一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于压缩空气制取装置领域，特别涉及一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置。
【背景技术】
[0002]在钢铁、有色金属、石油化工、建材、轻工等诸多行业中，生产企业有着大量低品位余热，包括烟气、蒸汽和工业废气等，这些热量品位低、数量大、分布散，基本不能为生产所用。在当前节能减排的政策背景下，低品味余热余压利用技术和智慧化节能装备越来越受到工业界和学术界的重视。
[0003]利用0RC实现中低温余热发电的技术上非常成熟，但投资的经济性较差，目前已经有大量的应用。如果将中低温余热的能量直接回收实现机械再驱动，是具有较高经济性的节能环保新技术。
[0004]一般地，透平包括透平膨胀机和透平压缩机。在工业中普遍应用的是大型透平，例如:高炉煤气余压发电透平装置(简称TRT)、烟气余热发电透平装置等等，这些透平膨胀装置主要面向内功率在1MW以上才具有经济性，且体积十分庞大、结构十分复杂、运维成本非常高。不适合分布式能源的应用。
[0005]面向低品位余热应用的小功率透平膨胀机，目前在0RC发电上已经有一些尝试应用，但小功率透平膨胀机(小涡轮)直联小型压缩机的鼓风装置尚未见报道。
[0006]压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。应用流程中的低品位余热实现透平的直接鼓风，可以制取压缩空气。
[0007]压缩空气储能是一个非常好的方向，在空气的压缩过程中也会产生大量的余热和余压，应用余热透平实现直接鼓风，可以大幅提高压缩空气在储能与用能的转换效率。
[0008]现有的工业中低温余热余压气体，如果应用余热透平直接实现鼓风，可以减少流程工业的风机能耗，大幅度提高余热能源的利用效率，实现系统节能，具有广阔的应用前景。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能将工业低品位蒸汽导入透平膨胀机，进而驱动同轴的透平压缩机制取压缩空气的装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是:
[0010]提供一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，包括制取装置、蒸汽冷凝装置、润滑系统，所述制取装置包括透平膨胀机、透平压缩机、进气管路、出气管路；进气管路的一端作为进气端，另一端与透平膨胀机的入口连接，且进气管路的进气端处设有调压阀，用于调节进气管路内的压力；所述出气管路的一端作为压缩空气出口，另一端与透平压缩机的出口连接，且出气管路上还连接有流量压力温度测试装置，流量压力温度测试装置包括流量传感器、压力传感器、温度传感器；所述透平膨胀机与透平压缩机同轴连接，透平膨胀机能驱动透平压缩机工作，透平压缩机还设有空气进口 ；
[0011]所述蒸汽冷凝装置包括尾汽管路、冷凝器、排放管路；尾汽管路的一端与透平膨胀机的出口连接，另一端连接到冷凝器的入口 ；所述排放管路的一端作为疏水排放端口，另一端与冷凝器的出口连接，且排放管路的疏水排放端口处安装有疏水截止阀；
[0012]所述润滑系统是能用于提供润滑剂的附属装置，设置在透平膨胀机和透平压缩机周围，用于实现透平轴的润滑、以及对透平膨胀机和透平压缩机进行润滑。
[0013]作为进一步的改进，所述蒸汽微透平制取压缩空气的装置还包括控制系统，控制系统采用可编程逻辑控制器，不仅能实现压缩空气制取的基本控制，而且还能利用管路上的传感器(温度传感器、压力传感器等)、阀门来进行安全与稳定的控制。本领域技术人员可根据本实用新型所述功能，对现有技术手段加以利用以实现相关功能，由于这些内容并非本实用新型重点，故不再赘述。
[0014]作为进一步的改进，所述进气管路上安装有温度传感器和压力传感器，用于监控进气管路内的蒸汽温度和压力。
[0015]作为进一步的改进，所述尾汽管路上安装有温度传感器和压力传感器，用于监控尾汽管路内的蒸汽温度和压力。
[0016]作为进一步的改进，所述尾汽管路上还连接有旁通管路，旁通管路上安装有旁通阀。
[0017]作为进一步的改进，所述排放管路上还连接有排放支管，排放支管上安装有疏水截止阀。
[0018]作为进一步的改进，所述冷凝器采用空气冷凝器或者水冷式冷凝器。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0020]本实用新型能对工业低品位蒸汽实现高效利用，并用于制取工业生产过程中需求量大的压缩空气。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的整体示意图。
[0022]图2为本实用新型中透平膨胀机与透平压缩机的三维机械解剖图。
[0023]图中的附图标记为:1透平膨胀机；2透平压缩机；3进气端；4温度传感器；5压力传感器；6温度传感器；7压力传感器；8空气冷凝器；9旁通阀；10疏水截止阀；11疏水截止阀；12流量压力温度测试装置；13疏水排放端口 ；14空气进口 ；15压缩空气出口 ；16调压阀；17压缩机轮；18透平压缩机壳体；19透平叶片；20透平膨胀机壳体。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0025]如图1所示的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置包括制取装置、蒸汽冷凝装置、润滑系统、控制系统，能利用工业低品位蒸汽直接制取压缩空气。
