一种低露点压缩空气供给系统及其控制方法与流程

本技术涉及压缩空气处理，具体涉及一种低露点压缩空气供给系统及其控制方法。

背景技术：

1、在现代工业生产中，压缩空气作为一种清洁、安全的动力源被广泛应用，其质量直接影响到生产效率和产品质量。为了确保压缩空气质量，特别是达到低露点要求，压缩空气供给系统的设计与优化显得尤为重要。传统的压缩空气供给系统主要包括空气压缩机、过滤器、压缩空气干燥器以及储气罐等关键组件，其中压缩空气干燥器的作用是去除压缩空气中的水分，保证空气干燥度，以适应不同生产环节的需求。

2、在众多干燥技术中，压缩热再生干燥器因其高效利用空气压缩过程中产生的废热而备受青睐，显著提升了系统的能源效率。该类干燥器通常采取双塔工作模式，交替执行吸附与再生过程，其中再生过程又细分为高温再生、冷却再生、待机等阶段。高温再生阶段依赖外部电加热装置提升压缩空气温度，加速吸附剂中的水分蒸发，实现再生。然而，这一过程也带来了显著的电能消耗，尤其是在多台干燥器同时进入加热再生阶段时，系统电力负荷骤增，对电网造成巨大压力。

3、现有技术中，压缩空气供给系统的运行管理相对粗放，干燥器的工作周期安排缺乏科学规划，导致系统电能负荷波动极大，一方面需要巨额的电力基础设施投资以应对高峰负荷，另一方面在非加热再生阶段系统能耗极低，能源分配极不均衡，能源利用效率低下。这种随机无序的工作状态，不仅增加了企业的运营成本，也违背了节能减排的可持续发展理念。

4、鉴于上述问题，当前技术领域迫切需要一种创新的系统设计及控制策略，旨在通过优化压缩空气供给系统的结构布局与智能调度，实现对各干燥器工作状态的精细化管理，平衡系统电能负荷，减少不必要的电力峰值需求，从而在保障生产需求的同时，最大限度地提升能源使用效率，降低总体运营成本。这正是本发明技术方案所要解决的核心问题，即提出一种低露点压缩空气供给系统及其控制方法，通过智能化调控，合理分配工作阶段，有效平抑电力负荷峰谷差，促进能源的高效利用。

技术实现思路

1、本技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种低露点压缩空气供给系统及其控制方法。

2、为了实现上述申请目的，本技术采用了以下技术方案：一种低露点压缩空气供给系统包括：

3、常温原料气母管；

4、高温原料气母管；

5、常温排气压缩机，出口连接常温原料气母管；

6、高温排气压缩机，出口连接高温原料气母管；

7、加热装置，设于高温排气压缩机的出口与高温原料气母管之间；

8、气路切换装置，分别连接常温原料气母管和高温原料气母管；

9、过滤器，设于每个压缩热再生干燥机的出口；

10、成品气母管；

11、压缩热再生干燥机组，通过气路切换装置连接常温原料气母管和高温原料气母管，且每个气路切换装置与压缩热再生干燥机组的单个压缩热再生干燥机一一对应；通过过滤器连接成品气母管，且每个过滤器与单个压缩热再生干燥机一一对应；

12、储气罐，入口处连接成品气母管；

13、控制系统，与各部件通信连接；

14、其中，每个压缩热再生干燥机包括循环切换使用的第一吸附塔和第二吸附塔、水冷却器、气液分离器、干燥器高温原料气入口、干燥器常温原料气入口、干燥器成品气出口、配套管路以及阀门；

15、干燥器高温原料气入口、第一吸附塔、水冷却器、气液分离器、第二吸附塔、干燥器成品气出口依次构成第一回路；

16、干燥器常温原料气入口、第一吸附塔、水冷却器、气液分离器、第二吸附塔、干燥器成品气出口依次构成第二回路；

17、干燥器高温原料气入口、第二吸附塔、水冷却器、气液分离器、第一吸附塔、干燥器成品气出口依次构成第三回路；

18、干燥器常温原料气入口、第二吸附塔、水冷却器、气液分离器、第一吸附塔、干燥器成品气出口依次构成第四回路。

19、进一步地，高温排气压缩机为排气温度95-200℃的离心式空气压缩机；常温排气压缩机为排气温度低于50℃的离心式空气压缩机；且任一台压缩热再生干燥机额定处理量均高于上述单台空气压缩机，任意两台空气压缩机之间额定容积流量偏差不高于5%。

20、进一步地，高温排气压缩机和常温排气压缩机的入口均设有自洁式空气过滤器。

21、进一步地，常温排气压缩机、高温排气压缩机以及压缩热再生干燥机均设有备用机。

22、进一步地，控制系统为分布式控制系统。

23、应用于上述的一种低露点压缩空气供给系统的控制方法，包括以下步骤：

24、第一吸附塔压缩热再生，第二吸附塔吸附：高温排气压缩机排出的压缩空气经加热装置进一步升温后由压缩热再生干燥机高温入口进入第一吸附塔对其塔内吸附剂进行加热；携带再生水分的高温气体再依次进入水冷却器降温，气液分离器去除液态冷凝水，并进入第二吸附塔进行干燥处理；经过干燥的压缩空气由压缩热再生干燥机出气口排出；

