一种混合冷剂双级压缩系统的制作方法

本发明涉及冷剂压缩的，尤其涉及一种混合冷剂双级压缩系统。

背景技术：

1、传统单一混合工质制冷的天然气液化采用单机双级冷剂压缩和单一换热器换热液化的方法。该方法采用单机的双级压缩对电网要求较高，压缩机配置灵活性相对较差，排气量固定，无法进行容积比调节，经济型差；同时为保证液体和气体进入同一个板翅式换热器通道参与换热，末级气液分离器底部的液体必须要加压以克服分离器底部液体出口到板翅式换热器顶部冷剂入口的高度差所带来的液柱压力，必须通过增加末级液体泵来实现。冷剂和天然气在板翅式换热器中的换热过程为一级换热，流股间换热温差的优化受到一定限制，换热效果不是很理想，装置能耗较高，此外，对装置的变负荷运转没有很好的适应性。

2、现有技术一专利号cn105135819a公开一种双机双级压缩混合冷剂制冷的天然气液化装置及液化方法，包括一段式混合工质压缩机、第一冷却器、第二冷却器、气液分离器、液体泵和板翅式换热器，及包括其液化方法；其中，设置的双机双级压缩混合冷剂制冷的天然气液化装置及液化方法在一段压缩后分离出气相和液相冷剂，液相冷剂通过泵增压后与二段压缩后分离出的液相冷剂汇合后去往冷箱用于天然气液化，在使用泵增压过程中，液相冷剂可能会汽化，使用泵进行增压可能会产生汽蚀，影响泵的使用寿命及增压效果。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种混合冷剂双级压缩系统来解决现有技术中冷剂气液两种状态共同传输，可能会由于汽蚀导致泵体使用寿命降低的问题。

2、基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种混合冷剂双级压缩系统，包括冷剂压缩单元、循环冷却单元，所述冷剂压缩单元包括冷剂低压压缩单元和冷剂高压压缩单元，所述冷剂低压压缩单元的出口与冷剂高压压缩单元的入口连通，所述冷剂高压压缩单元的出口依次经过分离单元、液化单元后再与冷剂低压压缩单元的入口连通，所述循环冷却单元分别对冷剂低压压缩单元和冷剂高压压缩单元降温。

3、优选地，所述冷剂低压压缩单元包括入口过滤器、低压段压缩机、低压段油分离器和低压段冷却器，所述入口过滤器、低压段压缩机、低压段油分离器和低压段冷却器以此通过管道连通，其中，低压段压缩机与低压段油分离器之间通过管道设置有低压压缩调节回路，所述液化单元的出口与入口过滤器的入口连通。

4、优选地，所述冷剂高压压缩单元包括高压段气液分离器、高压段压缩机、高压段油分离器、一级精密过滤器、二级精密过滤器和高压段冷却器，所述高压段气液分离器、高压段压缩机、高压段油分离器、一级精密过滤器、二级精密过滤器和高压段冷却器依次通过管道连通，其中，高压段压缩机与高压段油分离器之间通过管道设置有高压压缩调节回路，所述低压段冷却器的出口与低压段气液分离器的入口连通。

5、优选地，所述分离单元对将冷剂高压压缩单元出口的冷剂分离为气相冷剂和液相冷剂，并分别通过分离单元的气相出口和液相出口进入液化单元。

6、优选地，所述分离单元的气相出口与入口过滤器之间通过液化单元内部冷剂回路连通。

7、优选地，还包括供油单元包括低压供油单元和高压供油单元，所述低压供油单元分别与冷剂低压压缩单元中的低压段压缩机、低压段油分离器连接，所述高压供油单元分别与冷剂高压压缩单元中的低压段气液分离器、高压段压缩机、高压段油分离器连接。

