【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工设备的压缩热回收领域，特别涉及基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统以及方法。
技术介绍
1、在流程工业中，压缩机是十分重要的动力设备，如空气压缩机、工艺压缩机和制冷压缩机等，在工业生产中扮演了不可替代的角色。由于压缩机工作特性决定，压缩机将气体增压过程中，气体压力升高的同时，伴随着气体温度的急剧升高，这制约了压缩比的增加，因此往往需要设置压缩机级间冷却器、轴封和密封冷却，将压缩过程中产生的热量通过循环水或者空冷或油冷冷却，从而保证系统稳定。
2、目前，常规压缩机普遍存在运行能耗高的问题，压缩机制造厂家从设备结构、传动方式和控制方式等方面进行大量的优化改进，提高了压缩机的运行效率和机械效率，降低了压缩机能耗。在传统的压缩空气储能系统中，压缩过程中的压缩热被弃用导致了大部分的能量损失，系统循环效率较低，只有50%左右。同时还需要消耗传统天然气燃料。随着节能减排要求不断提高，人们逐渐关注到压缩机压缩热的利用，提高了余热利用效率，对压缩机节能减排产生积极意义。
3、通过对压缩机调研和运行数据分析，对现有压缩机存在的主要问题进行了梳理，具体如下：
4、（1）现有压缩机级间冷却普遍采用空冷或水冷或空冷+水冷组合的方式，通常压缩后气体温度在90~150℃，压缩热未回收，造成能量浪费；由于压缩后的经级间冷却至30~50℃，级间冷却温差较大，造成空冷器、水冷器结垢和腐蚀泄露问题，严重时需要停工检修，不利于装置长周期安全运行，特别在夏天气温较高时，还容易出现冷却困难，有时无法达到工艺指标，引起运
5、（2）已有的节能技术中，包括在空冷或水冷或空冷+水冷前增加热媒水换热器，将压缩后的高温段余热（80℃以上）进行回收，用于生活供暖或生产加热等。其优势在于实现压缩热部分回收，回收成本相对较低；劣势在于经热媒水换热后的气体通常还有70~80℃，压缩热仍有部分未回收，还需要通过空冷或水冷进行冷却，同时由于新增热媒水换热器，增加气体压降，压缩机能耗会有所增加；同时虽然空冷或水冷负荷有所降低，但仍无法停掉，仍会出现水冷器结垢、腐蚀泄露和空冷夏季冷却困难等问题，不利于设备稳定运行。
6、（3）部分压缩机轴封和密封共用级间冷却器的循环冷却水降温，由于循环冷却水水质较差，易造成轴封和密封冷却不良和结垢堵塞问题，造成非计划停车，不利于装置稳定运行。
7、因此，如何高效充分利用压缩机压缩热资源，完全停用空冷或水冷，既保证了装置稳定运行，又能充分利用压缩机压缩热资源，对降低压缩工艺过程能耗和碳排放，具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统以及方法，克服了现有技术的困难，能够实现压缩热闭式循环全回收，能量利用效率更高，能耗更低。
2、根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，包括：
3、若干级压缩机换热模块，每一级所述压缩机换热模块包括压缩机、多股流换热容器以及气液分离罐；所述多股流换热容器包括位于上部的高温换热单元和位于下部的低温换热单元，所述高温换热单元接收来自所述压缩机的增压气体，并通过带阀门的内部管路连通所述低温换热单元，所述气液分离罐连通所述低温换热单元的下部，进行气液分离，并将气相组分输入到下一级所述压缩机换热模块的压缩机的吸气口；
4、高温工质蒸发器，分别与所述压缩机换热模块中的各所述压缩机和各所述多股流换热容器的低温换热单元连通形成冷却水循环，通过冷却水的热量，对工质进行蒸发；
5、高温工质冷凝器，与每一级压缩机换热模块的高温换热单元和热用户端形成热媒水循环管路，所述高温工质冷凝器接收自所述高温工质蒸发器的蒸发气化后的所述工质进行冷凝；并且，所述高温工质冷凝器对热媒水进行换热升温；
6、低温工质蒸发器，与冷用户端形成冷媒水循环管路，所述低温工质蒸发器对冷媒水循环管路进行换热冷却；
7、工质气液分离器，接收所述高温工质冷凝器输出的工质进行气液分离，将顶部的气相工质输入所述高温工质冷凝器；将底部的低温高压液态工质一部分输送到所述高温工质蒸发器，另一部分输送到所述低温工质蒸发器；
8、高温工质节流膨胀器，设置于所述高温工质冷凝器至所述工质气液分离器之间的管路中，将接收所述高温工质冷凝器输出的工质进行节流膨胀获得气液混合态的工质；