25、第一吸附塔冷却再生，第二吸附塔吸附；常温排气压缩机排出的压缩空气由压缩热再生干燥机常温入口进入第一吸附塔对其塔内吸附剂进行降温处理；携带再生水分的气体再依次进入水冷却器降温，气液分离器去除液态冷凝水，并进入第二吸附塔进行干燥处理；经过干燥的压缩空气由压缩热再生干燥机出气口排出；

26、第一吸附塔待机，第二吸附塔吸附；常温排气压缩机排出的压缩空气由压缩热再生干燥机常温入口进入第二吸附塔进行干燥处理；经过干燥的压缩空气由压缩热再生干燥机出气口排出；

27、完成上述的第一吸附塔加热再生、冷吹降温、待机阶段和第二吸附塔的吸附阶段，双塔切换，第一吸附塔进入吸附阶段，第二吸附塔依次进行加热再生、冷吹降温、待机阶段。

28、进一步地，还包括：

29、第二吸附塔压缩热再生，第一吸附塔吸附：高温排气压缩机排出的压缩空气经加热装置进一步升温后由压缩热再生干燥机高温入口进入第二吸附塔对其塔内吸附剂进行加热；携带再生水分的高温气体再依次进入水冷却器降温，气液分离器去除液态冷凝水，并进入第一吸附塔进行干燥处理；经过干燥的压缩空气由压缩热再生干燥机出气口排出；

30、第二吸附塔冷却再生，第一吸附塔吸附：常温排气压缩机排出的压缩空气由压缩热再生干燥机常温入口进入第一吸附塔对其塔内吸附剂进行降温处理；携带再生水分的气体再依次进入水冷却器降温，气液分离器去除液态冷凝水，并进入第二吸附塔进行干燥处理；经过干燥的压缩空气由压缩热再生干燥机出气口排出；

31、第二吸附塔待机，第一吸附塔吸附：常温排气压缩机排出的压缩空气由压缩热再生干燥机常温入口进入第二吸附塔进行干燥处理；经过干燥的压缩空气由压缩热再生干燥机出气口排出；

32、完成上述的第二吸附塔加热再生、冷吹降温、待机阶段和第一吸附塔的吸附阶段，双塔切换，第二吸附塔进入吸附阶段，第一吸附塔依次进行加热再生、冷吹降温、待机阶段。

33、进一步地，同一时段内有且仅有一台压缩热再生干燥机处于加热再生阶段。

34、进一步地，还包括故障处理步骤：

35、当处于运行状态的压缩热再生干燥机发生故障停机时，选取处于待机停机状态且距离上次维护保养时间最短的备用压缩热再生干燥机自动投运。

36、进一步地，加热装置采用多极分组控制或可控硅调节方式，且任一吸附塔处于加热再生阶段时，再生热量供给值大于塔内吸附剂再生所需热量值，且该阶段运行时间达到运行时间后，该吸附塔自动转入冷却再生阶段。

37、与现有技术相比，本发明相对于现有技术的有益效果主要体现在以下几个方面：

38、1.优化能源利用，平滑电力负荷：通过引入常温原料气母管和高温原料气母管的分设，以及气路切换装置与压缩热再生干燥机组的智能配合，实现了对干燥器工作周期的精确调控。确保在同一时段内仅有一台压缩热再生干燥机处于高电耗的加热再生阶段，显著降低了系统的峰值电力需求，有效平抑了电力负荷峰谷差，提高了整体能源利用效率，减少了电力基础设施的投资成本。

39、2.提升系统灵活性与可靠性：配置了常温和高温两种排气压缩机以及备用压缩热再生干燥机，确保了系统的稳定性和连续供气能力。即使在个别设备出现故障的情况下，也能迅速切换至备用设备，保障生产不受影响。此外，通过分布式控制系统的应用，实现了对整个压缩空气供给系统的智能监控与高效调度，增强了系统的响应速度和灵活性。

40、3.强化能效与环保性能：高温排气压缩机与加热装置的协同工作，有效利用了高温废气的热能，减少了对外部电加热的依赖，进一步提高了系统的能效比。同时，通过精确控制再生热量供给，避免了能源的过度消耗，体现了绿色低碳的设计理念。

41、4.增强系统的稳定性和维护便利性：设置自洁式空气过滤器于空气压缩机入口，有效延长了设备维护周期，降低了维护成本。通过细致的系统设计，使得各部件易于检查与更换，提升了系统的可维护性。

42、5.高度集成与自动化控制：提出的控制方法详细描述了压缩热再生干燥机各工作阶段的切换逻辑，结合分布式控制系统的应用，实现了自动化、精细化的管理，减少了人为干预，提高了作业效率和系统的稳定性。特别是在故障处理机制上，能够自动切换至最佳备用设备，确保了生产的不间断进行，展现了高度的智能化水平。

43、综上所述，本发明通过一系列创新设计和技术整合，不仅解决了现有技术中电力负荷波动大、能源利用效率低的问题，而且在提升系统可靠性和智能化管理水平方面迈出了重要一步，为工业生产中的压缩空气供给系统提供了一个高效、节能、可靠的解决方案。