的影响。蒸汽在空冷凝汽器中降温越充分,汽轮机的输出功率就越高。当空气饱和湿度较低时,空冷凝汽器的降温性能可以通过增加空气流的湿度来提高。空压机入口空气的雾化或空冷凝汽器中空气流的增湿都需要软化水,而且这一需要在炎热的天气中格外迫切。然而,在干旱的地区,使用大量的软化水会大大增加运营费用,因此,上述节能减耗的措施往往得不到实施。大型分级式空气压缩机的中间冷却器和后冷却器中一般会有冷凝水产生。现有技术中,这类冷凝水往往没有得到利用,作为污水排空时还会污染环境。CN205940194U公开了一种空气压缩机用冷凝水分离和集中排放系统,通过多级气水分离器和集水器收集到的冷凝水被汇总到统一的排污管中排放。CN202073793U公开了一种空气压缩机主机外雾化喷水冷却系统。空压机工作过程中产生的冷凝水以雾状形式喷洒在空压机主机外壳上,汽化冷却主机,以达到合理利用水资源,快速降低空压机主机温度和运行环境温度,节省能耗,延长寿命的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在减少消耗额外水量的前提下,特别是在炎热干燥的环境中,降低空气压缩机、凝汽式汽轮机,空冷凝汽器等设备的能耗,提高它们的运行性能。为了解决上述技术问题,采用一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统,这一系统包括原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,冷凝水雾化装置;其中,原料空气进气管道连通空气压缩机,空压机冷却系统的中间冷却器和/或后冷却器与冷凝水储罐连通,冷凝水储罐与冷凝水过滤和泵压系统、冷凝水雾化装置以及原料空气进气管道依次连通,冷凝水雾化装置包括喷嘴并设置于原料空气进气管道中;经各级空气压缩机加压后的原料空气在上述冷却器中冷却生成冷凝水,至少部分冷凝水输送入冷凝水储罐,必要时,将至少部分冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,在冷凝水雾化装置中雾化并进入原料空气进气管道以降低原料空气的温度。上述系统还可进一步包括驱动空气压缩机的凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和对蒸汽进行再热的锅炉;其中,凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和锅炉连通构成蒸汽的热力循环,冷凝水过滤和泵压系统与空冷凝汽器连通,至少部分冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,进入空冷凝汽器作为喷雾加强空冷凝汽器的传热效果。可选地,还可以采用另一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统,此一系统包括原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,驱动空气压缩机的凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和对蒸汽进行再热的锅炉;凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和锅炉连通构成蒸汽的热力循环,原料空气进气管道连通空气压缩机,空压机冷却系统的中间冷却器和/或后冷却器与冷凝水储罐连通,冷凝水储罐与冷凝水过滤和泵压系统和空冷凝汽器依次连通;其中,加压后的原料空气在上述冷却器中冷却生成冷凝水,至少部分冷凝水输送入冷凝水储罐,必要时,将至少部分冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,进入空冷凝汽器作为喷雾加强空冷凝汽器的传热效果。上文中的另一种系统还可以进一步包括一端连通原料空气进气管道,另一端连通冷凝水过滤和泵压系统的冷凝水雾化装置;冷凝水雾化装置包括喷嘴并设置于原料空气进气管道中;其中,将至少部分冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,在冷凝水雾化装置中雾化并进入原料空气进气管道以降低原料空气的温度。上述各系统中的空压机冷却系统包括冷却水驱动装置,进水管路和出水管路。所述的空冷凝汽器包括增湿型空冷器,喷淋型空冷器以及表面蒸发式空冷器。较佳地,所述的冷凝水储罐还连接有补给水管道。上述各系统应用于深冷空分装置中。本专利技术还公开了一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的方法,包括:提供原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,以及,可选的a)冷凝水雾化装置;和/或b)驱动空气压缩机的凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和对蒸汽进行再热的锅炉;其中,经空气压缩机分级加压后的原料空气在上述冷却器中冷却生成冷凝水,至少部分冷凝水输送入冷凝水储罐,必要时,将冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,可选的,c)至少部分冷凝水在冷凝水雾化装置中雾化并进入原料空气进气管道以降低原料空气的温度;和/或d)至少部分冷凝水进入空冷凝汽器作为喷雾加强空冷凝汽器的传热效果。