專利名稱：一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制冷系統(tǒng)，特別是涉及一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)揮發(fā)性化學(xué)品蒸汽進(jìn)行回收時(shí)，為了控制尾氣的濃度，通常會(huì)用到幾種回收方法的組合工藝技術(shù)，如冷凝加吸附工藝，冷凝加膜分離工藝，壓縮加冷凝工藝，以上回收技術(shù)都需要以冷凝法回收技術(shù)為基礎(chǔ)。針對(duì)油氣回收，冷凝法是指在裝卸汽油和給車輛加油的過程中，將揮發(fā)的汽油油氣收集起來，通過低溫冷凝使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠停_(dá)到回收利用的目的。傳統(tǒng)的冷凝法工藝由利用低溫尾氣冷量的前置預(yù)冷換熱器和之后的兩級(jí)降溫組成，一級(jí)冷凝溫度一般控制在3°C 5°C，使之盡量接近0°C而又高于0°C，最大限度地去除液態(tài)水而又不至在換熱器上結(jié)冰，二級(jí)通常需要-40°C -60°C的低溫，使油氣含量降到一定值內(nèi)，以方便之后的進(jìn)一步對(duì)油氣處理的工藝(通常為吸附法工藝)，最終使油氣排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)非甲烷總烴含量< 25g/m3的要求。為得到上述二級(jí)油氣冷凝需要的低溫，其制冷系統(tǒng)常采用二元復(fù)疊式制冷的形式。由于油氣回收設(shè)備只是在裝卸油時(shí)才運(yùn)行，一般每天只工作2 8小時(shí)，故一般設(shè)備前都不設(shè)置專門的分子篩脫水裝置。而只靠一級(jí)油氣冷凝盡量接近0°c (—般為3 5°C )的溫度控制來最大限度地去除液態(tài)水，使二級(jí)油氣冷凝能多堅(jiān)持一段時(shí)間再行化霜。一方面在設(shè)計(jì)油氣回收設(shè)備時(shí)，設(shè)備處理能力通常是參照Q/SH0117-2007《油氣回收系統(tǒng)工程技術(shù)導(dǎo)則》，選所有鶴管同時(shí)發(fā)油量的80%左右來設(shè)計(jì)的(導(dǎo)則規(guī)定此系數(shù)取O. 6 1.0，而通常設(shè)計(jì)單位都會(huì)選O. 8 1. O)。而實(shí)際油庫在裝卸油，常常是不定時(shí)的，大多情況下都是來一個(gè)車發(fā)一個(gè)車，油氣回收設(shè)備在此時(shí)都有富余能力沒有發(fā)揮，特別是一級(jí)油氣冷凝系統(tǒng)，因?yàn)榍笆龉に囋颍枰褱囟瓤刂圃? 5°C，現(xiàn)在普遍的一級(jí)油氣制冷系統(tǒng)都是直接采用單機(jī)制冷循環(huán)，靠不斷開停制冷機(jī)或控制供液電磁閥來實(shí)現(xiàn)一級(jí)溫度控制，這樣在遠(yuǎn)低于油氣回收設(shè)備原設(shè)計(jì)負(fù)荷的情況下裝卸油時(shí)，一級(jí)制冷系統(tǒng)常常只工作兩三分鐘，一級(jí)油氣溫度就已降到0°C以下，而制冷系統(tǒng)不得不停機(jī)，且此時(shí)一級(jí)制冷系統(tǒng)實(shí)際的蒸發(fā)溫度往往低于0°C，一級(jí)制冷機(jī)的不斷開啟和停止，造成一級(jí)油氣溫度大幅波動(dòng)，起不到很好的除水作用，反而帶來一級(jí)油氣冷凝系統(tǒng)結(jié)凍的風(fēng)險(xiǎn)。而對(duì)一級(jí)制冷機(jī)的變頻或者氣缸卸載技術(shù)，可以較好地使負(fù)荷匹配，但由于成本關(guān)系，目前市場(chǎng)上幾乎沒有任何廠家采用；靠成本較低的使制冷系統(tǒng)旁通卸載的辦法可以控制制冷系統(tǒng)制冷量，維持在低負(fù)荷時(shí)一級(jí)溫度的較好控制，但是一級(jí)壓縮機(jī)仍然會(huì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)做了很多無用功。另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的冷凝法在低溫工況時(shí)二級(jí)油氣冷凝器結(jié)凍的解決成了難題。為了解決冷凝法油氣回收的結(jié)凍問題，通常有以下幾種方法除霜1、電熱法[0011]在油氣回收設(shè)備待機(jī)時(shí)，在引風(fēng)機(jī)出口設(shè)置電熱器，在需要除霜時(shí)，Vl閥打開，弓丨風(fēng)機(jī)吸入旁通的空氣，空氣在電加熱處被加熱，熱空氣流入一級(jí)和二級(jí)油氣冷凝器，一級(jí)二級(jí)油氣冷凝器溫度上升至0°c以上，此方法簡單易操作，但是比較耗能，故一般只作為其他除霜方式的輔助手段。