9、低温工质节流膨胀器，设置于所述工质气液分离器至低温工质蒸发器之间的管路中，将所述工质气液分离器输出的工质进行节流膨胀获得气液混合态的工质，再输入所述低温工质蒸发器；
10、高温工质增压机，设置于所述高温工质冷凝器的前端，接收来自所述高温工质蒸发器和工质气液分离器的混合气态工质，进行增压后，输送到所述高温工质冷凝器；以及
11、低温工质增压机，设置于所述低温工质蒸发器的后端，对所述低温工质蒸发器吸热汽化后的工质进行增压后输送到所述工质气液分离器。
12、优选地，包括：一级压缩机换热模块和二级压缩机换热模块；
13、所述一级压缩机换热模块，包括：
14、一级压缩机；
15、一级多股流换热容器，包括位于上部的第一高温换热单元和位于下部的第一低温换热单元，所述第一高温换热单元接收来自所述一级压缩机的增压气体，并通过带阀门的内部管路连通所述第一低温换热单元；以及
16、一级气液分离罐，连通所述第一低温换热单元的下部，进行气液分离；
17、所述二级压缩机换热模块，包括：
18、二级压缩机，接收来自所述一级气液分离罐的气相组分；
19、二级多股流换热容器，包括位于上部的第二高温换热单元和位于下部的第二低温换热单元，所述第二高温换热单元接收来自所述二级压缩机的增压气体，并通过带阀门的内部管路连通所述第二低温换热单元；以及
20、二级气液分离罐，连通所述第二低温换热单元的下部，进行气液分离。
21、优选地，还包括：
22、冷却水回水管路，分别接收所述一级压缩机、一级多股流换热容器、二级压缩机以及二级多股流换热容器的冷却水输送到所述高温工质蒸发器；
23、冷却水上水管路，自所述高温工质蒸发器分别向所述一级压缩机、一级多股流换热容器、二级压缩机以及二级多股流换热容器输送冷却水。
24、优选地，还包括：
25、冷却水循环泵，设置于所述冷却水上水管路中；
26、热媒水循环泵，设置于所述热媒水循环管路中；以及
27、冷媒输送泵，设置于所述冷媒水循环管路中。
28、优选地，所述多股流换热容器还包括：
29、第一阀门，串联于所述高温换热单元与所述低温换热单元之间的管路；以及
30、第一温度传感器，设置于所述高温换热单元并连接所述第一阀门，所述第一温度传感器检测热媒水循本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，包括：一级压缩机换热模块和二级压缩机换热模块；
3.如权利要求2所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，还包括：
4.如权利要求3所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，还包括：
5.如权利要求1所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，所述多股流换热容器还包括：
6.如权利要求5所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，所述多股流换热容器还包括：
7.如权利要求1所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，所述冷却水流进所述低温换热单元的上水温度的范围为30℃至40℃，流出所述低温换热单元的回水温度的范围为40℃至50℃；
8.一种基于压缩机压缩热全回收的冷热联供方法，采用如权利要求1所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，包括：一级压缩机换热模块和二级压缩机换热模块；
3.如权利要求2所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，还包括：
4.如权利要求3所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，还包括：
5.如权利要求1所述的基于压缩机压缩热全回收的冷热联供系统，其特征在于，所述多股流...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉顺，余金森，王剑峰，李波，慕锴，杜月潭，张体木，
申请(专利权)人：上海优华系统集成技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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