一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，包括丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)通過丙烷/冷凍水換熱器與冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行換熱，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和空冷器，壓縮機(jī)的出口端經(jīng)空冷器與丙烷/冷凍水換熱器的入口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與壓縮機(jī)的入口端連通。本實(shí)用新型將丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合使用，工藝簡單，初次投資成本低，可使燃?xì)廨啓C(jī)獲得較低的進(jìn)氣溫度。
【專利說明】
一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，在國內(nèi)外的中大型天然氣液化工廠等裝置中，已逐漸廣泛采用燃?xì)廨啓C(jī)作為壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵裝備。另外，燃?xì)廨啓C(jī)因其系統(tǒng)簡單、熱效率高、啟動(dòng)速度快、運(yùn)行平穩(wěn)等突出優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可有效降低用電負(fù)荷，也已被廣泛用作石油行業(yè)的煉油裝置、化工裝置、天然氣處理廠及燃?xì)怆姀S的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)設(shè)備，但其具有一項(xiàng)無法克服的技術(shù)缺陷:在炎熱地區(qū)或高溫季節(jié)，因環(huán)境溫度高，隨著燃燒進(jìn)氣溫度的升高，其輸出功率呈下降態(tài)勢，對用戶方的正常生產(chǎn)運(yùn)行構(gòu)成很大影響。若安裝進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，降低燃燒進(jìn)氣溫度，則可以提高燃?xì)廨啓C(jī)的功率輸出并使其保持穩(wěn)定的狀態(tài)。
[0003]燃?xì)廨啓C(jī)按進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)劃分，可分為直接接觸式和間接接觸式兩大類。關(guān)于直接接觸式進(jìn)氣冷卻，包括有水膜式蒸發(fā)冷卻和噴霧冷卻，其原理是利用水在空氣中蒸發(fā)時(shí)所吸收的潛熱來降低空氣溫度。優(yōu)點(diǎn)是投資少，施工周期短、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低，但缺點(diǎn)是進(jìn)氣冷度低，冷卻能力比較有限，需要建設(shè)淡水處理設(shè)施且需消耗大量淡水，一般用于資金短缺、干燥、炎熱的地區(qū)。關(guān)于間接接觸式進(jìn)氣冷卻主要有壓縮制冷冷卻、吸收制冷冷卻、蓄冷冷卻和液化天然氣(LNG)冷能冷卻，其原理是在燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)進(jìn)口處設(shè)置一翅片式表面換熱器，空氣在盤管外流動(dòng)，冷源在盤管內(nèi)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)換熱冷卻目的。對于壓縮制冷其缺點(diǎn)是消耗較多電力；吸收制冷缺點(diǎn)是溴化鋰(LiBr)介質(zhì)對鋼材的腐蝕性很強(qiáng)，會縮短制冷機(jī)的壽命，對設(shè)備及管道材質(zhì)要求高，耗能比壓縮式制冷技術(shù)高，且其最多能將進(jìn)氣溫度冷卻至15°C;蓄熱冷卻制冷技術(shù)常被用于峰谷電量或電價(jià)差較大的燃?xì)怆姀S，同時(shí)需要投資建設(shè)龐大的制冷設(shè)備，占地面積大，經(jīng)濟(jì)性不好;液化天然氣(LNG)冷能冷卻，需與液化天然氣接收站統(tǒng)籌運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用性小，在工廠明顯不適用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型結(jié)合常規(guī)工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的工作原理和技術(shù)特點(diǎn)，將丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合使用，為燃?xì)廨啓C(jī)提供一種經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、可靠性好的進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，以利于其更好的服務(wù)于設(shè)備及生產(chǎn)用戶。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，包括丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)通過丙烷/冷凍水換熱器與冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行換熱，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和空冷器，壓縮機(jī)的出口端經(jīng)空冷器與丙烷/冷凍水換熱器的入口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與壓縮機(jī)的入口端連通。
[0006]進(jìn)一步，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)還設(shè)置有分液罐，所述分液罐位于壓縮機(jī)和空冷器之間。
[0007]進(jìn)一步，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)還設(shè)置有緩沖罐，所述緩沖罐位于空冷器和丙烷/冷凍水換熱器之間。
[0008]進(jìn)一步，所述冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻盤管換熱器和冷凍水循環(huán)栗，冷凍水循環(huán)栗的出口端與丙烷/冷凍水換熱器的進(jìn)口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與冷卻盤管換熱器的進(jìn)口端連接，冷卻盤管換熱器的出口端通過管道與冷凍水循環(huán)栗進(jìn)口端連通。
[0009]進(jìn)一步，所述冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)還設(shè)置有補(bǔ)水罐，所述補(bǔ)水罐位于冷凍水循環(huán)栗的前端。
[0010]進(jìn)一步，所述冷凍水循環(huán)栗至少有2臺。
[0011 ]進(jìn)一步，所述丙烷/冷凍水換熱器有6臺。
[0012]進(jìn)一步，所述壓縮機(jī)至少有2臺。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0014]1、本實(shí)用新型將丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)合使用，工藝簡單，初次投資成本低，可使燃?xì)廨啓C(jī)獲得較低的進(jìn)氣溫度。
