能量回收降噪水箱、排气降噪和余热回收装置

摘要

本发明涉及一种能量回收降噪水箱、排气降噪和余热回收装置。本发明的技术方案为一种能量回收降噪水箱，其特征在于：具有箱体，箱体内经隔板分隔形成位于上部的换热腔体和位于下部的降噪腔体，其中换热腔体连通进气口，换热腔体内装有换热盘管；所述降噪腔体内装有换热盘管，该降噪腔体分为位于下部的储水区域和位于上部的出气区域，其中储水区域内存储有冷却水，出气区域连通排气放空管；降噪腔体内装有多根导流管，导流管上端连通所述换热腔体，导流管下端延伸至储水区域内冷却水水面以下。本发明适用于压缩空气储能技术领域。

权利要求

1.一种能量回收降噪水箱，其特征在于：具有箱体，箱体内经隔板分隔形成位于上部的换热腔体和位于下部的降噪腔体，其中换热腔体连通进气口，换热腔体内装有换热盘管；

所述降噪腔体内装有换热盘管，该降噪腔体分为位于下部的储水区域和位于上部的出气区域，其中储水区域内存储有冷却水，出气区域连通排气放空管；降噪腔体内装有多根导流管，导流管上端连通所述换热腔体，导流管下端延伸至储水区域内冷却水水面以下；

降噪腔体内的换热盘管一端连通箱体侧壁上的进水口，另一端衔接换热腔体内换热盘管的一端，换热腔体内换热盘管的另一端连通箱体侧壁上的出水口；外部冷水经箱体上的进水口进入箱体后依次流经降噪腔体内的换热盘管和换热腔体内的换热盘管，再从箱体上的出水口流出箱体；

所述箱体内的换热腔体上方设有与换热腔体连通的整流腔室，整流腔室上端为箱体的进气口，整流腔室内设有整流栅。

2.根据权利要求1所述的能量回收降噪水箱，其特征在于：所述降噪腔体内设有位于所述储水区域和出气区域之间的分离滤水板。

3.根据权利要求1所述的能量回收降噪水箱，其特征在于：所述箱体外侧装有能使箱体储水区域内冷却水液位保持在预设液位范围内的液位控制机构。

4.根据权利要求3所述的能量回收降噪水箱，其特征在于：所述液位控制机构包括用于获取箱体储水区域内冷却水液位的液位计和用于储水区域内补水的补水管路，补水管路上配有补水泵。

5.一种排气降噪和余热回收装置，其特征在于：具有余热回收管路和权利要求1～4任意一项所述的能量回收降噪水箱，做功后的压缩空气尾气接入从进气口接入能量回收降噪水箱，所述余热回收管路接收能量回收降噪水箱内换热盘管输出的吸热后的水，并对吸热后的水进行热量回收后将冷水送回换热盘管。

6.根据权利要求5所述的排气降噪和余热回收装置，其特征在于：所述余热回收管路具有板式换热器。

7.根据权利要求5所述的排气降噪和余热回收装置，其特征在于：所述余热回收管路上接能为其补水的补水管路。

说明书

能量回收降噪水箱、排气降噪和余热回收装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种能量回收降噪水箱、排气降噪和余热回收装置。适用于压缩空气储能技术领域。

背景技术

[0002] 压缩空气储能作为一种可以实现大容量和长时间电能存储的储能系统，将低谷、风能、太阳能等不容易储藏的电力用于压缩空气储能系统，将压缩后的高压空气密封在储气设备中，在需要时给释放转化为电能。

[0003] 压缩空气储能具有装机容量大、站址布局灵活、建设周期短、环境友好、具有交流同步发电机特性等优势，是可以与抽水蓄能相媲美的新型储能技术。在一些不具备设备抽水蓄能电站自然条件的地区，及远离消费中心的大型风电场和太阳能发电厂，压缩空气储能优势尤为突出。在新型电力系统中，压缩空气储能电站扮演调峰、调频、提供转动惯量和旋转备用的重要角色。

[0004] 机组噪声会使操作人员心绪烦躁、干扰影响人与人及人与机之间的信息交流，设备误操作率上升。此外，噪声会引起神经衰弱及心血管病和消化系统等疾病的高发，严重的还会引起听觉功能敏感度下降甚至造成耳聋。工业生产噪声作为生产危险识别已经愈发受到关注，无论是职工本人还是企业都越来越重视噪声污染的防治问题。

[0005] 目前我国压缩空气储能正处于高速发展阶段，在发电工况下，约95℃尾气直接排向大气，厂区噪声大，工作环境恶劣，余热余能无法有效利用。因此，解决排气节能降噪问题是改善工作环境，提高压缩空气储能综合利用的关键措施。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种能量回收降噪水箱、排气降噪和余热回收装置。

