一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统论文和设计-付立

全文摘要

本实用新型涉及能源集成技术，旨在提供一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统。包括燃气内燃机、发电机、余热锅炉、溴化锂制冷机、第一换热器、第二换热器、除湿机、空压机主机、冷却器、冷干机和储气罐；其中，余热锅炉和燃气内燃机均以天然气为燃料，前者的蒸汽排放管路分别接至溴化锂制冷机和第一换热器；燃气内燃机的输出端接至发电机，其缸套分别连接除湿机和第二换热器；燃气内燃机的烟气出口接至余热锅炉；除湿机连接至空压机主机，空压机主机的出口依次连接冷却器、冷干机和储气罐。该系统充分利用了各系统的余热资源，实现能源的综合梯级利用，提高能源利用效率。提高压缩空气的产品质量，并实现对外供冷的功能，降低了能耗。

主设计要求

1.一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统，包括天然气分布式能源系统与无油式压缩空气系统；其特征在于，所述天然气分布式能源系统包括燃气内燃机、发电机、余热锅炉、溴化锂制冷机、第一换热器和第二换热器，所述无油式压缩空气系统包括除湿机、空压机主机、冷却器、冷干机和储气罐；其中，余热锅炉和燃气内燃机均以天然气为燃料，前者的蒸汽排放管路分为两路，一路接至溴化锂制冷机用于制冷，另一路接至第一换热器用于对外供热；燃气内燃机的输出端接至发电机用于对外供电，其缸套通过管路分别连接除湿机和第二换热器，后者用于对外供热；燃气内燃机的烟气出口接至余热锅炉，用于辅助生成蒸汽；所述除湿机通过管路连接至空压机主机，空压机主机的出口通过管路依次连接冷却器、冷干机和储气罐，用于对外供气。

设计方案

1.一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统，包括天然气分布式能源系统与无油式压缩空气系统；其特征在于，所述天然气分布式能源系统包括燃气内燃机、发电机、余热锅炉、溴化锂制冷机、第一换热器和第二换热器，所述无油式压缩空气系统包括除湿机、空压机主机、冷却器、冷干机和储气罐；其中，

余热锅炉和燃气内燃机均以天然气为燃料，前者的蒸汽排放管路分为两路，一路接至溴化锂制冷机用于制冷，另一路接至第一换热器用于对外供热；燃气内燃机的输出端接至发电机用于对外供电，其缸套通过管路分别连接除湿机和第二换热器，后者用于对外供热；燃气内燃机的烟气出口接至余热锅炉，用于辅助生成蒸汽；

所述除湿机通过管路连接至空压机主机，空压机主机的出口通过管路依次连接冷却器、冷干机和储气罐，用于对外供气。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却器接有冷却水进出管路，经换热后的排放管路分为两路，一路接至余热锅炉用于生成蒸汽，另一路用于对外供热。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述除湿机与空压机主机之间设有空气过滤器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷干机的出入口管路上分别设置空气过滤器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述溴化锂制冷机是具备烟气-热水双效运行模式的溴化锂制冷机。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一换热器是板式换热器，由外部补充的给水与来自余热锅炉的蒸汽实现换热。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二换热器是板式换热器，由外部补充的给水与来自燃气内燃机缸套的热水实现换热。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空压机主机是无油式螺杆压缩机、离心压缩机或活塞式压缩机。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却器是板式换热器，由外部补充的给水与来自空压机主机的热空气实现换热。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管路上设有阀门。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及能源集成技术，尤其涉及一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统。

背景技术

随着经济的发展，人口增加和人们生活水平不断提高，能源消费量持续增长，节能与环保成为我国能源领域中关注的焦点。在生产生活领域越来越重视回收和利用资源，而在分布式能源系统及压缩空气系统中，特别注重余热资源的回收利用。

分布式能源系统是近年来刚在我国投入应用并发展的新型能源供应系统，其直接面向用户提供各种形式能量(冷、热、电)的中小型终端供能系统,它不同于传统的集中式能源生产与供应模式,而是分散在用户端,以能源综合梯级利用模式，能更好地回收低温余热,达到更高的能源利用率、供能安全性以及更好的环保性能等多项目标。

压缩空气系统是一种传统的能源系统，空压机作为动力源，广泛应用于矿山开采、机械制造、建筑、纺织、石油化工及其它需要压缩气体的场所。空压机将电动机的部分机械能转化成空气的压力能，在此过程中，产生大量的热能。美国能源局的一项统计显示，压缩机运行过程中真正用于增加空气势能而消耗的电量仅占其总电耗的15％，其余的几乎都转化为热量。为了保证空压机的正常运行，这部分热量主要通过空气冷却或水冷却排到大气中去，这样造成了能源的极大浪费而且产生了废热污染大气。

目前国内针对单个系统所开展的余热回收利用技术相对成熟，而同时应用此两种能源系统的场所能将两大系统高效集成者却相对很少，基于此，本实用新型提出一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统。

为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统，包括天然气分布式能源系统与无油式压缩空气系统；所述天然气分布式能源系统包括燃气内燃机、发电机、余热锅炉、溴化锂制冷机、第一换热器和第二换热器，所述无油式压缩空气系统包括除湿机、空压机主机、冷却器、冷干机和储气罐；其中，

