節(jié)能節(jié)電氣體壓縮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種節(jié)能節(jié)電氣體壓縮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣體壓縮機(jī)是壓縮氣體制成高壓氣體，W提供氣體壓力能的機(jī)械，是氣源裝置的 主體。按工作原理區(qū)分，氣體壓縮機(jī)有容積式、速度式，前者通過壓縮氣體體積增加分子密 度來提高氣體壓力，后者通過提高氣體分子速度增加分子動能來提高氣體壓力。目前常用 的氣體壓縮機(jī)有螺桿式、活塞式、離屯、式、滑片式、滿旋式氣體壓縮機(jī)等等。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢 ，氣體壓縮機(jī)所消耗的電能僅有10%轉(zhuǎn)化成壓縮氣體，剩下的90%轉(zhuǎn)化為熱能，運(yùn)90%的 熱能通過壓縮機(jī)內(nèi)的級間和末端冷卻器排入冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中通過涼水塔釋放到大氣環(huán) 境中。由此可見，對于氣體壓縮機(jī)配套的電動機(jī)而言，其做功消耗的電能大，不但增加了使 用者額外的經(jīng)濟(jì)投入，而且對能源也造成了嚴(yán)重的浪費(fèi)。
[0003] 氣體壓縮機(jī)運(yùn)行耗能的問題：
[0004] 1.卸載運(yùn)行狀態(tài)下耗能嚴(yán)重:我國氣體壓縮機(jī)的負(fù)荷率在66%左右，其余時間都 是處于卸載運(yùn)行狀態(tài)。對于螺桿氣體壓縮機(jī)等使用傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的氣體壓縮機(jī)而言，卸載 運(yùn)行狀態(tài)下的能耗是滿載運(yùn)行狀態(tài)下的20% W上，有的氣體壓縮機(jī)甚至達(dá)到40%左右，能 耗占總能耗的9%-18%，浪費(fèi)程度十分的嚴(yán)重。
[0005] 2.起動電流過大:氣體壓縮機(jī)起動電流能夠達(dá)到額定電流的5倍到7倍，沖擊電網(wǎng) 容易導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)，甚至威脅到用電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，減短氣體壓縮機(jī)的壽命。
[0006] 3.自動化程度低:傳統(tǒng)氣體壓縮機(jī)的調(diào)節(jié)是依靠控制調(diào)節(jié)閥和加/卸載閥實(shí)現(xiàn)的， 存在速度慢、壓力不穩(wěn)、精度低等缺點(diǎn)。
[0007] 4.維護(hù)量大：由于氣體壓縮機(jī)起動時對設(shè)備的沖擊電流很大，使電動機(jī)受到了比 較大的磨損，而且加/卸載的運(yùn)行方式使部件不斷進(jìn)行反復(fù)動作，導(dǎo)致部件老化速度加快， 設(shè)備維護(hù)的工作量很大。
[000引5.噪音大:持續(xù)高速、超負(fù)荷、加/卸載等導(dǎo)致氣體壓縮機(jī)運(yùn)行耗錢產(chǎn)生的噪音很 大。
[0009] 氣體壓縮機(jī)的節(jié)能方法：
[0010] 1.提高傳動效率:選擇高質(zhì)量、精度的帶輪、膠帶、端面齒等，負(fù)載不均勻時一次性 更換全部膠帶，安裝時認(rèn)真調(diào)整中屯、距，保證所有膠帶受到相同的張緊力，可W有效的提高 其傳動效率。
[0011] 2.降低摩擦功耗:活塞、缸套間的間隙大小和潤滑情況影響著氣體壓縮機(jī)效率。只 有合適的間隙下才能保持有效的潤滑。精密控制間隙，及時更換已有磨損的活塞環(huán)，保證油 液黏度合適、循環(huán)迅速，定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
[0012] 3.減少壓力損失:氣路系統(tǒng)包括濾風(fēng)器、吸排氣閥、冷卻器等能夠?qū)嚎s氣體運(yùn)輸 到使用設(shè)備。如果出現(xiàn)吸排氣閥失修或修理不當(dāng)?shù)葐栴}，會形成漏氣，減少排氣量，從而降 低氣體壓縮機(jī)運(yùn)行效率。
[0013] 4.提高交換熱性能:氣體壓縮機(jī)壓縮氣體有等溫、絕熱、多變壓縮=種，理論上等 溫壓縮能耗最小，但實(shí)際運(yùn)行過程中都是多變壓縮。
[0014] 5.無功補(bǔ)償節(jié)能:氣體壓縮機(jī)通常使用異步電動機(jī)，而異步電動機(jī)的功率因數(shù)比 較低，多在0.2-0.85之間，隨負(fù)載的變化而大幅度變化，能量損耗大。