8、优选地，所述低压供油单元包括低压段油冷却器、低压段供油泵、第一低压段油过滤器和第二低压段油过滤器，所述第一低压段油过滤器与第二低压段油过滤器并联且均与低压段供油泵的入口连接，所述低压段供油泵的出口与低压段油冷却器的入口连接，低压段油冷却器的出口与低压段压缩机的进油口连接，低压段压缩机与低压段油分离器之间通过油路连通，低压段油分离器的出油口分别与第一低压段油过滤器、第二低压段油过滤器的进油口连接，高压供油单元包括高压段油冷却器、高压段供油泵、第一高压段油过滤器和第二高压段油过滤器，所述第一高压段油过滤器与第二高压段油过滤器并联且均与高压段供油泵的入口连接，所述高压段供油泵的出口与高压段油冷却器的入口连接，高压段油冷却器的出口与高压段压缩机的进油口连接，高压段压缩机与高压段油分离器之间通过油路连通，高压段油分离器的出油口分别与第一低压段油过滤器、第二低压段油过滤器的进油口连接。

9、优选地，所述第二低压段油过滤器与低压段供油泵之间及第二高压段油过滤器和高压段供油泵之间均连接有自力式压力调节阀。

10、优选地，所述低压段供油泵与低压段压缩机之间依次连通有低压球阀、低压调节阀，低压段油冷却器的出口通过管道连通在低压调节阀和低压球阀之间，所述高压段供油泵与高压段压缩机之间依次连通有高压球阀、高压调节阀，高压段油冷却器的出口通过管道连通在高压调节阀和高压球阀之间。

11、优选地，所述循环冷却单元通过管道与低压段油冷却器、低压段冷却器、高压段油冷却器、高压段冷却器循环连通。

12、相较于现有技术，本发明提出的一种混合冷剂双级压缩系统采用上述技术方案，达到了如下技术效果：

13、本发明中的可通过低压和高压灵活压缩，并进行容积比调节；能够避免冷剂带来的高压差导致压力不匹配的问题，减少装置的能耗，本发明中的冷剂能够压缩后分离出气相和液相冷剂，避免液相冷剂可能会与液态冷剂共同运输时导致液态冷剂汽化，冷剂在进入液化单元的过程中不采用泵运输，避免泵的维修和损坏。

14、本发明中通过低压区和高压区来对冷剂连续分段式压缩，减少冷剂一次性压缩所需要的散热和压缩机的规格，采用逐级增加的方式来进行压缩冷剂，降低冷剂压缩需要的要求，提升整体设备对冷剂压缩的灵活性。

技术特征：

1.一种混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，包括冷剂压缩单元、循环冷却单元(400)，所述冷剂压缩单元包括冷剂低压压缩单元(100)和冷剂高压压缩单元(200)，所述冷剂低压压缩单元(100)的出口与冷剂高压压缩单元(200)的入口连通，所述冷剂高压压缩单元(200)的出口依次经过分离单元(300)、液化单元后再与冷剂低压压缩单元(100)的入口连通，所述循环冷却单元(400)分别对冷剂低压压缩单元(100)和冷剂高压压缩单元(200)降温。

2.根据权利要求1所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述冷剂低压压缩单元(100)包括入口过滤器(1)、低压段压缩机(2)、低压段油分离器(3)和低压段冷却器(4)，所述入口过滤器(1)、低压段压缩机(2)、低压段油分离器(3)和低压段冷却器(4)依次通过管道连通，其中，低压段压缩机(2)与低压段油分离器(3)之间通过管道设置有低压压缩调节回路(20)，所述液化单元的出口与入口过滤器(1)的入口连通。

3.根据权利要求2所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述冷剂高压压缩单元(200)包括高压段气液分离器(5)、高压段压缩机(6)、高压段油分离器(7)、一级精密过滤器(8)、二级精密过滤器(9)和高压段冷却器(10)，所述高压段气液分离器(5)、高压段压缩机(6)、高压段油分离器(7)、一级精密过滤器(8)、二级精密过滤器(9)和高压段冷却器(10)依次通过管道连通，其中，高压段压缩机(6)与高压段油分离器(7)之间通过管道设置有高压压缩调节回路(21)，所述低压段冷却器(4)的出口与高压段气液分离器(5)的入口连通。

