一种气热电三联供能源站的制作方法

1.本实用新型属于气热电三联供技术领域，具体涉及一种气热电三联供能源站。


背景技术：

2.随着新能源的不断发展，压缩空气作为一种重要的动力源，广泛应用于制药、电力、化工、食品等工业领域。压缩空气系统是火电机组中不可或缺的公用系统，热机、热控、除灰、仪控脱硫等系统需用到压缩空气。由于压缩空气易于获得易于制取的特点，目前大部分压缩空气用户通常采用自备电动空压机系统制取压缩空气。但是，小型电动空压机的制气效率较低，部分行业内的电动空压机缺乏专业人员的运行管理，空压机运行效率低，且空压机压缩热未经利用，系统能量损失较大。
3.随着产业园区一体化政策的不断推广和实施，工业产业经济不断集中，多能供应能源站在工业园区中的重要性不断凸显，因此设计可一体化提供各种用能的能源系统十分必要。
4.目前，各工业园区配套的能源站多为热电联供电站，热电联供电站可向园区内的各个用户提供稳定的电能和热能，而厂用压缩空气系统和用户用压缩空气多为自备的电动空压机。新型的气热电三联供能源站诞生于有大量稳定压缩空气利用量的工业园区，但目前余热利用范围较窄，仅实现空压机汽轮机的排汽回收，一次能源利用率不高。
5.基于此，提出一种气热电三联供能源站，对站内用能和余热统一规划，实现高效、可靠、经济的多能联供。


