一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统及其控制方法与流程

本发明属于压缩空气储能，具体涉及一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统及其控制方法。

背景技术：

1、压缩空气是工业上常用的环保动力源，它以清洁环保和取之不尽用之不竭的空气作为原料，通过空气压缩机(简称空压机)将原动机的机械能转换成气体压力能，是工业生产中常用的动力源，广泛应用于医药、食品、机械、电子、塑胶、纺织、电力以及建材等各行各业，针对喷涂、搅拌、输送等作业，几乎每一个工厂都会配备一个用于生产压缩空气的空压站。由于大部分电力用来压缩空气使用，空压站能耗与电力成本很高，通过储能的方法可以降低电力成本，但传统储能方法需要电力到其他能量形式之间的转化，而直接以压缩空气作为储能介质，可以省去能量形式转化过程中的环节，提高效率，降低成本。

2、空压机作为空压站的动力设备，其耗能十分严重，且一般空压站都会在用电高峰期进行工作，以供各工厂的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统及其控制方法，该系统可以加装在原有的空压站设备上，同时根据用电的高峰期和低谷期来选择不同的系统工作模式，实现电力的灵活存储及灵活供应，节约成本。

2、为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

3、一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，包括压缩机，压缩机的进气口通入空气，压缩机的排气口通过第一气路阀门与低压储气罐相连，低压储气罐连接可逆压缩膨胀螺杆机，可逆压缩膨胀螺杆机输出的高压气体通过第二气路阀门储存在高压储气罐内，可逆压缩膨胀螺杆机上还连接有高温液体管路与低温液体管路，高温液体管路与低温液体管路上分别经液体泵与阀门连接高温储液罐与低温储液罐，可逆压缩膨胀螺杆机输出的油液通过三通阀分别连接高温储液罐与低温储液罐；可逆压缩膨胀螺杆机连接电动机和发电机，电动机和发电机分别经第三开关和第二开关连接电源。

4、作为一种优选的方案，所述的可逆压缩膨胀螺杆机设置有若干个，若干个可逆压缩膨胀螺杆机依次连接，每一个可逆压缩膨胀螺杆机的排气口设置有分离器，分离器的气体出口通入下一级可逆压缩膨胀螺杆机，每一个分离器的液体出口通过三通阀分别连接高温储液罐与低温储液罐，最后一级分离器的气体出口连接第二气路阀门。

5、作为一种优选的方案，所述的压缩机连接电动机，电动机通过第一开关连接电源。

6、作为一种优选的方案，所述的低压储气罐与可逆压缩膨胀螺杆机之间设置有空气过滤器。

7、作为一种优选的方案，所述可逆压缩膨胀螺杆机输出的高压气体经过干燥器进行干燥之后再储存在高压储气罐内。

8、作为一种优选的方案，所述的高压储气罐内的气体压力为4mpa～10mpa，所述的低压储气罐通往工厂。

9、一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统的控制方法：根据用电的高峰期和低谷期来选择不同的系统工作模式；在用电的低谷期时，系统工作模式选择储能模式，由压缩机的进气口通入空气，压缩机将空气加压至工厂所需的目标压力并存储在低压储气罐内；低压储气罐内的空气再经过可逆压缩膨胀螺杆机进行压缩，低温储液罐内的油液通过液体泵增压之后进入可逆压缩膨胀螺杆机进行压缩吸热，输出的高压气体储存在高压储气罐内，输出的高温油液存储在高温储液罐内；在用电的高峰期时，系统工作模式选择膨胀发电模式，储存在高压储气罐内的高压气体进入可逆压缩膨胀螺杆机进行释能发电，膨胀至工厂所需的目标压力并存储在低压储气罐内；存储在高温储液罐内的高温油液通过液体泵增压之后进入可逆压缩膨胀螺杆机进行热量释放，输出的低温油液存储在低温储液罐内。

10、作为一种优选的方案，在用电的低谷期时，将第一开关闭合、第三开关闭合、第二开关断开，将第一气路阀门打开、第二气路阀门打开，将第二液体泵打开、第一液体泵关闭，将第二液路阀门打开、第一液路阀门关闭，此时电动机、压缩机和可逆压缩膨胀螺杆机处于工作状态，空气经过压缩机和可逆压缩膨胀螺杆机压缩成常温高压的空气后，储存在高压储气罐内。

11、作为一种优选的方案，在用电的高峰期时，将第一开关断开、第三开关断开、第二开关闭合，将第一气路阀门关闭、第二气路阀门打开，将第二液体泵关闭、第一液体泵打开，将第二液路阀门关闭、第一液路阀门打开，此时发电机、可逆压缩膨胀螺杆机处于工作状态，可逆压缩膨胀螺杆机所产生的膨胀功经过发电机进行发电。