[0007] 本发明所采用的技术方案是：一种能量回收降噪水箱，其特征在于：具有箱体，箱体内经隔板分隔形成位于上部的换热腔体和位于下部的降噪腔体，其中换热腔体连通进气口，换热腔体内装有换热盘管；

[0008] 所述降噪腔体内装有换热盘管，该降噪腔体分为位于下部的储水区域和位于上部的出气区域，其中储水区域内存储有冷却水，出气区域连通排气放空管；降噪腔体内装有多根导流管，导流管上端连通所述换热腔体，导流管下端延伸至储水区域内冷却水水面以下。

[0009] 所述降噪腔体内设有位于所述储水区域和出气区域之间的分离滤水板。

[0010] 所述降噪腔体内的换热盘管与所述换热腔体内的换热盘管，外部冷水经箱体上的进水口进入箱体后依次流经降噪腔体内的换热盘管和换热腔体内的换热盘管，再从箱体上的出水口流出箱体。

[0011] 所述箱体外侧装有能使箱体储水区域内冷却水液位保持在预设液位范围内的液位控制机构。

[0012] 所述液位控制机构包括用于获取箱体储水区域内冷却水液位的液位计和用于储水区域内补水的补水管路，补水管路上配有补水泵。

[0013] 所述箱体内的换热腔体上方设有与换热腔体连通的整流腔室，整流腔室上端为箱体的进气口，整流腔室内设有整流栅。

[0014] 一种排气降噪和余热回收装置，其特征在于：具有余热回收管路和所述的能量回收降噪水箱，做功后的压缩空气尾气接入从进气口接入能量回收降噪水箱，所述余热回收管路接收能量回收降噪水箱内换热盘管输出的吸热后的水，并对吸热后的水进行热量回收后将冷水送回换热盘管。

[0015] 所述余热回收管路具有板式换热器。

[0016] 所述余热回收管路上接能为其补水的补水管路。

[0017] 本发明的有益效果是：本发明的能量回收降噪水箱装置通过换热腔体对尾气进行换热，再通过冷却水进行直接换热，两次换热后排至室外，尾气经过两次换热降温后尾气温度逐级降低，体积流量逐级缩小，排气流速降低，从而降低了摩擦噪声。本发明中尾气经能量回收降噪水箱内的整流栅和降噪腔体内的水二次整流，两次整流后，压缩空气均匀排除，降低紊流噪声。

[0018] 本发明采用整流和换热两种方式降低压缩空气储能排气噪声，减少了生产企业噪声危害，改善了工作环境，提高了工人劳动积极性。本发明是一种节能余热回收措施，吸收原先直排大气的能量，用于加热循环热水，将余能供给低热负荷热用户，提高了压缩空气储能系统的热利用率，给压缩空气储能电厂带来了额外的效益。本发明是一种环保措施，符合我国提倡的减能减排措施，是大力发展压缩空气储能，响应国家能源发展战略的重要举措。

附图说明

[0019] 图1为实施例的结构示意图。

[0020] 图2为图1的A部放大示意图。

[0021] 图3为实施例中能量回收降噪水箱结构剖面图。

[0022] 图4为实施例中能量回收降噪水箱结构截面图。

[0023] 图5为实施例中分离滤水板的结构示意图。

[0024] 图中：1、能量回收降噪水箱；1a、整流珊；1b、换热盘管；1c、中间隔板；1d、导流管；1e、分离滤水板；1g、弹簧支腿；1h、液位计；2、排气放空管；3、热水出口切断阀；4、换热器进口切断阀；5、板式换热器；6、换热器出口切断阀；7、换热器出口过滤器；8、循环水泵；9、循环水泵出口止回阀；10、循环水泵出口切断阀；11、冷水进口切断阀；12、补水箱；13、补水出口切断阀；14、补水出口过滤器；15、补水泵；16、补水泵出口止回阀；17、补水泵出口切断阀；
18、补水阀；19、补水调节阀。

具体实施方式

[0025] 如图1 2所示，本实施例为一种压缩空气储能排气降噪和余热回收装置，包括能量~回收降噪水箱、余热回收管路和补水管路等。

[0026] 如图3、4所示，本例中能量回收降噪水箱具有箱体，箱体内经隔板分隔形成位于上部的换热腔体和位于下部的降噪腔体，箱体内在换热腔体上部设有整流腔室，换热腔体经箱体顶部的整流腔室连通箱体顶端的进气口，整流腔室内设有整流珊。

[0027] 本实施例中降噪腔体内经分离滤水板（见图5）分隔形成位于下方的出气区域和位于下方的储水区域，储水区域内存储有冷却水，出气区域对应的箱体侧壁上设有排气口，对应排气口安装排气放空管。