(也有把伴熱帶直接纏在一、級(jí)油氣冷凝器上，因一、二級(jí)油氣冷凝器都是低溫?fù)Q熱器，需要用聚氨酯發(fā)泡等保溫，故伴熱帶等加熱元件直接在發(fā)泡的保溫里加熱，很不安全，且加熱的伴熱帶、伴熱板等需要根據(jù)換熱器形狀特殊設(shè)計(jì)，故很少采用)2、一級(jí)制冷系統(tǒng)逆循環(huán)運(yùn)行，加熱一級(jí)冷凝器，二級(jí)冷凝器利用一級(jí)冷凝器吹來的熱風(fēng)化霜，裝卸汽油時(shí)，集輸?shù)挠蜌馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)把油氣引入油氣回收裝置，油氣在前置預(yù)冷器內(nèi)與二級(jí)冷凝器出來的低溫尾氣進(jìn)行換熱，使油氣溫度降到10°C 20°C，然后再進(jìn)入一級(jí)冷凝器繼續(xù)降溫，使油氣溫度降至TC 5°C，冷凝下來的液態(tài)油進(jìn)入油氣暫存分離罐；通過一級(jí)冷凝器降溫后的油氣再進(jìn)入二級(jí)冷凝器進(jìn)一步降溫，使油氣溫度降至-40°C -60°C，大部分油氣在此被冷凝為液體并進(jìn)入油品暫存分離罐，低溫的尾氣與從油品暫存分離罐揮發(fā)出的氣體匯合后進(jìn)入前置預(yù)冷器，與從引風(fēng)機(jī)排出的油氣進(jìn)行熱交換 后排空或進(jìn)入后續(xù)處理(活性炭吸附、膜分離裝置等)。當(dāng)天發(fā)油完畢，需要除霜時(shí)，閥門打開，引風(fēng)機(jī)引入空氣(如果不引入空氣而直接引入油氣加熱除霜，即不安全，又會(huì)使油氣未經(jīng)低溫處理就進(jìn)入下一步油氣工序，大大增加下一步的負(fù)擔(dān)。如典型的冷凝加吸附油氣回收系統(tǒng)，若未經(jīng)低溫處理的油氣直接進(jìn)入吸附系統(tǒng)，吸附罐很可能急劇升溫，給系統(tǒng)帶來非常大的危險(xiǎn)性，同時(shí)排放的油氣很可能達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)的非甲烷總烴含量25g/m3以內(nèi)的規(guī)定)，同時(shí)一級(jí)制冷系統(tǒng)逆循環(huán)，(一級(jí)制冷系統(tǒng)，可逆循環(huán)的單級(jí)系統(tǒng))其制冷循環(huán)流程如下制冷系統(tǒng)逆循環(huán)時(shí)，原來作為一級(jí)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器的一級(jí)冷凝器，現(xiàn)在作為一級(jí)制冷系統(tǒng)的冷凝器，制冷劑在此冷凝放熱，使引風(fēng)機(jī)排出的空氣在此被加熱至20°C 600C，被加熱的空氣進(jìn)入結(jié)凍的二級(jí)冷凝器，對(duì)二級(jí)冷凝器進(jìn)行加熱除霜后排出。在一級(jí)冷凝器內(nèi)被加熱的空氣不斷通過二級(jí)冷凝器，使結(jié)凍的二級(jí)冷凝器溫度不斷上升，最終使二級(jí)冷凝器溫度上升至0°c以上，達(dá)到為二級(jí)冷凝器除霜的目的。上述除霜工藝對(duì)發(fā)油不多，油氣流量不大的油庫來說，二級(jí)冷凝器不至結(jié)凍堵塞，在油庫發(fā)油完成需要除霜時(shí)，一級(jí)冷凝器內(nèi)被加熱的空氣可以輕松通過二級(jí)冷凝器，使二級(jí)冷凝器升溫，但是，如果油庫發(fā)油量較大，油氣回收設(shè)備必須工作較長時(shí)間，如此很可能造成二級(jí)冷凝器堵塞，除霜時(shí)的熱空氣在二級(jí)冷凝器的結(jié)冰處堵住，熱空氣難于進(jìn)入，很長時(shí)間二級(jí)冷凝器都不能化霜，而不得不增加輔助的電加熱器對(duì)二級(jí)冷凝器化霜，帶來安全隱患和造成能量的浪費(fèi)。3、一級(jí)制冷系統(tǒng)、_■級(jí)制冷系統(tǒng)脈沖電磁閩除霜制冷系統(tǒng)脈沖除霜，是指在油氣一級(jí)冷凝器、油氣二級(jí)冷凝器結(jié)凍后需要除霜時(shí)，制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)照常運(yùn)行，同時(shí)打開沖霜電磁閥，關(guān)閉三級(jí)制冷液路電磁閥，使剛從壓縮機(jī)出來的熱氣迅速?zèng)_入油氣一級(jí)(或二級(jí))冷凝器，達(dá)到除霜的目的。脈沖除霜會(huì)使壓縮機(jī)負(fù)荷增加，壓縮機(jī)吸氣時(shí)可能直接吸收到從蒸發(fā)器直接冷凝的制冷劑液體，造成壓縮機(jī)的液擊；或者從油氣冷凝器出來的熱氣來不及與結(jié)凍的油氣冷凝器進(jìn)行熱交換換熱，高溫的熱氣直接吸入壓縮機(jī)，致使壓縮機(jī)的吸氣溫度過高，造成壓縮機(jī)的負(fù)荷增大，壓縮機(jī)在這種情況下工作不了幾分鐘熱過載繼電器或者其他保護(hù)器就會(huì)動(dòng)作，故而通常只會(huì)讓壓縮機(jī)在此種惡劣工況下工作I 3分鐘，然后必須暫停3 5分鐘讓壓縮機(jī)“休息”一會(huì)，才能繼續(xù)再次啟動(dòng)熱沖霜，一般使油氣二級(jí)冷凝器從凍結(jié)狀態(tài)到化霜結(jié)束，如此沖沖歇歇需要持續(xù)I 2小時(shí)。比起在一級(jí)使用四通換向閥，脈沖除霜系統(tǒng)只需增加一個(gè)沖霜電磁閥，成本稍微節(jié)省，但是除霜時(shí)間長，且對(duì)壓縮機(jī)損傷非常大，很可能帶來壓縮機(jī)液擊、超載或者壓縮機(jī)回油困難等難題，故一般只在壓縮機(jī)所占資金較低的超小型制冷系統(tǒng)上使用，壓縮機(jī)壽命縮短或者液擊損壞時(shí)，只需要再購買一臺(tái)壓縮機(jī)即可。但不適合用于像油氣回收這樣壓縮機(jī)成本動(dòng)則幾萬甚至幾十萬的較大制冷系統(tǒng)上。