节能节电气体压缩系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种节能节电气体压缩系统。
【背景技术】
[0002] 气体压缩机是压缩气体制成高压气体，W提供气体压力能的机械，是气源装置的 主体。按工作原理区分，气体压缩机有容积式、速度式，前者通过压缩气体体积增加分子密 度来提高气体压力，后者通过提高气体分子速度增加分子动能来提高气体压力。目前常用 的气体压缩机有螺杆式、活塞式、离屯、式、滑片式、满旋式气体压缩机等等。据权威机构检 ，气体压缩机所消耗的电能仅有10%转化成压缩气体，剩下的90%转化为热能，运90%的 热能通过压缩机内的级间和末端冷却器排入冷却水循环系统中通过凉水塔释放到大气环 境中。由此可见，对于气体压缩机配套的电动机而言，其做功消耗的电能大，不但增加了使 用者额外的经济投入，而且对能源也造成了严重的浪费。
[0003] 气体压缩机运行耗能的问题：
[0004] 1.卸载运行状态下耗能严重:我国气体压缩机的负荷率在66%左右，其余时间都 是处于卸载运行状态。对于螺杆气体压缩机等使用传统调节方式的气体压缩机而言，卸载 运行状态下的能耗是满载运行状态下的20% W上，有的气体压缩机甚至达到40%左右，能 耗占总能耗的9%-18%，浪费程度十分的严重。
[0005] 2.起动电流过大:气体压缩机起动电流能够达到额定电流的5倍到7倍，冲击电网 容易导致电网不稳，甚至威胁到用电设备的稳定运行，减短气体压缩机的寿命。
[0006] 3.自动化程度低:传统气体压缩机的调节是依靠控制调节阀和加/卸载阀实现的， 存在速度慢、压力不稳、精度低等缺点。
[0007] 4.维护量大：由于气体压缩机起动时对设备的冲击电流很大，使电动机受到了比 较大的磨损，而且加/卸载的运行方式使部件不断进行反复动作，导致部件老化速度加快， 设备维护的工作量很大。
[000引5.噪音大:持续高速、超负荷、加/卸载等导致气体压缩机运行耗钱产生的噪音很 大。
[0009] 气体压缩机的节能方法：
[0010] 1.提高传动效率:选择高质量、精度的带轮、胶带、端面齿等，负载不均匀时一次性 更换全部胶带，安装时认真调整中屯、距，保证所有胶带受到相同的张紧力，可W有效的提高 其传动效率。
[0011] 2.降低摩擦功耗:活塞、缸套间的间隙大小和润滑情况影响着气体压缩机效率。只 有合适的间隙下才能保持有效的润滑。精密控制间隙，及时更换已有磨损的活塞环，保证油 液黏度合适、循环迅速，定期进行维护保养。
[0012] 3.减少压力损失:气路系统包括滤风器、吸排气阀、冷却器等能够将压缩气体运输 到使用设备。如果出现吸排气阀失修或修理不当等问题，会形成漏气，减少排气量，从而降 低气体压缩机运行效率。
[0013] 4.提高交换热性能:气体压缩机压缩气体有等溫、绝热、多变压缩=种，理论上等 溫压缩能耗最小，但实际运行过程中都是多变压缩。
[0014] 5.无功补偿节能:气体压缩机通常使用异步电动机，而异步电动机的功率因数比 较低，多在0.2-0.85之间，随负载的变化而大幅度变化，能量损耗大。
[0015] 6.变频调速节能;变频调速节能通过在电网与电动机间安设变频器改变电压和电 动机频率，来实现电动机调速。通过变频器控制空压机转速，来调节能量，满足轻载的运行 需要，让排气量与用气量相匹配。通过实践证明，使用变频调速方法能够提高空压机轻载运 行状态下的工作效率，减少空压机的能量消耗，为企业创造更好的经济效益。该系统控制输 出压力，将反馈信号接到变频器上，再与给定信号做比较，由PID调节后将综合信号发送到 输入给定端，按压力变动量调整电动机的转速和功率。
[0016] 7.多机组群控节能：在用气量很大并且用气负荷波动较大的场合，使用单台大容 量气体压缩机难W满足气量调节的需要，而常使用多台气体压缩机。多机组群控技术是在 多台气体压缩机运行条件下实现节能的有效方法之一，它根据实际用气量选定需要的机器 和台数，消除了不必要的浪费情况，具有显著的节能效果。
[0017] 从传统气体压缩机节能节电的方法可W看出，均是从机械或电器变频方面改善气 体压缩机结构及电机转速、减少电耗，从而达到节能节电的目的，但其节能节电效果不是十 分显著。
[0018] 另外，还有应用其它一些技术手段实现气体压缩机节能节电，例如公布日为 2010.06.09、公布号为CN 101716138A的中国实用新型专利申请公开了一种增压空气源热 累热水器，其包含有气体压缩机，该压缩机的出口经带有流量调节阀的旁路与一个气体混 合器的气体进口连接，该气体混合器具体为喷射器，上述旁路与喷射器的工作流体进口连 接，另外喷射器的喉部与蒸发器的出口相连，喷射器的出口与压缩机进口连接，从压缩机所 连的旁路管引出的高溫高压冷凝气作为工作流体，引射从蒸发器进入喷射器的低压冷凝 剂，然后一起进入喷射器的扩压段而提高压缩机的吸入压力，实现能效比的增大，进而节能 节电。但是，该气体压缩机的工作介质是冷凝剂，由于喷射器引射动力有限，其并不能适用 于W空气作为工作介质的气体压缩机，难W起到增压的效果。此外，上述气体混合器常用的 气体放大器或喷射器，由于其单独闭路使用时，存在波动大、排气量小、压力不足W及无法 引入外界补充气体W增加气量的问题，致使其适用范围受到了很大的限制。