[0026]制取装置包括透平膨胀机1、透平压缩机2、进气管路、出气管路。所述进气管路的一端作为进气端3，另一端与透平膨胀机1的入口连接。进气管路的进气端3处设有调压阀16，用于调节进气管路内的压力；进气管路上还安装有温度传感器4和压力传感器5，用于监控进气管路内的蒸汽温度和压力。所述出气管路的一端作为压缩空气出口 15，另一端与透平压缩机2的出口连接，且出气管路上还连接有流量压力温度测试装置12。如图2所示，透平膨胀机1与透平压缩机2同轴连接，透平膨胀机1能驱动透平压缩机2工作，透平压缩机2还设有空气进口 14。
[0027]蒸汽冷凝装置包括尾汽管路、冷凝器、排放管路，本实施例中的冷凝器采用空气冷凝器8。所述尾汽管路的一端与透平膨胀机1的出口连接，另一端连接到空气冷凝器8的入口 ；且尾汽管路上安装有温度传感器6和压力传感器7，用于监控尾汽管路内的蒸汽温度和压力。尾汽管路上还连接有旁通管路，旁通管路上安装有旁通阀9，用于试验不经冷凝直接排放蒸汽的工况(涡轮背压基本为零)。所述排放管路的一端作为疏水排放端口 13，另一端与空气冷凝器8的出口连接；且排放管路的疏水排放端口 13处安装有疏水截止阀11。排放管路上还连接有排放支管，排放支管上也安装有疏水截止阀10。
[0028]润滑系统是指提供润滑剂的附属装置，设置在透平膨胀机1和透平压缩机2周围，用于实现透平轴的润滑、以及对透平膨胀机1和透平压缩机2进行润滑。
[0029]控制系统是指可编程逻辑控制器，控制系统不仅可以实现压缩空气基本控制，而且还可以根据管路上传感器(温度传感器、压力传感器等)、阀门等实现安全与稳定控制。
[0030]工作时，工业低品位蒸汽由进气端3进入透平膨胀机1做功，进而驱动同轴透平压缩机2，进行压缩空气制取。从透平膨胀机1出来的尾汽通过尾汽管路进入空气冷凝器8，尾汽经冷凝后，由疏水排放端口 13排放。
[0031]最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，包括制取装置、蒸汽冷凝装置、润滑系统，其特征在于，所述制取装置包括透平膨胀机、透平压缩机、进气管路、出气管路；进气管路的一端作为进气端，另一端与透平膨胀机的入口连接，且进气管路的进气端处设有调压阀，用于调节进气管路内的压力；所述出气管路的一端作为压缩空气出口，另一端与透平压缩机的出口连接，且出气管路上还连接有流量压力温度测试装置，流量压力温度测试装置包括流量传感器、压力传感器、温度传感器；所述透平膨胀机与透平压缩机同轴连接，透平膨胀机能驱动透平压缩机工作，透平压缩机还设有空气进口 ； 所述蒸汽冷凝装置包括尾汽管路、冷凝器、排放管路；尾汽管路的一端与透平膨胀机的出口连接，另一端连接到冷凝器的入口 ；所述排放管路的一端作为疏水排放端口，另一端与冷凝器的出口连接，且排放管路的疏水排放端口处安装有疏水截止阀； 所述润滑系统是能用于提供润滑剂的附属装置，设置在透平膨胀机和透平压缩机周围，用于实现透平轴的润滑、以及对透平膨胀机和透平压缩机进行润滑。2.根据权利要求1所述的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，其特征在于，所述蒸汽微透平制取压缩空气的装置还包括控制系统，控制系统采用可编程逻辑控制器，不仅能实现压缩空气制取的基本控制，而且还能利用管路上的传感器、阀门来进行安全与稳定的控制。3.根据权利要求1所述的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，其特征在于，所述进气管路上安装有温度传感器和压力传感器，用于监控进气管路内的蒸汽温度和压力。4.根据权利要求1所述的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，其特征在于，所述尾汽管路上安装有温度传感器和压力传感器，用于监控尾汽管路内的蒸汽温度和压力。5.根据权利要求1所述的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，其特征在于，所述尾汽管路上还连接有旁通管路，旁通管路上安装有旁通阀。6.根据权利要求1所述的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，其特征在于，所述排放管路上还连接有排放支管，排放支管上安装有疏水截止阀。7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置，其特征在于，所述冷凝器采用空气冷凝器或者水冷式冷凝器。
【专利摘要】本实用新型涉及压缩空气制取装置领域，旨在提供一种蒸汽微透平制取压缩空气的装置。该种蒸汽微透平制取压缩空气的装置包括制取装置、蒸汽冷凝装置、润滑系统；所述制取装置包括透平膨胀机、透平压缩机、进气管路、出气管路，透平膨胀机与透平压缩机同轴连接，透平膨胀机能驱动透平压缩机工作；所述蒸汽冷凝装置包括尾汽管路、冷凝器、排放管路；所述润滑系统是能用于提供润滑剂的附属装置，设置在透平膨胀机和透平压缩机周围，用于实现透平轴的润滑、以及对透平膨胀机和透平压缩机进行润滑。本实用新型能对工业低品位蒸汽实现高效利用，并用于制取工业生产过程中需求量大的压缩空气。
【IPC分类】F04D25/04, F04D25/08, F01D25/30, F01D15/08, F01D25/32
【公开号】CN205064006
【申请号】CN201520804710
【发明人】许丹丹, 方飞龙, 沈新荣, 郁辉球
【申请人】杭州哲达科技股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月13日