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)在油氣回收制冷系統(tǒng)使用中的缺陷，提供一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)來解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，包括一級(jí)制冷系統(tǒng)、_■級(jí)制冷系統(tǒng)和二級(jí)制冷系統(tǒng)，所述一級(jí)制冷系統(tǒng)連接所述二級(jí)制冷系統(tǒng)，所述二級(jí)制冷系統(tǒng)連接所述三級(jí)制冷系統(tǒng)，其特征在于所述一級(jí)制冷系統(tǒng)包括一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)風(fēng)冷凝器、一級(jí)節(jié)流裝置和一級(jí)蒸發(fā)器，所述一級(jí)節(jié)流裝置包括一級(jí)制冷節(jié)流裝置和一級(jí)過冷節(jié)流裝置，所述一級(jí)蒸發(fā)器包括第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器，所述第一蒸發(fā)器通過一級(jí)制冷節(jié)流裝置連接一級(jí)風(fēng)冷凝器，所述第二蒸發(fā)器與第一蒸發(fā)器并聯(lián)，并通過一級(jí)除霜電磁閥連接一級(jí)風(fēng)冷凝器，所述一級(jí)過冷節(jié)流裝置連接在一級(jí)風(fēng)冷凝器與第二蒸發(fā)器之間，所述第二蒸發(fā)器通過一級(jí)制冷電磁閥連接四通換向閥，所述四通換向閥連接一級(jí)壓縮機(jī)；所述二級(jí)制冷系統(tǒng)包括二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)風(fēng)冷凝器、二級(jí)節(jié)流裝置和二級(jí)蒸發(fā)器，所述二級(jí)節(jié)流裝置包括二級(jí)制冷節(jié)流裝置和二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置，所述二級(jí)蒸發(fā)器包括第三蒸發(fā)器和第四蒸發(fā)器，所述第三蒸發(fā)器通過二級(jí)制冷節(jié)流裝置連接第二蒸發(fā)器，所述第二蒸發(fā)器連接二級(jí)風(fēng)冷凝器，所述第四蒸發(fā)器與第三蒸發(fā)器并聯(lián)，并通過二級(jí)除霜電磁閥連接第二蒸發(fā)器，所述二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置連接在第二蒸發(fā)器與第四蒸發(fā)器之間，所述第四蒸發(fā)器通過二級(jí)制冷電磁閥連接四通換向閥，所述四通換向閥連接二級(jí)壓縮機(jī)；所述三級(jí)制冷系統(tǒng)包括三級(jí)壓縮機(jī)、三級(jí)風(fēng)冷凝器、三級(jí)節(jié)流裝置和三級(jí)蒸發(fā)器，所述三級(jí)節(jié)流裝置包括三級(jí)制冷節(jié)流裝置和三級(jí)除霜節(jié)流裝置，所述三級(jí)蒸發(fā)器通過三級(jí)制冷節(jié)流裝置連接第四蒸發(fā)器，所述三級(jí)蒸發(fā)器通過三級(jí)旁路電磁閥連接壓縮機(jī)，所述除霜電磁閥與壓縮機(jī)之間連接三級(jí)油分電磁閥的一端，所述三級(jí)油分電磁閥的另一端連接膨脹容器，所述膨脹容器通過膨脹容器電磁閥連接三級(jí)油氣冷凝器，所述三級(jí)除霜節(jié)流裝置設(shè)置在三級(jí)油氣冷凝器與膨脹容器之間，并與膨脹容器電磁閥并聯(lián)，所述三級(jí)除霜節(jié)流裝置與三級(jí)油氣冷凝器之間設(shè)置三級(jí)制冷回氣電磁閥。上述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述第一蒸發(fā)器是一級(jí)油氣冷凝器，所述第二蒸發(fā)器是一級(jí)過冷換熱器。上述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述第三蒸發(fā)器是二級(jí)油氣冷凝器，所述第四蒸發(fā)器是二級(jí)蒸發(fā)冷凝器。[0027]上述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述三級(jí)蒸發(fā)器是三級(jí)油氣冷凝器。上述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述用于油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)還包括分離及存儲(chǔ)設(shè)備，所述分離及存儲(chǔ)設(shè)備同時(shí)連接一級(jí)油氣冷凝器、二級(jí)油氣冷凝器和三級(jí)油氣冷凝器。上述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述制冷系統(tǒng)還包括引風(fēng)機(jī)、預(yù)冷器、所述引風(fēng)機(jī)連接所述預(yù)冷器，所述預(yù)冷器連接所述一級(jí)制冷系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有的有益效果1、本實(shí)用新型采用了處于熱蒸汽的制冷劑直接相變除霜(熱氟沖霜)，能效比高。2、由于熱氟沖霜是直接在換熱器的內(nèi)部進(jìn)行的，故傳熱快，除霜迅速，一般一級(jí)、二級(jí)油氣冷凝器除霜時(shí)間在15分鐘內(nèi)即可完成，而三級(jí)油氣冷凝器的除霜也可在30分鐘內(nèi)完成。大大節(jié)約了除霜時(shí)間。