12、相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：

13、本发明系统利用目前各个工厂都会配备的空压站已有设备，再搭配可逆压缩膨胀螺杆机及其附属装置，可以完成能量的削峰填谷，达到节能减成本的效果。可逆压缩膨胀螺杆机可以通过内容积比调节减小能耗，改善运行工况，同时可以配合可逆压缩膨胀螺杆机的串并联实现压力和流量从低到高的利用。该储能循环采用的工质为空气，空气是一种无毒无害无污染的天然工质，可以直接从环境中获取，取之不尽用之不竭，不需要成本。本发明系统安全无污染，节能高效。本发明系统有两种工作模式，在用电低谷期时，进行储能，将通过空压站原有压缩机设备进行增压并储存在低压储气罐内的低压空气进一步进行压缩，储存在高压储气罐内。空压站原有压缩机设备加压之后的工厂所需压力的空气存储在低压储气罐内。在用电高峰期时，进行膨胀发电，高压储气罐内高压常温空气进入可逆压缩膨胀螺杆机进行释能发电，膨胀至工厂所需压力，此时的压缩空气可供给医药、食品、机械、电子、塑胶、纺织、电力以及建材等各行各业，实现喷涂、搅拌、输送等作业。在用电低谷期，电价相较用电高峰期要低，因此在用电低谷期运转压缩机等耗能部件可以节约成本。而且，本发明的系统还可以在电价较高时，利用发电机回收可逆压缩膨胀螺杆机产生的膨胀功，用作其他电器的供电，相当于回收了一部分用电低谷期压缩机等部件的耗功。本发明系统高温与低温储液罐内的液体为水或油。总体来说，本发明系统的结构简单，耗电部件少，节约成本。

技术特征：

1.一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，其特征在于，包括压缩机(2)，压缩机(2)的进气口通入空气，压缩机(2)的排气口通过第一气路阀门(5)与低压储气罐(3)相连，低压储气罐(3)连接可逆压缩膨胀螺杆机(6)，可逆压缩膨胀螺杆机(6)输出的高压气体通过第二气路阀门(9)储存在高压储气罐(10)内，可逆压缩膨胀螺杆机(6)上连接有高温液体管路与低温液体管路，高温液体管路与低温液体管路上分别经液体泵与阀门连接高温储液罐(11)与低温储液罐(16)，可逆压缩膨胀螺杆机(6)输出的油液通过三通阀(23)分别连接高温储液罐(11)与低温储液罐(16)；可逆压缩膨胀螺杆机(6)连接电动机(18)和发电机(19)，电动机(18)和发电机(19)分别经第三开关(22)和第二开关(21)连接电源(17)。

2.根据权利要求1所述空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，其特征在于，所述的可逆压缩膨胀螺杆机(6)设置有若干个，若干个可逆压缩膨胀螺杆机(6)依次连接，每一个可逆压缩膨胀螺杆机(6)的排气口设置有分离器(7)，分离器(7)的气体出口通入下一级可逆压缩膨胀螺杆机(6)，每一个分离器(7)的液体出口通过三通阀(23)分别连接高温储液罐(11)与低温储液罐(16)，最后一级分离器(7)的气体出口连接第二气路阀门(9)。

3.根据权利要求1所述空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，其特征在于，所述的压缩机(2)连接电动机(18)，电动机(18)通过第一开关(20)连接电源(17)。

4.根据权利要求1所述空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，其特征在于，所述的低压储气罐(3)与可逆压缩膨胀螺杆机(6)之间设置有空气过滤器(4)。

5.根据权利要求1所述空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，其特征在于，所述可逆压缩膨胀螺杆机(6)输出的高压气体经过干燥器(8)进行干燥之后再储存在高压储气罐(10)内。

6.根据权利要求1所述空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统，其特征在于，所述的高压储气罐(10)内的气体压力为4mpa～10mpa，所述的低压储气罐(3)通往工厂。

7.一种如权利要求1至6中任意一项所述空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统的控制方法，其特征在于：根据用电的高峰期和低谷期来选择不同的系统工作模式；

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：

技术总结
一种空压站可逆压缩膨胀螺杆机系统及其控制方法，系统包括压缩机，压缩机的进气口通入空气，压缩机的排气口通过第一气路阀门与低压储气罐相连，低压储气罐连接可逆压缩膨胀螺杆机，可逆压缩膨胀螺杆机输出的高压气体通过第二气路阀门储存在高压储气罐内，可逆压缩膨胀螺杆机上连接有高温与低温液体管路，高温与低温液体管路上分别经液体泵与阀门连接高温储液罐与低温储液罐，可逆压缩膨胀螺杆机输出的油液通过三通阀分别连接高温储液罐与低温储液罐；可逆压缩膨胀螺杆机连接电动机和发电机，电动机和发电机分别经第三开关和第二开关连接电源。本发明系统可以加装在原有的空压站设备上，选择不同工作模式实现电力的灵活存储及灵活供应。

技术研发人员：齐天宇,张会明,赵宝国,李丹童,何志龙
受保护的技术使用者：冰轮低碳科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19