技术实现要素：

6.本实用新型针对现有气热电三联供能源站能源利用率不高的不足，提供一种气热电三联供能源站，对站内用能和余热统一规划，实现高效、可靠、经济的多能联供。
7.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种气热电三联供能源站，所述气热电三联供能源站包括：
8.给水系统，包括相连通的给水泵、换热设备和给泵汽轮机；
9.压缩空气系统，包括相连通的空气过滤器、空气压缩机、后处理设备和空压机汽轮机，所述后处理设备包括低压排汽加热器、前置冷却器和干燥罐；
10.发电供热系统，包括与所述换热设备相连通的发电汽轮机和发电机；
11.余热利用系统，包括相连通的补水加热器和中间冷却器；
12.其中，所述给水系统将高温高压的水蒸汽送入所述空压机汽轮机和所述发电汽轮机，所述空压机汽轮机带动所述空气压缩机，所述压缩空气系统将处理过的压缩空气送入压缩空气母管，所述发电汽轮机做功带动所述发电机发电，所述发电汽轮机的中间抽汽排入中压供热母管，所述发电汽轮机和空压机汽轮机的排汽带动所述给泵汽轮机并排入低压供热母管；
13.其中，所述前置冷却器和所述空气压缩机相连通并释放高压空气余热进行给水的
第一级加热，和/或，所述补水加热器和所述给泵汽轮机相连通并利用所述给泵汽轮机的排汽余热进行水的第二级加热，和/或，所述中间冷却器和所述空气压缩机相连通并利用所述空气压缩机的压缩热进行给水的第三级加热。
14.本实用新型的气热电三联供能源站，具有给水系统、压缩空气系统、发电供热系统、余热利用系统，电能、热能、压缩空气集体供应，统一管理，提高能效；余热分级利用，利用空压机压缩过程中产生的压缩热逐级加热给水，利用低压排汽余热来加热后处理装置所需的热压缩空气，提高系统
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效率。
15.作为改进，所述发电供热系统还包括低压减温减压器和中压减温减压器，所述给水系统产生的主蒸汽还通过所述中压减温减压器和所述低压减温减压器进行喷水减温减压后分别接入中压供热母管和低压供热母管。
16.作为改进，所述给水系统还包括与所述补水加热器相连的给水旁路，所述给水旁路与所述前置冷却器并联，所述给水旁路上设有前置旁路阀。
17.作为改进，所述空压机汽轮机带动所述空气压缩机对空气进行多级压缩，每一级压缩后产生的压缩热在所述中间冷却器中与水换热进行余热利用，最后一级压缩完成的热压缩空气直接进入所述后处理设备进行干燥处理。
18.作为改进，所述后处理设备包括两个并联的干燥罐，两个干燥罐切换使用，一个用来干燥空气的同时另一个利用热压缩空气进行热吹或冷吹再生。
19.作为改进，所述低压排汽加热器和所述空压机汽轮机之间设有温控阀。
20.作为改进，热吹再生过程中，热压缩空气的温度若低于所述干燥罐热吹再生的温度要求，通过低压排汽加热器加热至目标温度，以所述低压排汽加热器为热源，将所述干燥罐热吹再生所需的最优温度作为所述温控阀的设定温度，通过所述温控阀和所述低压排汽加热器实现温度控制。
21.作为改进，压缩空气先进行一个干燥罐的热吹再生，再通过另一个干燥罐干燥后排入压缩空气管网。
22.作为改进，冷吹再生过程中，所述空气压缩机排出的热压缩空气通过前置冷却器先冷却再进入干燥罐冷吹，热压缩空气的余热即在所述前置冷却器加热给水进行回收利用。
23.作为改进，所述余热利用系统还包括与所述中间冷却器并联的中间旁路阀。
24.作为改进，所述给水系统、压缩空气系统、发电供热系统、余热利用系统包括相应的附属设备和管道。
25.本实用新型的气热电三联供能源站的有益效果是：电能、热能、压缩空气集体供应，统一管理，提高能效；余热分级利用，利用空压机压缩过程中产生的压缩热逐级加热给水，利用低压排汽余热来加热后处理装置所需的热压缩空气，提高系统
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效率。
附图说明
26.图1是本实用新型实施例一的气热电三联供能源站的结构框图。
27.图中，1、空气压缩机；2、空压机汽轮机；3、发电汽轮机；4、给水加热及锅炉等换热设备；5、发电机；6、给泵汽轮机；7、给水泵；8、温控阀；9、中间冷却器； 10、中间旁路阀；11、补水加热器；12、前置旁路阀；13、干燥罐；14、前置冷却器； 15、低压排汽加热器；16、空气过
滤器；17、低压减温减压器；18、中压减温减压器。
具体实施方式
28.下面结合本发明创造实施例的附图，对本发明创造实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明创造的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明创造的保护范围。
29.参见图1，本实用新型的一种气热电三联供能源站，所述气热电三联供能源站包括：
30.给水系统，包括相连通的给水泵、换热设备和给泵汽轮机；
31.压缩空气系统，包括相连通的空气过滤器、空气压缩机、后处理设备和空压机汽轮机，所述后处理设备包括低压排汽加热器、前置冷却器和干燥罐；
32.发电供热系统，包括与所述换热设备相连通的发电汽轮机和发电机；
33.余热利用系统，包括相连通的补水加热器和中间冷却器；
34.其中，所述给水系统将高温高压的水蒸汽送入所述空压机汽轮机和所述发电汽轮机，所述空压机汽轮机带动所述空气压缩机，所述压缩空气系统将处理过的压缩空气送入压缩空气母管，所述发电汽轮机做功带动所述发电机发电，所述发电汽轮机的中间抽汽排入中压供热母管，所述发电汽轮机和空压机汽轮机的排汽带动所述给泵汽轮机并排入低压供热母管；