4.根据权利要求1所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述分离单元(300)对将冷剂高压压缩单元(200)出口的冷剂分离为气相冷剂和液相冷剂，并分别通过分离单元(300)的气相出口和液相出口进入液化单元。

5.根据权利要求1所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述分离单元(300)的气相出口与入口过滤器(1)之间通过液化单元内部冷剂回路(22)连通。

6.根据权利要求3所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，还包括供油单元包括低压供油单元(101)和高压供油单元(201)，所述低压供油单元(101)分别与冷剂低压压缩单元(100)中的低压段压缩机(2)、低压段油分离器(3)连接，所述高压供油单元(201)分别与冷剂高压压缩单元(200)中的高压段气液分离器(5)、高压段压缩机(6)、高压段油分离器(7)连接。

7.根据权利要求6所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述低压供油单元(101)包括低压段油冷却器(12)、低压段供油泵(13)、第一低压段油过滤器(14)和第二低压段油过滤器(15)，所述第一低压段油过滤器(14)与第二低压段油过滤器(15)并联且均与低压段供油泵(13)的入口连接，所述低压段供油泵(13)的出口与低压段油冷却器(12)的入口连接，低压段油冷却器(12)的出口与低压段压缩机(2)的进油口连接，低压段压缩机(2)与低压段油分离器(3)之间通过油路连通，低压段油分离器(3)的出油口分别与第一低压段油过滤器(14)、第二低压段油过滤器(15)的进油口连接，高压供油单元(201)包括高压段油冷却器(16)、高压段供油泵(17)、第一高压段油过滤器(18)和第二高压段油过滤器(19)，所述第一高压段油过滤器(18)与第二高压段油过滤器(19)并联且均与高压段供油泵(17)的入口连接，所述高压段供油泵(17)的出口与高压段油冷却器(16)的入口连接，高压段油冷却器(16)的出口与高压段压缩机(6)的进油口连接，高压段压缩机(6)与高压段油分离器(7)之间通过油路连通，高压段油分离器(7)的出油口分别与第一低压段油过滤器(14)、第二低压段油过滤器(15)的进油口连接。

8.根据权利要求7所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述第二低压段油过滤器(15)与低压段供油泵(13)之间及第二高压段油过滤器(19)和高压段供油泵(17)之间均连接有自力式压力调节阀(25)。

9.根据权利要求7所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述低压段供油泵(13)与低压段压缩机(2)之间依次连通有低压球阀(24)、低压调节阀(23)，低压段油冷却器(12)的出口通过管道连通在低压调节阀(23)和低压球阀(24)之间，所述高压段供油泵(17)与高压段压缩机(6)之间依次连通有高压球阀(27)、高压调节阀(26)，高压段油冷却器(16)的出口通过管道连通在高压调节阀(26)和高压球阀(27)之间。

10.根据权利要求7所述的混合冷剂双级压缩系统，其特征在于，所述循环冷却单元(400)通过管道与低压段油冷却器(12)、低压段冷却器(4)、高压段油冷却器(16)、高压段冷却器(10)循环连通。

技术总结本发明提出了一种混合冷剂双级压缩系统，涉及冷剂压缩的技术领域，包括冷剂压缩单元、循环冷却单元，冷剂压缩单元包括冷剂低压压缩单元和冷剂高压压缩单元，冷剂低压压缩单元的出口与冷剂高压压缩单元的入口连通，冷剂高压压缩单元的出口依次经过分离单元、液化单元后再与冷剂低压压缩单元的入口连通，循环冷却单元分别对冷剂低压压缩单元和冷剂高压压缩单元降温；本发明中的冷剂能够压缩后分离出气相和液相冷剂，避免液相冷剂可能会与液态冷剂共同运输时导致液态冷剂汽化，同时冷剂进入液化单元的过程不采用泵运输，避免泵的维修和损坏。技术研发人员：张留瑜,薛永攀,郑江,丁志,齐发,胡飞,杨美蓉,孙义澍受保护的技术使用者：合肥万豪能源设备有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15