[0015] 6.變頻調(diào)速節(jié)能;變頻調(diào)速節(jié)能通過在電網(wǎng)與電動機(jī)間安設(shè)變頻器改變電壓和電 動機(jī)頻率，來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速。通過變頻器控制空壓機(jī)轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)能量，滿足輕載的運(yùn)行 需要，讓排氣量與用氣量相匹配。通過實(shí)踐證明，使用變頻調(diào)速方法能夠提高空壓機(jī)輕載運(yùn) 行狀態(tài)下的工作效率，減少空壓機(jī)的能量消耗，為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)控制輸 出壓力，將反饋信號接到變頻器上，再與給定信號做比較，由PID調(diào)節(jié)后將綜合信號發(fā)送到 輸入給定端，按壓力變動量調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。
[0016] 7.多機(jī)組群控節(jié)能：在用氣量很大并且用氣負(fù)荷波動較大的場合，使用單臺大容 量氣體壓縮機(jī)難W滿足氣量調(diào)節(jié)的需要，而常使用多臺氣體壓縮機(jī)。多機(jī)組群控技術(shù)是在 多臺氣體壓縮機(jī)運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效方法之一，它根據(jù)實(shí)際用氣量選定需要的機(jī)器 和臺數(shù)，消除了不必要的浪費(fèi)情況，具有顯著的節(jié)能效果。
[0017] 從傳統(tǒng)氣體壓縮機(jī)節(jié)能節(jié)電的方法可W看出，均是從機(jī)械或電器變頻方面改善氣 體壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)及電機(jī)轉(zhuǎn)速、減少電耗，從而達(dá)到節(jié)能節(jié)電的目的，但其節(jié)能節(jié)電效果不是十 分顯著。
[0018] 另外，還有應(yīng)用其它一些技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)氣體壓縮機(jī)節(jié)能節(jié)電，例如公布日為 2010.06.09、公布號為CN 101716138A的中國實(shí)用新型專利申請公開了一種增壓空氣源熱 累熱水器，其包含有氣體壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)的出口經(jīng)帶有流量調(diào)節(jié)閥的旁路與一個氣體混 合器的氣體進(jìn)口連接，該氣體混合器具體為噴射器，上述旁路與噴射器的工作流體進(jìn)口連 接，另外噴射器的喉部與蒸發(fā)器的出口相連，噴射器的出口與壓縮機(jī)進(jìn)口連接，從壓縮機(jī)所 連的旁路管引出的高溫高壓冷凝氣作為工作流體，引射從蒸發(fā)器進(jìn)入噴射器的低壓冷凝 劑，然后一起進(jìn)入噴射器的擴(kuò)壓段而提高壓縮機(jī)的吸入壓力，實(shí)現(xiàn)能效比的增大，進(jìn)而節(jié)能 節(jié)電。但是，該氣體壓縮機(jī)的工作介質(zhì)是冷凝劑，由于噴射器引射動力有限，其并不能適用 于W空氣作為工作介質(zhì)的氣體壓縮機(jī)，難W起到增壓的效果。此外，上述氣體混合器常用的 氣體放大器或噴射器，由于其單獨(dú)閉路使用時，存在波動大、排氣量小、壓力不足W及無法 引入外界補(bǔ)充氣體W增加氣量的問題，致使其適用范圍受到了很大的限制。
[0019] 氣體空氣壓縮機(jī)的自然進(jìn)氣量為空氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)吸氣量。由于大氣的密度與海 拔高度有關(guān)。同一臺氣體壓縮機(jī)在不同地區(qū)由于海拔高度不同，在消耗同樣功率的情況下， 排氣產(chǎn)量是不一樣的，運(yùn)是因?yàn)?，進(jìn)氣重量流量決定著氣體壓縮機(jī)的產(chǎn)排氣量。下面是海拔 高度對空氣壓縮機(jī)排氣量的影響:根據(jù)公式Q(進(jìn)氣重量流量）=丫（進(jìn)氣空氣密度）XV(進(jìn) 氣空氣體積），所W，空氣壓縮機(jī)在某個海拔高度下的實(shí)際排氣量與當(dāng)?shù)乜諝獾拿芏瘸烧?比。不同海拔高度，其大氣重量流量不同，因此排氣量也不同。根據(jù)大氣的重量流量不同，計(jì) 算的結(jié)果列表如下：

[0021 ]由上述分析可知：空氣壓縮機(jī)實(shí)際排氣量=設(shè)計(jì)額定排氣量X相對排氣因子。由 此可W看出地區(qū)差別對氣體壓縮機(jī)效率的影響是非常大的，因此提高氣體壓縮機(jī)進(jìn)口氣體 重量流量，對降低氣體壓縮機(jī)的能耗和提高排氣量是非常有效的。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0022] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種節(jié)能節(jié)電氣體壓縮系統(tǒng)， 該系統(tǒng)節(jié)能節(jié)電效果好且適用范圍廣。