3、熱氟沖霜，制冷劑的溫度來自壓縮機(jī)的壓縮熱，其最高溫度被天然的控制在130°C以內(nèi)，比電加熱除霜安全。4、熱氟沖霜，不用額外引入空氣，可在發(fā)油量相對(duì)較小時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了油氣回收設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。5、因熱氟沖霜是在換熱器的制冷側(cè)進(jìn)行，油氣冷凝器的油氣通道即使被凍實(shí)了，也能對(duì)之除霜。6、增設(shè)的位于原3 °C 5 °C油氣冷凝器與-40 °C -60 °C油氣冷凝器之間的-15°C -30°C油氣冷凝器，大大增加了系統(tǒng)能效比，原二元復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的低溫級(jí)(本實(shí)用新型的第三級(jí)制冷系統(tǒng))可大大縮小。7、本實(shí)用新型第三級(jí)的R23級(jí)熱氟沖霜，只需增加兩個(gè)電磁閥，增大一點(diǎn)膨脹容器，便解決了傳統(tǒng)工藝中低溫級(jí)除霜的難題，保證了壓縮機(jī)的使用壽命。8、由于采用了熱氟除霜，且各級(jí)油氣冷凝器皆能互不影響地獨(dú)立除霜，故油氣回收設(shè)備可連續(xù)運(yùn)行，不致像傳統(tǒng)工藝一樣，即使有油罐車在裝車，如果正好遇到油氣回收設(shè)備在除霜，也只能把裝車時(shí)產(chǎn)生的油氣都直接排放到大氣。本實(shí)用新型為能連續(xù)運(yùn)行的油氣回收設(shè)備，更節(jié)能，更環(huán)保。9、低負(fù)荷時(shí)，一級(jí)制冷系統(tǒng)自動(dòng)把冷量傳遞給下一級(jí)，降低油氣回收設(shè)備油氣回收處理的終溫，使進(jìn)入后續(xù)吸附處理或膜處理的油氣濃度更低，客觀上延長了吸附處理中的活性碳或膜處理中的膜的壽命。10、實(shí)現(xiàn)了一級(jí)制冷系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的有效控制，避免了一級(jí)冷凝溫度的較大波動(dòng)，避免了一級(jí)制冷壓縮機(jī)的頻繁啟停。
圖1為本實(shí)用新型的一級(jí)制冷系統(tǒng)示意圖圖2為本實(shí)用新型的二級(jí)和三級(jí)制冷系統(tǒng)示意圖圖3為本實(shí)用新型的制冷方式流程圖圖4為本實(shí)用新型的除霜方法流程圖具體實(shí)施方式
為使對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下參看圖1、圖2、圖3和圖4，一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，包括引風(fēng)機(jī)、預(yù)冷器、一級(jí)制冷系統(tǒng)、二級(jí)制冷系統(tǒng)和三級(jí)制冷系統(tǒng)，引風(fēng)機(jī)連接所述預(yù)冷器。預(yù)冷器連接所述一級(jí)制冷系統(tǒng)，一級(jí)制冷系統(tǒng)連接二級(jí)制冷系統(tǒng)，二級(jí)制冷系統(tǒng)連接三級(jí)制冷系統(tǒng)。為了使收集的氣態(tài)油能順利變?yōu)橐簯B(tài)一級(jí)制冷系統(tǒng)包括一級(jí)壓縮機(jī)1、一級(jí)風(fēng)冷凝器2、一級(jí)節(jié)流裝置和一級(jí)蒸發(fā)器，一級(jí)節(jié)流裝置包括一級(jí)制冷節(jié)流裝置4和一級(jí)過冷節(jié)流裝置7，而一級(jí)蒸發(fā)器包括第一蒸發(fā)器5和第二蒸發(fā)器8，第一蒸發(fā)器5通過一級(jí)制冷節(jié)流裝置4連接一級(jí)風(fēng)冷凝器，第二蒸發(fā)器8與第一蒸發(fā)器5并聯(lián)，并通過一級(jí)除霜電磁閥3連接一級(jí)風(fēng)冷凝器2，一級(jí)過冷節(jié)流裝置4連接在一級(jí)風(fēng)冷凝器2與第二蒸發(fā)器8之間，第二蒸發(fā)器8通過一級(jí)制冷電磁閥6連接四通換向閥，四通換向閥連接一級(jí)壓縮機(jī)I。為了有效制冷，第一蒸發(fā)器5是一級(jí)油氣冷凝器，第二蒸發(fā)器8是一級(jí)過冷換熱器。而一級(jí)冷凝器冷凝后會(huì)殘留一部分氣態(tài)油，這就需要進(jìn)一步冷凝，為此設(shè)置二級(jí)冷凝器，二級(jí)制冷系統(tǒng)包括二級(jí)壓縮機(jī)10、二級(jí)風(fēng)冷凝器9、二級(jí)節(jié)流裝置和二級(jí)蒸發(fā)器，二級(jí)節(jié)流裝置包括二級(jí)制冷節(jié)流裝置13和二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置17，二級(jí)蒸發(fā)器包括第三蒸發(fā)器14和第四蒸發(fā)器16，第三蒸發(fā)器14通過二級(jí)制冷節(jié)流裝置13連接第二蒸發(fā)器8，第二蒸發(fā)器8連接二級(jí)風(fēng)冷凝器9，第四蒸發(fā)器16與第三蒸發(fā)器14并聯(lián)，并通過二級(jí)除霜電磁閥12連接第二蒸發(fā)器8，二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置17連接在第二蒸發(fā)器8與第四蒸發(fā)器16之間，第四蒸發(fā)器16通過二級(jí)制冷電磁閥15連接四通換向閥，四通換向閥連接二級(jí)壓縮機(jī)10。