采用本专利技术的系统和方法回收利用空气压缩机的冷却系统中生成的冷凝水,在冷凝水充足时将其储存起来,减少冷凝水向环境的排放;在炎热干燥的环境中,可以使用储存下来的冷凝水对空气压缩机的原料空气和/或空冷凝汽器的进口空气进行喷雾/增湿降温,降低空气压缩机和空冷凝汽器的能耗,提高它们的性能,从而达到节能、节水、环保的效果。附图说明本公开中的附图仅作为对本专利技术的示意,供理解和解释本专利技术的精神,但不在任何方面对本专利技术加以限定。为了清楚起见,本专利技术的各组成部分未按照实际的比例绘制。图1是本专利技术的一个实施方案的示意图。1-空气压缩机;2-中间冷却器;3-后冷却器;4-一级压缩机;5-二级压缩机;6-凝汽式汽轮机;7-空冷凝汽器;8-锅炉;9-冷凝水储罐;10-冷凝水过滤和泵压系统;11-冷凝水雾化装置;12-原料空气进气管道;21-空压机冷却系统;22-冷凝水管道;23-补给水管道。具体实施方式空气压缩机是用来压缩空气借以提高空气压力的机械,一般包括三种基本类型,即往复式空压机、回转式空压机和离心式空压机。当需要将气体压力提升较高时,空气压缩往往会在空压机中分级完成。气体在压缩过程中温度会显著升高,而在高温下压缩气体会消耗更大的能量,因此在各级压缩腔之间设置中间冷却器,即由中间级压缩而出的高温气体在进入下一级之前,先被导入中间冷却器进行冷却,再将冷却后的低温气体送入下一级压缩。压缩完成后的排气,在进一步利用前,相应地也需在后冷却器中冷却至40℃以下。通过降低入口的原料空气温度也可以改善空压机的输出功率。在原料空气的进气管道中放置雾化装置,一般为喷嘴。当加压的软化水以例如2000psi的压力通过一排喷嘴时,会形成直径在微米级别的细小水珠,这些水珠在原料空气的进气流中很快蒸发,有效地降低了原料空气的温度。各级中间冷却器和后冷却器都是空压机冷却系统的一部分。冷却器可分为空冷式和水冷式,与多级空压机配套的一般为水冷式,因为水冷的效率更高,冷却后的温度更低。冷却器的款式则包括管式,板式,伞式等。例如,列管式冷却器中设置有气体管路,气体管路与冷却器壳体之间为冷却水通道。气体管路的一端通过接管与上一级气体压缩腔的出口相接,另一端则通过接管与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统,包括:原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,冷凝水雾化装置;经空气压缩机加压后的原料空气可在上述冷却器中冷却生成冷凝水;其中,原料空气进气管道连通空气压缩机,空压机冷却系统的中间冷却器和/或后冷却器与冷凝水储罐连通,冷凝水储罐与冷凝水过滤和泵压系统以及冷凝水雾化装置依次连通,冷凝水雾化装置包括喷嘴并设置于原料空气进气管道中。

【技术特征摘要】
1.一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统,包括:原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,冷凝水雾化装置;经空气压缩机加压后的原料空气可在上述冷却器中冷却生成冷凝水;其中,原料空气进气管道连通空气压缩机,空压机冷却系统的中间冷却器和/或后冷却器与冷凝水储罐连通,冷凝水储罐与冷凝水过滤和泵压系统以及冷凝水雾化装置依次连通,冷凝水雾化装置包括喷嘴并设置于原料空气进气管道中。2.如权利要求1所述的系统,进一步包括:驱动空气压缩机的凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和对蒸汽进行再热的锅炉;其中,凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和锅炉连接构成蒸汽的热力循环,冷凝水过滤和泵压系统与空冷凝汽器连通,至少部分冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,进入空冷凝汽器作为喷雾加强空冷凝汽器的传热效果。3.一种回收利用空气压缩机冷却器中产生的冷凝水的系统,包括:原料空气进气管道,空气压缩机,包含中间冷却器和/或后冷却器的空压机冷却系统,冷凝水储罐,冷凝水过滤和泵压系统,驱动空气压缩机的凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和对蒸汽进行再热的锅炉;凝汽式汽轮机,空冷凝汽器和锅炉连接构成蒸汽的热力循环,经空气压缩机加压后的原料空气可在上述冷却器中冷却生成冷凝水;其中,原料空气进气管道连通空气压缩机,空压机冷却系统的中间冷却器和/或后冷却器与冷凝水储罐连通,冷凝水储罐与冷凝水过滤和泵压系统及空冷凝汽器依次连通,至少部分冷凝水储罐中的冷凝水通过冷凝水过滤和泵压系统的处理后,进入空冷凝汽器作为喷雾加强空冷凝汽器的传热效果。4.如权利要求3所述的系统,还包括:一端连通原料空气进气管道,另一端连通冷凝水过滤和泵压系统的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿兰·布里格利亚
申请(专利权)人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司
类型:发明
国别省市:法国,FR

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