[0023] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種節(jié)能節(jié)電氣體壓縮系統(tǒng)，包 括氣體壓縮機(jī)及連接在氣體壓縮機(jī)輸入口的氣體混合器，氣體壓縮機(jī)的輸出口通過主旁路 與氣體混合器的工作流體入口連接，所述氣體混合器的輸出口與氣體壓縮機(jī)的輸入口連 接，該系統(tǒng)還包括換熱器、汽輪機(jī)、風(fēng)機(jī)，所述汽輪機(jī)的動力輸出端直接驅(qū)動風(fēng)機(jī)或者傳動 連接發(fā)電機(jī)并由發(fā)電機(jī)向風(fēng)機(jī)提供電力運(yùn)行;所述氣體壓縮機(jī)的輸出口除了主旁路外還引 出有第一旁路，其與換熱器的氣體輸入口連接而向換熱器提供熱源，所述換熱器還與汽輪 機(jī)通過輸送換熱劑的換熱管路相連而向汽輪機(jī)提供動力源，所述風(fēng)機(jī)的輸出口與氣體混合 器的輸入口相接。
[0024] 所述換熱器的用于輸出換熱后的低溫氣體的氣體輸出口連接到氣體壓縮機(jī)的輸 入口。
[0025] 所述氣體混合調(diào)節(jié)器的輸出口與氣體壓縮機(jī)的輸入口之間設(shè)有第二引射器，所述 換熱器的用于輸出換熱后的低溫氣體的氣體輸出口與第二引射器的工作流體進(jìn)口連接，氣 體混合調(diào)節(jié)器的輸出口與第二引射器的引射氣體進(jìn)口連接。
[0026] 所述第一旁路上串接有用于將第一旁路輸出的高壓氣體轉(zhuǎn)化為高溫氣體和低溫 氣體的滿流冷熱分離管，滿流冷熱分離管具有=個端口，分別為:與氣體壓縮機(jī)出口連接的 壓縮氣體輸入口、用于排出冷氣流的排冷口、排出熱氣流的排熱口，排熱口與換熱器的氣體 輸入口連接。
[0027] 所述排冷口與主旁路的入口連接或者與壓縮機(jī)的主輸出口連接。
[00%]所述風(fēng)機(jī)的進(jìn)口端連接有氣體過濾器。
[0029] 所述主旁路被分成第二、=旁路兩條支路并通過智能控制器進(jìn)行流量控制;所述 氣體混合器是由氣體放大器和第一氣體引射器組合而成，氣體放大器的常壓氣體輸入口與 風(fēng)機(jī)的輸出口連接，氣體放大器的高壓氣體輸入口為氣體混合器的第一高壓氣體輸入口， 氣體放大器的氣體輸出口與第一氣體引射器的引射流體輸入口連接，第一氣體引射器的工 作流體輸入口為氣體混合器的第二高壓氣體輸入口；所述第一氣體引射器的輸出口是與空 氣壓縮機(jī)的輸入口連接的氣體混合器的輸出口；所述第二、=旁路分別與第一、二高壓氣體 輸入口連接。
[0030] 所述主旁路被分成第二、=旁路兩條支路并通過智能控制器進(jìn)行流量控制;所述 氣體混合器是由氣體放大器和第一氣體引射器組合而成，氣體放大器的常壓氣體輸入口與 風(fēng)機(jī)的輸出口連接，氣體放大器的高壓氣體輸入口為氣體混合器的第一高壓氣體輸入口， 氣體放大器的氣體輸出口與第一氣體引射器的引射流體輸入口連接，第一氣體引射器的工 作流體輸入口為氣體混合器的第二高壓氣體輸入口；所述第一氣體引射器的輸出口是與空 氣壓縮機(jī)的輸入口連接的氣體混合器的輸出口，其與第二引射器的引射氣體進(jìn)口連接，第 二引射器的輸出口與空氣壓縮機(jī)的輸入口連接;所述第二、=旁路分別與第一、二高壓氣體 輸入口連接。
[0031] 本實(shí)用新型提供的一種節(jié)能節(jié)電氣體壓縮系統(tǒng)中，除了通過主旁路引出部分高壓 氣體輸入到混合調(diào)節(jié)器的工作流體輸入到增大氣體壓縮機(jī)的入口進(jìn)氣量之外，氣體壓縮機(jī) 還通過第一旁路輸出另外一部分高溫高壓氣體，并將其輸入到換熱器中，通過換熱器中的 換熱劑吸熱汽化對汽輪機(jī)做功帶動風(fēng)機(jī)工作，風(fēng)機(jī)提高了氣體混合器的輸入口氣體的動力 和進(jìn)氣量，從而進(jìn)一步增大氣體混合器的吸入量，進(jìn)而增大氣體壓縮機(jī)的排氣量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能 節(jié)電且節(jié)能節(jié)電效果顯著有效；同時該系統(tǒng)中的利用換熱器、汽輪機(jī)設(shè)備對氣體壓縮機(jī)的 熱能進(jìn)行了回收利用，不但避免了能源的浪費(fèi)，而且減少了使用者的經(jīng)濟(jì)投入。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本實(shí)用新型一種節(jié)能節(jié)電氣體壓縮系統(tǒng)實(shí)施例的原理圖；
[0033] 圖2是引射器和氣體放大器組合使用的結(jié)構(gòu)圖；
[0034] 圖3是滿流管裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
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