為了增加效率，第三蒸發(fā)器14是二級(jí)油氣冷凝器，第四蒸發(fā)器16是二級(jí)蒸發(fā)冷凝器。三級(jí)制冷系統(tǒng)包括三級(jí)壓縮機(jī)21、三級(jí)風(fēng)冷凝器20、三級(jí)節(jié)流裝置和三級(jí)蒸發(fā)器11，三級(jí)節(jié)流裝置包括三級(jí)制冷節(jié)流裝置19和三級(jí)除霜節(jié)流裝置26，三級(jí)蒸發(fā)器11通過三級(jí)制冷節(jié)流裝置19連接第四蒸發(fā)器16，三級(jí)蒸發(fā)器11通過三級(jí)旁路電磁閥23連接壓縮機(jī)，除霜電磁閥與壓縮機(jī)之間連接三級(jí)油分電磁閥的一端，三級(jí)油分電磁閥的另一端連接膨脹容器25，膨脹容器25通過三級(jí)膨脹容器電磁閥27連接三級(jí)油氣冷凝器，三級(jí)除霜節(jié)流裝置26設(shè)置在三級(jí)油氣冷凝器與膨脹容器之間，并與三級(jí)膨脹容器電磁閥27并聯(lián)，三級(jí)除霜節(jié)流裝置26與三級(jí)油氣冷凝器11之間設(shè)置三級(jí)制冷回氣電磁閥22。除了制冷還需對(duì)冷凝后的液態(tài)油儲(chǔ)存，因此，用于油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)還包括分離及存儲(chǔ)設(shè)備，分離及存儲(chǔ)設(shè)備分別連接一級(jí)油氣冷凝器、二級(jí)油氣冷凝器和三級(jí)油氣冷凝器。參看圖3為了能更好的制冷，在這套系統(tǒng)中先把裝卸汽油時(shí)，集輸?shù)挠蜌馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)把油氣引入油氣回收裝置，油氣在前置預(yù)冷器內(nèi)與二級(jí)冷凝器出來的低溫尾氣進(jìn)行換熱，使油氣溫度降到10°c 20°C，然后再進(jìn)入一級(jí)冷凝器繼續(xù)降溫，使油氣溫度降至3V 5°C，變?yōu)橐簯B(tài)的油氣流入分離罐，氣態(tài)的通過一級(jí)冷凝器降溫后的油氣再進(jìn)入二級(jí)冷凝器進(jìn)一步降溫，使油氣溫度降至-15°C -30°C，變?yōu)橐簯B(tài)的油氣流入分離罐，然后氣態(tài)的在二級(jí)冷凝器進(jìn)一步降溫后，轉(zhuǎn)入三級(jí)冷凝器，通過三級(jí)冷凝器把溫度降到_40°C -60°C，大部分油氣在此被冷凝為液體并進(jìn)入油品暫存分離罐，低溫的尾氣與從油品暫存分離罐揮發(fā)出的氣體匯合后進(jìn)入前置預(yù)冷器，與從引風(fēng)機(jī)排出的油氣進(jìn)行熱交換后排空或進(jìn)入后續(xù)處理(活性炭吸附、膜分離裝置等)。[0055]而一級(jí)冷凝器中需要一級(jí)制冷系統(tǒng)帶走熱量，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后排出的高溫高壓制冷劑，經(jīng)油分離器去除制冷劑里夾帶的霧態(tài)油滴后，進(jìn)入四通換向閥的A 口，從B 口流出進(jìn)入一級(jí)風(fēng)冷凝器2，制冷劑被冷凝至環(huán)境溫度，變?yōu)楦邷馗邏阂后w，進(jìn)入儲(chǔ)液器，從儲(chǔ)液器出來的液態(tài)制冷劑，經(jīng)止回閥，分為兩路一路經(jīng)過濾器，球閥，電磁閥，進(jìn)入一級(jí)制冷節(jié)流裝置4，這種一級(jí)制冷節(jié)流裝置4是膨脹閥或毛細(xì)管，節(jié)流減壓為液態(tài)的低溫制冷劑進(jìn)入一級(jí)油氣冷凝器5，與油氣進(jìn)行熱交換，使油氣降溫至3°C 5°C，同時(shí)制冷劑吸熱蒸發(fā)為氣體，然后回到四通換向閥的D 口 ；另一路從止回閥出來的制冷劑，經(jīng)過濾器，球閥，電磁閥，進(jìn)入一級(jí)過冷節(jié)流裝置4，這種節(jié)流裝置也是膨脹閥或毛細(xì)管，節(jié)流減壓，變?yōu)榈蜏匾后w，進(jìn)入一級(jí)過冷換熱器8對(duì)二級(jí)制冷系統(tǒng)中的制冷劑進(jìn)行過冷換熱。然后經(jīng)一級(jí)制冷電磁閥6，與一級(jí)油氣冷凝器5出來的制冷劑匯合后進(jìn)入四通換向閥(一級(jí)四通換向閥)的D口。經(jīng)四通換向閥(一級(jí)四通換向閥)的C 口出來后進(jìn)入氣液分離器，然后經(jīng)過濾器，返回壓縮機(jī)吸氣□。而為了補(bǔ)充一級(jí)制冷系統(tǒng)的制冷不充分，同時(shí)有二級(jí)制冷系統(tǒng)工作，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后排出的高溫高壓制冷劑，經(jīng)油分離器去除制冷劑里夾帶的霧態(tài)油滴后，進(jìn)入四通換向閥(二級(jí)四通換向閥)的A 口，從B 口流出進(jìn)入二級(jí)風(fēng)冷凝器9，制冷劑被冷凝至環(huán)境溫度，變?yōu)楦邷馗邏阂后w，進(jìn)入一級(jí)過冷換熱器8，與一級(jí)制冷系統(tǒng)的低溫制冷劑進(jìn)行換熱，進(jìn)一步把制冷劑過冷為低溫高壓的制冷劑，進(jìn)入儲(chǔ)液器，從儲(chǔ)液器出來的液態(tài)制冷劑，經(jīng)止回閥，分為兩路一路經(jīng)過濾器，球閥，電磁閥，進(jìn)入二級(jí)制冷節(jié)流裝置13，這種節(jié)流裝置是膨脹閥或毛細(xì)管，節(jié)流減壓為液態(tài)的低溫制冷劑進(jìn)入二級(jí)油氣冷凝器14，與油氣進(jìn)行熱交換，使油氣降溫至-15°C -30°C，同時(shí)制冷劑吸熱蒸發(fā)為氣體，然后回到四通換向閥的D 口 ；另一路從止回閥出來的制冷劑，經(jīng)過濾器，球閥，電磁閥，進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置17，這種節(jié)流裝置也是膨脹閥或毛細(xì)管，節(jié)流減壓，變?yōu)榈蜏匾后w，進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)冷凝器16，對(duì)二級(jí)制冷系統(tǒng)中的制冷劑進(jìn)行過冷換熱。