所述除湿机通过管路连接至空压机主机，空压机主机的出口通过管路依次连接冷却器、冷干机和储气罐，用于对外供气。

作为一种改进，所述冷却器接有冷却水进出管路，经换热后的排放管路分为两路，一路接至余热锅炉用于生成蒸汽，另一路用于对外供热。

作为一种改进，所述除湿机与空压机主机之间设有空气过滤器。

作为一种改进，所述冷干机的出入口管路上分别设置空气过滤器。

作为一种改进，所述溴化锂制冷机是具备烟气-热水双效运行模式的溴化锂制冷机。

作为一种改进，所述第一换热器是板式换热器，由外部补充的给水与来自余热锅炉的蒸汽实现换热。

作为一种改进，所述第二换热器是板式换热器，由外部补充的给水与来自缸套的热水实现换热。

作为一种改进，所述空压机主机是无油式螺杆压缩机、离心压缩机或活塞式压缩机。

作为一种改进，所述冷却器是板式换热器，由外部补充的给水与来自空压机主机的热空气实现换热。

作为一种改进，所述管路上设有阀门。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

(1)该系统整合了天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统，能充分利用了各系统的余热资源，实现能源的综合梯级利用，大大提高能源利用效率。

(2)该系统特别地将天然气分布式能源站余热资源对压缩空气系统入口空气除湿，提高了压缩空气的产品质量，并实现了利用压缩空气系统余热资源驱动溴化锂机组对外供冷的功能，降低了能耗。

附图说明

图1为本实用新型所述系统的结构示意图。

图中附图标记：燃气内燃机1；发电机2；余热锅炉3；阀门4；溴化锂制冷机5；阀门6；第一换热器7；阀门8；第二换热器9；阀门10；除湿机11；阀门12；空气过滤器13；阀门14；空压机主机15；冷却器16；空气过滤器17；冷干机18；空气过滤器19；储气罐20。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

天然气分布式能源与无油式压缩空气集成系统，包括天然气分布式能源系统与无油式压缩空气系统；所述天然气分布式能源系统包括燃气内燃机1、发电机2、余热锅炉3、溴化锂制冷机5、第一换热器7和第二换热器9；所述无油式压缩空气系统包括除湿机11、空压机主机15、冷却器16、冷干机18和储气罐20；其中，

余热锅炉3和燃气内燃机1均以天然气为燃料，前者的蒸汽排放管路分为两路，一路接至溴化锂制冷机5用于制冷，另一路接至第一换热器7用于对外供热；燃气内燃机1的输出端接至发电机2用于对外供电，其缸套通过管路分别连接除湿机11和第二换热器9，后者用于对外供热；燃气内燃机1的烟气出口接至余热锅炉3，用于辅助生成蒸汽；除湿机11通过管路连接至空压机主机15，空压机主机15的出口通过管路依次连接冷却器16、冷干机18和储气罐20，用于对外供气。冷却器16接有冷却水进出管路，经换热后的排放管路分为两路，一路接至余热锅炉3用于生成蒸汽，另一路用于对外供热。

余热锅炉3利用天然气燃烧释热量，同时回收利用燃气内燃机1排放的高温烟气余热来加热补入的水(或由冷却器16换热产生的热水)以生成蒸汽。溴化锂制冷机5具备烟气-热水双效运行模式，能利用蒸汽驱动制冷并对外供冷。第一换热器7是板式换热器，由外部补充的给水与来自余热锅炉3的蒸汽实现换热。第二换热器9是板式换热器，由外部补充的给水与来自缸套的高温热水实现换热。

除湿机11采用溶液吸收式除湿技术，可由除湿器、再生器和热回收装置组成，主要利用燃气内燃机1高温缸套水的余热对进入空压站的空气进行除湿，以降低空气中水分含量。空压机主机15可选无油式螺杆压缩机、离心压缩机或活塞式压缩机。冷却器16利用外来补水与经过空压机压缩后的高温压缩空气交换出热水，冬季工况时可对外供应热水，夏季工况时可将热水引至余热锅炉3，被进一步加热生成蒸汽驱动溴化锂机组5制冷。冷干机18主要利用冷介质与压缩空气进行热交换，把压缩空气温度降到一定的露点温度，使压缩空气中含水量趋于超饱和的状态，从而除去压缩空气中的水分。在除湿机与空压机主机之间设有空气过滤器13，在冷干机18的出入口管路上分别设置空气过滤器17、19，用于过滤进入空压站的空气以及经过空压机压缩后的空气，降低其灰尘、铁锈等杂质含量。为便于控制，在各连接管路上分别设有阀门。

本实用新型所述系统的工作原理如下：

天然气经过在燃气内燃机1中燃烧，驱动发电机2发电对外供电，余热锅炉3利用天然气燃烧以及燃气内燃机1高温烟气的热量加热给水生产蒸汽，所生成蒸汽可分两路使用，一路在夏季工况用来驱动溴化锂制冷机5对外供冷，一路可通过第一换热器7与外来补水交换出热水对外供应；用来冷却燃气内燃机1的高温缸套水可以分两路对外使用，一路可在冬季工况经由第二换热器9将热量交换给补水对外供热水，一路驱动除湿机11对压缩空气系统入口空气除湿；经过除湿过滤后的空气进入无油式空压机主机15，经压缩后产生高温压缩空气通过冷却器16与外来补水交换出热水可对外供应热水，夏季工况时可将热水引至余热锅炉3加热生产蒸汽驱动溴化锂制冷机5制冷，冷却后的压缩空气经多级过滤以及经冷干机18降至一定露点温度后引入储气罐20对外供气。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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