35.其中，所述前置冷却器和所述空气压缩机相连通并释放高压空气余热进行给水的第一级加热，和/或，所述补水加热器和所述给泵汽轮机相连通并利用所述给泵汽轮机的排汽余热进行水的第二级加热，和/或，所述中间冷却器和所述空气压缩机相连通并利用所述空气压缩机的压缩热进行给水的第三级加热。
36.本实用新型的气热电三联供能源站，具有压缩空气系统、发电供热系统、余热利用系统，电能、热能、压缩空气集体供应，统一管理，提高能效；余热分级利用，利用空压机压缩过程中产生的压缩热逐级加热给水，利用低压排汽余热来加热后处理装置所需的热压缩空气，提高系统
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效率。
37.实施例一
38.参见图1，参见图1，本实用新型实施例一的一种气热电三联供能源站，所述气热电三联供能源站包括：
39.给水系统，包括相连通的给水泵7、换热设备和给泵汽轮机6；
40.压缩空气系统，包括相连通的空气过滤器16、空气压缩机1、后处理设备和空压机汽轮机2，所述后处理设备包括低压排汽加热器15、前置冷却器14和干燥罐13；
41.发电供热系统，包括与所述换热设备相连通的发电汽轮机3和发电机5；
42.余热利用系统，包括相连通的补水加热器11和中间冷却器9；
43.其中，所述给水系统将高温高压的水蒸汽送入所述空压机汽轮机2和所述发电汽轮机3，所述空压机汽轮机2带动所述空气压缩机1，所述压缩空气系统将处理过的压缩空气送入压缩空气母管，所述发电汽轮机3做功带动所述发电机5发电，所述发电汽轮机3 的中间抽汽排入中压供热母管，所述发电汽轮机3和空压机汽轮机2的排汽带动所述给泵汽轮机
6并排入低压供热母管；
44.其中，所述前置冷却器14和所述空气压缩机1相连通并释放高压空气余热进行给水的第一级加热，所述补水加热器11和所述给泵汽轮机6相连通并利用所述给泵汽轮机6的排汽余热进行水的第二级加热，所述中间冷却器9和所述空气压缩机1相连通并利用所述空气压缩机1的压缩热进行给水的第三级加热。
45.本实施例中，所述发电供热系统还包括低压减温减压器17和中压减温减压器18，所述给水系统产生的主蒸汽还通过所述中压减温减压器18和所述低压减温减压器17进行喷水减温减压后分别接入中压供热母管和低压供热母管。
46.本实施例中，所述给水系统还包括与所述补水加热器11相连的给水旁路，所述给水旁路与所述前置冷却器14并联，所述给水旁路上设有前置旁路阀12。
47.本实施例中，所述空压机汽轮机2带动所述空气压缩机1对空气进行多级压缩，每一级压缩后产生的压缩热在所述中间冷却器9中与水换热进行余热利用，最后一级压缩完成的热压缩空气直接进入所述后处理设备进行干燥处理。
48.本实施例中，所述后处理设备包括两个并联的干燥罐13，两个干燥罐13切换使用，一个用来干燥空气的同时另一个利用热压缩空气进行热吹或冷吹再生。
49.本实施例中，所述低压排汽加热器15和所述空压机汽轮机2之间设有温控阀8。
50.本实施例中，热吹再生过程中，热压缩空气的温度若低于所述干燥罐13热吹再生的温度要求，通过低压排汽加热器15加热至目标温度，以所述低压排汽加热器15为热源，将所述干燥罐13热吹再生所需的最优温度作为所述温控阀8的设定温度，通过所述温控阀8和所述低压排汽加热器15实现温度控制。
51.本实施例中，压缩空气先进行一个干燥罐13的热吹再生，再通过另一个干燥罐13 干燥后排入压缩空气管网。
52.本实施例中，冷吹再生过程中，所述空气压缩机1排出的热压缩空气通过前置冷却器14先冷却再进入干燥罐13冷吹，热压缩空气的余热即在所述前置冷却器14加热给水进行回收利用。可再生后处理装置已成熟商用，其系统流程此处不多加陈述。
53.本实施例中，所述余热利用系统还包括与所述中间冷却器9并联的中间旁路阀10。
54.本实施例中，所述给水系统、压缩空气系统、发电供热系统、余热利用系统包括相应的附属设备和管道。
55.本实施例中，给水通过后处理装置的前置冷却器14吸收压缩空气的余热进行第一级加热，其后经过补水加热器11吸收给泵汽轮机6的排汽余热进行第二级加热，其后再经过中间冷却器9吸收空气压缩机1压缩空气过程中产生的压缩热进行第三级加热。第一级加热完成的给水通过汽动给水泵7升压后进入给水加热及锅炉等换热设备4加热至高温高压的主蒸汽进入发电汽轮机3做功。当前置冷却器14检修或者故障时可打开前置冷却器14的前置旁路阀12保证给水的水路畅通，同理当中间冷却器14检修或故障时可打开中间旁路阀10保证给水畅通，避免系统断水。
56.本实施例中，高温高压的主蒸汽进入空压机汽轮机2和发电汽轮机3做功分别带动发电机5和空气压缩机1工作。发电汽轮机3采用背压式汽轮机，同轴带动发电机5做功产生电能供厂内用电和厂外电网，发电汽轮机3的中间抽汽排向中压供热母管供厂外中压需热用户使用，中压抽汽的温度和压力根据用户的需求从发电汽轮机3的中间级抽出，低压排汽
的温度压力也根据用户的需求通过选取发电汽轮机3的型号确定合适的背压及排汽温度。空压机汽轮机2与空气压缩机1同轴布置带动空气压缩机,1做功，空压机汽轮机2排汽也通过低压供热母管供给用户使用。
57.本实用新型实施例一的气热电三联供能源站的有益效果是：电能、热能、压缩空气集体供应，统一管理，提高能效；余热分级利用，利用空压机压缩过程中产生的压缩热逐级加热给水，利用低压排汽余热来加热后处理装置所需的热压缩空气，提高系统
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效率。
58.以上所述，仅为本发明创造的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明创造包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明创造的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。