然后經(jīng)二級(jí)制冷電磁閥15，與二級(jí)油氣冷凝器出來的制冷劑匯合后進(jìn)入四通換向閥(二級(jí)四通換向閥)的D 口。經(jīng)四通換向閥(二級(jí)四通換向閥)的C 口出來后進(jìn)入氣液分離器，然后經(jīng)過濾器，返回壓縮機(jī)吸氣口。經(jīng)過了一級(jí)、二級(jí)制冷后還有部分氣態(tài)殘余，此時(shí)需要三級(jí)制冷系統(tǒng)。經(jīng)R23低溫級(jí)壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓的R23制冷劑，經(jīng)油氣分離器(排氣壓力不超過卸載壓力時(shí)，三級(jí)風(fēng)冷凝器9和膨脹容器25之間的油分離器電磁閥關(guān)閉)，進(jìn)入三級(jí)風(fēng)冷凝器20預(yù)冷，然后再進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)冷凝器16 (不除霜時(shí)，三級(jí)風(fēng)冷凝器20和三級(jí)油氣冷凝器11之間的三級(jí)旁路電磁閥23關(guān)閉)，與二級(jí)制冷系統(tǒng)的低溫制冷劑進(jìn)行換熱，R23制冷劑變?yōu)榈蜏馗邏阂后w，然后進(jìn)入過濾器，球閥，三級(jí)油氣冷凝器與二級(jí)蒸發(fā)冷凝器之間的三級(jí)制冷液路電磁閥18，然后進(jìn)入三級(jí)制冷節(jié)流裝置19，這種節(jié)流裝置是膨脹閥或毛細(xì)管，R23制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w，經(jīng)球閥，進(jìn)入三級(jí)油氣冷凝器11，與油氣進(jìn)行熱交換，使油氣降溫至-40°C _60°C，R23制冷劑變?yōu)榈蛪赫羝M(jìn)入的三級(jí)油氣冷凝器11與油氣分離器之間的三級(jí)油分電磁閥24(非除霜狀態(tài)時(shí)膨脹容器與三級(jí)油氣冷凝器之間三級(jí)膨脹容器電磁閥27關(guān)閉)，經(jīng)氣液分離器，過濾器，回到R23低溫級(jí)壓縮機(jī)21的吸氣口。參看圖4油氣回收時(shí)冷熱交換容易出現(xiàn)結(jié)霜情況，不利于油氣回收，而制冷系統(tǒng)本身也能提供除霜的效果，當(dāng)油氣經(jīng)過一級(jí)油氣冷凝器5時(shí)，一級(jí)制冷系統(tǒng)中，需要所有制冷劑流入一級(jí)過冷換熱器8，全負(fù)荷為二級(jí)制冷系統(tǒng)過冷。因此首先經(jīng)高溫級(jí)壓縮機(jī)壓縮后排出的高溫高壓制冷劑，經(jīng)油分離器去除制冷劑里夾帶的霧態(tài)油滴后，進(jìn)入四通換向閥(一級(jí)四通換向閥)的A 口，然后經(jīng)D 口流出，一級(jí)過冷換熱器與D 口之間的一級(jí)制冷電磁閥6關(guān)閉，高溫高壓制冷劑直接進(jìn)入一級(jí)油氣冷凝器5，與低溫的一級(jí)油氣冷凝器5換熱，達(dá)到為一級(jí)油氣冷凝器除霜的目的，此時(shí)部分制冷劑可能被冷凝為液體，之后經(jīng)過止回閥，球閥，雙向過濾器，過濾器，球閥，電磁閥，經(jīng)一級(jí)過冷節(jié)流裝置7 ( —級(jí)過冷換熱器與過濾器之間的毛細(xì)管或膨脹閥)，把制冷劑節(jié)流為低溫低壓液體，經(jīng)一級(jí)過冷換熱器8，與二級(jí)系統(tǒng)的制冷劑換熱后，進(jìn)入一級(jí)油氣冷凝器5與儲(chǔ)液器之間的一級(jí)除霜電磁閥3，經(jīng)止回閥后，進(jìn)入雙向的儲(chǔ)液器，然后進(jìn)入一級(jí)風(fēng)冷凝器2，經(jīng)四通換向閥(一級(jí)四通換向閥)的B口，從四通換向閥(一級(jí)四通換向閥)的C 口出來，然后經(jīng)氣液分離器，經(jīng)過濾器后回到壓縮機(jī)繼續(xù)被壓縮。