[0019] 气体空气压缩机的自然进气量为空气压缩机的设计吸气量。由于大气的密度与海 拔高度有关。同一台气体压缩机在不同地区由于海拔高度不同，在消耗同样功率的情况下， 排气产量是不一样的，运是因为，进气重量流量决定着气体压缩机的产排气量。下面是海拔 高度对空气压缩机排气量的影响:根据公式Q(进气重量流量）=丫（进气空气密度）XV(进 气空气体积），所W，空气压缩机在某个海拔高度下的实际排气量与当地空气的密度成正 比。不同海拔高度，其大气重量流量不同，因此排气量也不同。根据大气的重量流量不同，计 算的结果列表如下：
[0021 ]由上述分析可知：空气压缩机实际排气量=设计额定排气量X相对排气因子。由 此可W看出地区差别对气体压缩机效率的影响是非常大的，因此提高气体压缩机进口气体 重量流量，对降低气体压缩机的能耗和提高排气量是非常有效的。 【实用新型内容】
[0022] 针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种节能节电气体压缩系统， 该系统节能节电效果好且适用范围广。
[0023] 为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种节能节电气体压缩系统，包 括气体压缩机及连接在气体压缩机输入口的气体混合器，气体压缩机的输出口通过主旁路 与气体混合器的工作流体入口连接，所述气体混合器的输出口与气体压缩机的输入口连 接，该系统还包括换热器、汽轮机、风机，所述汽轮机的动力输出端直接驱动风机或者传动 连接发电机并由发电机向风机提供电力运行;所述气体压缩机的输出口除了主旁路外还引 出有第一旁路，其与换热器的气体输入口连接而向换热器提供热源，所述换热器还与汽轮 机通过输送换热剂的换热管路相连而向汽轮机提供动力源，所述风机的输出口与气体混合 器的输入口相接。
[0024] 所述换热器的用于输出换热后的低溫气体的气体输出口连接到气体压缩机的输 入口。
[0025] 所述气体混合调节器的输出口与气体压缩机的输入口之间设有第二引射器，所述 换热器的用于输出换热后的低溫气体的气体输出口与第二引射器的工作流体进口连接，气 体混合调节器的输出口与第二引射器的引射气体进口连接。
[0026] 所述第一旁路上串接有用于将第一旁路输出的高压气体转化为高溫气体和低溫 气体的满流冷热分离管，满流冷热分离管具有=个端口，分别为:与气体压缩机出口连接的 压缩气体输入口、用于排出冷气流的排冷口、排出热气流的排热口，排热口与换热器的气体 输入口连接。
[0027] 所述排冷口与主旁路的入口连接或者与压缩机的主输出口连接。
[00%]所述风机的进口端连接有气体过滤器。
[0029] 所述主旁路被分成第二、=旁路两条支路并通过智能控制器进行流量控制;所述 气体混合器是由气体放大器和第一气体引射器组合而成，气体放大器的常压气体输入口与 风机的输出口连接，气体放大器的高压气体输入口为气体混合器的第一高压气体输入口， 气体放大器的气体输出口与第一气体引射器的引射流体输入口连接，第一气体引射器的工 作流体输入口为气体混合器的第二高压气体输入口；所述第一气体引射器的输出口是与空 气压缩机的输入口连接的气体混合器的输出口；所述第二、=旁路分别与第一、二高压气体 输入口连接。
[0030] 所述主旁路被分成第二、=旁路两条支路并通过智能控制器进行流量控制;所述 气体混合器是由气体放大器和第一气体引射器组合而成，气体放大器的常压气体输入口与 风机的输出口连接，气体放大器的高压气体输入口为气体混合器的第一高压气体输入口， 气体放大器的气体输出口与第一气体引射器的引射流体输入口连接，第一气体引射器的工 作流体输入口为气体混合器的第二高压气体输入口；所述第一气体引射器的输出口是与空 气压缩机的输入口连接的气体混合器的输出口，其与第二引射器的引射气体进口连接，第 二引射器的输出口与空气压缩机的输入口连接;所述第二、=旁路分别与第一、二高压气体 输入口连接。
[0031] 本实用新型提供的一种节能节电气体压缩系统中，除了通过主旁路引出部分高压 气体输入到混合调节器的工作流体输入到增大气体压缩机的入口进气量之外，气体压缩机 还通过第一旁路输出另外一部分高溫高压气体，并将其输入到换热器中，通过换热器中的 换热剂吸热汽化对汽轮机做功带动风机工作，风机提高了气体混合器的输入口气体的动力 和进气量，从而进一步增大气体混合器的吸入量，进而增大气体压缩机的排气量，实现节能 节电且节能节电效果显著有效；同时该系统中的利用换热器、汽轮机设备对气体压缩机的 热能进行了回收利用，不但避免了能源的浪费，而且减少了使用者的经济投入。
【附图说明】
[0032] 图1是本实用新型一种节能节电气体压缩系统实施例的原理图；
[0033] 图2是引射器和气体放大器组合使用的结构图；
[0034] 图3是满流管装置的结构图。
【具体实施方式】
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