[0028] 本例中在降噪腔体内设有若干导流管，导流管上端连接隔板并连通隔板上方的换热腔体，导流管下端穿过分离滤水板后延伸至储水区域内冷却水水面以下并接近储水区域底部位置。

[0029] 本实施例中在箱体侧壁上对应储水区域的下部设有进水口，在箱体侧壁上对应换热腔体的上部设有出水口。本例中在降噪腔体和换热腔体内均设有换热盘管，降噪腔体内的换热盘管一端连通箱体侧壁上的进水口，另一端衔接换热腔体内换热盘管的一端，换热腔体内换热盘管的另一端连通箱体侧壁上的出水口。

[0030] 本实施例中余热回收管路连通箱体侧壁上的进水口和出水口，用于对出水口流出的吸热后的水进行热量回收后，将冷水经进水口送回箱体内的换热盘管。

[0031] 本例中余热回收管路具有板式换热器，能量回收降噪水箱的出水口经一次侧供热管道连通板式换热器的一次侧进水口，一次侧供热管道上装有热水出口切断阀和换热器进口切断阀，板式换热器的一次侧出水口经一次回热管道连通能量回收降噪水箱的进水口，一次回热管道上装有换热器出口切断阀、换热器出口过滤器、循环水泵、循环水泵出口止回阀、循环水泵出口切断阀和冷水进口切断阀。

[0032] 虽然能量回收降噪水箱下部降噪腔体内设置了分离滤水板，截留住大部分水气，仍然有少部分水颗粒被高速气流夹带排空。为保证能量回收降噪水箱下部降噪腔体内的液位，本实施例配有能使箱体储水区域内冷却水液位保持在预设液位范围内的液位控制机构。

[0033] 本例中液位控制机构包括用于获取箱体储水区域内冷却水液位的液位计和用于往储水区域内补水的补水管路，补水管路包括补水箱，补水箱经补水管道连通箱体内的储水区域，补水管路上装有补水出口切断阀、补水出口过滤器、补水泵、补水泵出口止回阀、补水泵出口切断阀和补水阀。

[0034] 当液位计采集的储水区域内冷却水液位低于预设低液位时，开启补水泵补水，当水位达到预设高液位时，关停补水泵。

[0035] 本实施例中补水管路与余热回收管路连通，用于为余热回收管路补水，补水管路中的补水管道经补水泵出口切断阀后分成两路，一路经补水阀连通箱体内的储水区域，另一路经补水调节阀连通循环水泵出口切断阀和冷水进口切断阀之间的一次回热管道连通。

[0036] 本实施例的工作原理如下：压缩空气储能发电系统工况下，做功后的压缩空气尾气通过箱体上端的进气口经整流珊进入能量回收降噪水箱上部换热腔体，与换热腔体内设置的换热盘管换热降温，换热后的压缩空气经导流管引至能量回收降噪水箱下部降噪腔体的底部，与降噪腔体内的冷却水直接换热，尾气进一步降温吸能，体积流量急剧缩减，换热后的尾气经分离滤水板过滤水分后，经由排气口和排气放空管排至室外。尾气经过两次换热降温后，体积流量较少约20%，排气，温度可降至约50℃以下。

[0037] 经板式换热器换热后的冷循环水依次经过换热器出口切断阀和换热器出口过滤器进入循环水泵加压，加压后的循环水经循环水泵出口止回阀、循环水泵出口切断阀和冷水进口切断阀进入能量回收降噪水箱内的换热盘管，循环水依次流经储水区域、出气区域和换热腔体，被压缩空气尾气逐级加热后，从能量回收降噪水箱上部出水口排出，经热水出口切断阀和换热器进口切断阀进入板式换热器换热，完成供热循环。

[0038] 本实施例中储水区域内充装一定体积的整流冷却水，整流冷却水的作用一是为了与压缩空气尾气直接换热，降低尾气温度；二是预热换热盘管进水；三是整流尾气，降低排气噪声。

[0039] 压缩空气储能系统噪声源来自尾气离开透平机进入管道后，尾气的流速高和压力变化大，气流产生了紊流噪声和摩擦噪声。流速和局部阻力越大,产生的噪声越大。降低噪声的措施除了隔音外，最重要的是整流和降低流体内能。

[0040] 本实施例采用整流和换热方式，根据气体动力学原理，将透平机出口高速紊流气体两次整流，首先在能量回收降噪水箱入口侧做一次整流，将气体均匀引入水箱上部换热腔体，与水箱内置的换热盘管一次换热后，尾气经导流管和降噪腔体内的水整流，两次整流后，压缩空气均匀排除，降低紊流噪声。根据换热原理，将尾气温度逐级降低，体积流量逐级缩小，排气流速降低，从而降低了摩擦噪声。

[0041] 凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。