二級(jí)制冷系統(tǒng)也在工作因此也會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，因此二級(jí)制冷系統(tǒng)也要除霜，當(dāng)油氣經(jīng)過二級(jí)油氣冷凝器14時(shí)，此時(shí)一級(jí)制冷系統(tǒng)中一級(jí)過冷節(jié)流裝置和過濾器之間的電磁閥關(guān)閉，一級(jí)制冷系統(tǒng)不對(duì)二級(jí)制冷系統(tǒng)過冷，然后經(jīng)高溫級(jí)壓縮機(jī)壓縮后排出的高溫高壓制冷劑，經(jīng)油分離器去除制冷劑里夾帶的霧態(tài)油滴后，進(jìn)入四通換向閥(二級(jí)四通換向閥)的A 口，然后經(jīng)D 口流出，D 口與二級(jí)蒸發(fā)冷凝器16之間的二級(jí)制冷電磁閥15關(guān)閉，高溫高壓制冷劑直接進(jìn)入二級(jí)油氣冷凝器14，與低溫的二級(jí)油氣冷凝器換熱，達(dá)到為二級(jí)油氣冷凝器除霜的目的，此時(shí)部分制冷劑可能被冷凝為液體，之后經(jīng)過止回閥，球閥，雙向過濾器，過濾器，球閥，電磁閥，經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置17 (過濾器與二級(jí)蒸發(fā)冷凝器16之間的毛細(xì)管或膨脹閥)，把制冷劑節(jié)流為低溫低壓液體，經(jīng)二級(jí)蒸發(fā)冷凝器16，與三級(jí)系統(tǒng)的R23制冷系統(tǒng)換熱后，進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)冷凝器16與儲(chǔ)液器之間的二級(jí)除霜電磁閥12，經(jīng)止回閥后，進(jìn)入雙向的儲(chǔ)液器，然后進(jìn)入一級(jí)過冷換熱器8，在二級(jí)風(fēng)冷凝器9處被環(huán)境部分加熱，使制冷劑溫度恢復(fù)至_20°C以上，經(jīng)四通換向閥(二級(jí)四通換向閥)的B 口，從四通換向閥(二級(jí)四通換向閥)的C 口出來，然后經(jīng)氣液分離器，經(jīng)過濾器后回到壓縮機(jī)10繼續(xù)被壓縮。最后三級(jí)制冷系統(tǒng)在工作中也會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，因此三級(jí)制冷系統(tǒng)也要除霜，當(dāng)油氣經(jīng)過三級(jí)冷凝器時(shí)，此時(shí)二級(jí)制冷系統(tǒng)中二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置17與過濾器之間的電磁閥關(guān)閉，二級(jí)制冷系統(tǒng)不對(duì)二級(jí)蒸發(fā)冷凝器過冷，然后經(jīng)R23低溫級(jí)壓縮機(jī)壓縮后的高溫高壓的R23制冷劑，經(jīng)油分離器(排氣壓力不超過卸載壓力時(shí)，膨脹容器25與三級(jí)風(fēng)冷凝器20之間的三級(jí)油分電磁閥24關(guān)閉)，與三級(jí)風(fēng)冷凝器20連接的三級(jí)旁路電磁閥23打開(三級(jí)制冷液路電磁閥18關(guān)閉)，熱蒸汽直接進(jìn)入三級(jí)油氣冷凝器11，與低溫的三級(jí)油氣冷凝器11換熱，三級(jí)油氣冷凝器11溫度升至(TC以上而除霜，從三級(jí)油氣冷凝器11出來的高壓制冷劑(油液分離器與三級(jí)油氣冷凝器11之間的三級(jí)制冷回氣電磁閥22關(guān)閉)，通過三級(jí)油氣冷凝器11與膨脹容器25之間的膨脹容器電磁閥27進(jìn)入加大設(shè)計(jì)的膨脹容器，再經(jīng)三級(jí)除霜節(jié)流裝置26 (油液分離器與膨脹容器25之間的毛細(xì)管或膨脹閥)降壓后，進(jìn)入氣液分離器，經(jīng)過濾器后被壓縮機(jī)21吸入并再次壓縮。R23三級(jí)制冷系統(tǒng)排氣壓力超過卸載壓力時(shí)排氣壓力過高，R23級(jí)高壓保護(hù)器動(dòng)作，膨脹容器25與三級(jí)風(fēng)冷凝器20之間的三級(jí)油分電磁閥24被打開，高壓制冷劑被壓入低壓的膨脹容器25，當(dāng)排氣壓力降到一定值時(shí)，膨脹容器25與三級(jí)風(fēng)冷凝器20之間的三級(jí)油分電磁閥24關(guān)閉，制冷劑照正常路線流動(dòng)。當(dāng)超過卸載壓力，系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常打開卸載膨脹容器25與三級(jí)風(fēng)冷凝器20之間的三級(jí)油分電磁閥24時(shí)，高低壓保護(hù)器中的另一只高壓保護(hù)器動(dòng)作，使系統(tǒng)停機(jī)。膨脹容器25由三級(jí)除霜節(jié)流裝置26與制冷系統(tǒng)的低壓端相連，卸載入膨脹容器25的制冷劑，會(huì)緩慢的從低壓端補(bǔ)充入系統(tǒng)，進(jìn)入油氣分離器，參與再次循環(huán)。三級(jí)壓縮機(jī)11低壓端壓力越低，膨脹容器25補(bǔ)充制冷劑的速度越迅速。系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，膨脹容器25與三級(jí)風(fēng)冷凝器20之間的三級(jí)油分電磁閥24打開，R23制冷劑進(jìn)入膨脹容器25暫存，降低系統(tǒng)停機(jī)壓力。綜上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，包括一級(jí)制冷系統(tǒng)、二級(jí)制冷系統(tǒng)和三級(jí)制冷系統(tǒng)，所述一級(jí)制冷系統(tǒng)連接所述二級(jí)制冷系統(tǒng)，所述二級(jí)制冷系統(tǒng)連接所述三級(jí)制冷系統(tǒng)， 其特征在于所述一級(jí)制冷系統(tǒng)包括一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)風(fēng)冷凝器、一級(jí)節(jié)流裝置和一級(jí)蒸發(fā)器，所述一級(jí)節(jié)流裝置包括一級(jí)制冷節(jié)流裝置和一級(jí)過冷節(jié)流裝置，所述一級(jí)蒸發(fā)器包括第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器，所述第一蒸發(fā)器通過一級(jí)制冷節(jié)流裝置連接一級(jí)風(fēng)冷凝器，所述第二蒸發(fā)器與第一蒸發(fā)器并聯(lián)，并通過一級(jí)除霜電磁閥連接一級(jí)風(fēng)冷凝器，所述一級(jí)過冷節(jié)流裝置連接在一級(jí)風(fēng)冷凝器與第二蒸發(fā)器之間，所述第二蒸發(fā)器通過一級(jí)制冷電磁閥連接四通換向閥，所述四通換向閥連接一級(jí)壓縮機(jī)；所述二級(jí)制冷系統(tǒng)包括二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)風(fēng)冷凝器、二級(jí)節(jié)流裝置和二級(jí)蒸發(fā)器，所述二級(jí)節(jié)流裝置包括二級(jí)制冷節(jié)流裝置和二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置，所述二級(jí)蒸發(fā)器包括第三蒸發(fā)器和第四蒸發(fā)器，所述第三蒸發(fā)器通過二級(jí)制冷節(jié)流裝置連接第二蒸發(fā)器，所述第二蒸發(fā)器連接二級(jí)風(fēng)冷凝器，所述第四蒸發(fā)器與第三蒸發(fā)器并聯(lián)，并通過二級(jí)除霜電磁閥連接第二蒸發(fā)器，所述二級(jí)蒸發(fā)節(jié)流裝置連接在第二蒸發(fā)器與第四蒸發(fā)器之間，所述第四蒸發(fā)器通過二級(jí)制冷電磁閥連接四通換向閥，所述四通換向閥連接二級(jí)壓縮機(jī)；所述三級(jí)制冷系統(tǒng)包括三級(jí)壓縮機(jī)、三級(jí)風(fēng)冷凝器、三級(jí)節(jié)流裝置和三級(jí)蒸發(fā)器，所述三級(jí)節(jié)流裝置包括三級(jí)制冷節(jié)流裝置和三級(jí)除霜節(jié)流裝置，所述三級(jí)蒸發(fā)器通過三級(jí)制冷節(jié)流裝置連接第四蒸發(fā)器，所述三級(jí)蒸發(fā)器通過三級(jí)旁路電磁閥連接壓縮機(jī)，所述除霜電磁閥與壓縮機(jī)之間連接三級(jí)油分電磁閥的一端，所述三級(jí)油分電磁閥的另一端連接膨脹容器，所述膨脹容器通過膨脹容器電磁閥連接三級(jí)油氣冷凝器，所述三級(jí)除霜節(jié)流裝置設(shè)置在三級(jí)油氣冷凝器與膨脹容器之間，并與膨脹容器電磁閥并聯(lián)，所述三級(jí)除霜節(jié)流裝置與三級(jí)油氣冷凝器之間設(shè)置三級(jí)制冷回氣電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述第一蒸發(fā)器是一級(jí)油氣冷凝器，所述第二蒸發(fā)器是一級(jí)過冷換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述第三蒸發(fā)器是二級(jí)油氣冷凝器，所述第四蒸發(fā)器是二級(jí)蒸發(fā)冷凝器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述三級(jí)蒸發(fā)器是三級(jí)油氣冷凝器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述用于油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)還包括分離及存儲(chǔ)設(shè)備，所述分離及存儲(chǔ)設(shè)備同時(shí)連接一級(jí)油氣冷凝器、二級(jí)油氣冷凝器和三級(jí)油氣冷凝器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，其特征在于所述制冷系統(tǒng)還包括引風(fēng)機(jī)、預(yù)冷器、所述引風(fēng)機(jī)連接所述預(yù)冷器，所述預(yù)冷器連接所述一級(jí)制冷系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種油氣回收的階梯式制冷系統(tǒng)，包括一級(jí)制冷系統(tǒng)、二級(jí)制冷系統(tǒng)和三級(jí)制冷系統(tǒng)，一級(jí)制冷系統(tǒng)連接二級(jí)制冷系統(tǒng)，二級(jí)制冷系統(tǒng)連接三級(jí)制冷系統(tǒng)，一級(jí)制冷系統(tǒng)包括一級(jí)壓縮機(jī)、一級(jí)風(fēng)冷凝器、一級(jí)節(jié)流裝置和一級(jí)蒸發(fā)器，二級(jí)制冷系統(tǒng)包括二級(jí)壓縮機(jī)、二級(jí)風(fēng)冷凝器、二級(jí)節(jié)流裝置和二級(jí)蒸發(fā)器，三級(jí)制冷系統(tǒng)包括三級(jí)壓縮機(jī)、三級(jí)風(fēng)冷凝器、三級(jí)節(jié)流裝置和三級(jí)蒸發(fā)器。本實(shí)用新型具有的有益效果不僅大大節(jié)約了除霜時(shí)間，還更安全，有益于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)F25B7/00GK202835898SQ20122026029
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
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