[0015]2、本實(shí)用新型采用冷凍水作為一級制冷循環(huán)冷劑，可充分利用水的大比熱、性質(zhì)穩(wěn)定、無污染的特點(diǎn)；丙烷作為二級制冷循環(huán)冷劑，由于丙烷為天然氣液化廠或煉油廠的副產(chǎn)品，容易獲得，性質(zhì)穩(wěn)定，對生產(chǎn)運(yùn)行有利，經(jīng)濟(jì)性好;可一次性加注，長期使用。
[0016]3、本實(shí)用新型可回收利用進(jìn)氣冷卻過程中從空氣中冷凝析出的冷凝水，將其作為冷凍水使用，且冷凍水為閉合循環(huán)，損耗少，不需另外投資建設(shè)淡水生產(chǎn)裝置、循環(huán)冷卻裝置(如冷卻塔)和設(shè)備，經(jīng)濟(jì)性好。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖中:1一壓縮機(jī)，2—分液罐，3—空冷器，4一緩沖罐，5—丙烷/冷凍水換熱器A，6—丙烷/冷凍水換熱器B，7—丙烷/冷凍水換熱器C，8—補(bǔ)水罐，9 一冷凍水循環(huán)栗，10—冷卻盤管換熱器，11一燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣口，12—調(diào)節(jié)閥A，13—調(diào)節(jié)閥B，14一調(diào)節(jié)閥C。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它類同實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0020]實(shí)施例一:
[0021]如圖1所示，一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，包括丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)通過丙烷/冷凍水換熱器與冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行換熱，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)包括兩個(gè)壓縮機(jī)I和空冷器3，壓縮機(jī)I的出口端經(jīng)空冷器3與丙烷/冷凍水換熱器的入口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與壓縮機(jī)的入口端連通，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)還設(shè)置有分液罐2，所述分液罐2位于壓縮機(jī)I和空冷器3之間，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)還設(shè)置有緩沖罐4，所述緩沖罐4位于空冷器3和丙烷/冷凍水換熱器之間。
[0022]所述冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻盤管換熱器10和冷凍水循環(huán)栗9，所述冷凍水循環(huán)栗至少有2臺，冷凍水循環(huán)栗9的出口端與丙烷/冷凍水換熱器的進(jìn)口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與冷卻盤管換熱器10的進(jìn)口端連接，冷卻盤管換熱器10的出口端通過管道與冷凍水循環(huán)栗9進(jìn)口端連通，所述冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)還設(shè)置有補(bǔ)水罐8，所述補(bǔ)水罐8位于冷凍水循環(huán)栗9的前端，所述丙烷/冷凍水換熱器有6臺。本實(shí)用新型采用冷凍水作為一級制冷循環(huán)冷劑，先通過冷凍水的閉合循環(huán)與燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣口 11的空氣進(jìn)行一次換熱，將進(jìn)氣空氣所攜帶的熱量帶走，實(shí)現(xiàn)對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣的冷卻;然后丙烷作為二級制冷循環(huán)冷劑，通過丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)，冷凍水與丙烷進(jìn)行二次換熱將熱量傳遞給丙烷冷劑，在空冷器位置通過空冷器3的運(yùn)轉(zhuǎn)將丙烷攜帶的熱量傳遞至大氣中。具體操作流程如下:
[0023]該系統(tǒng)以同時(shí)服務(wù)于6臺額定功率為32MW的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)方案為例進(jìn)行描述，該技術(shù)方案采用額定功率為1665KW的丙烷壓縮機(jī)(僅以此設(shè)備功率為例進(jìn)行技術(shù)方案的描述，實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)工藝需要進(jìn)行設(shè)備功率的選型調(diào)整)，系統(tǒng)冷凍水循環(huán)流量為1750M3/HR，冷凍水冷卻功率負(fù)荷25100KW/HR，該進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)可在42°C以下環(huán)境狀態(tài)正常工作。丙烷冷劑經(jīng)壓縮機(jī)I壓縮后，依次流經(jīng)分液罐2、空冷器3、緩沖罐4、丙烷/冷凍水換熱器A5(殼程)、丙烷/冷凍水換熱器B6(殼程)、丙烷/冷凍水換熱器A5(管程)后返回壓縮機(jī)I入口端，完成閉路循環(huán);在丙烷/冷凍水換熱器A5和丙烷/冷凍水換熱器B6之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥A12，PLC系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥A12來控制不同操作工況下的丙烷流量，從分液罐2底部析出的液態(tài)丙烷經(jīng)丙烷/冷凍水換熱器C7(殼程)后返回壓縮機(jī)I。其中在分液罐2完成氣液分離，在空冷器3丙烷冷劑吸收的熱量被帶走并傳遞至大氣;在丙烷/冷凍水換熱器B6與冷凍水換熱，帶走冷凍水所攜帶的熱量并將其溫度降至5°C。丙烷在此閉合系統(tǒng)中如此循環(huán)往復(fù)，源源不斷的帶走冷凍水所攜帶的熱量。
[0024]冷凍水從補(bǔ)水罐8出來后經(jīng)冷凍水循環(huán)栗9加壓后，被送往丙烷/冷凍水換熱器B6(管程)與丙烷冷劑充分換冷，其溫度由常溫降至5°C;冷凍水經(jīng)丙烷/冷凍水換熱器B6(管程)后，被依次送入6臺燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣口 11冷卻盤管換熱器10，在此處冷凍水作為冷劑從冷卻盤管換熱器10的管中流過，進(jìn)氣口空氣從冷卻盤管換熱器10的管外部流過，冷凍水與燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣口 11空氣充分換熱后，帶走進(jìn)氣熱量以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣冷卻的目的，在燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣口 11和補(bǔ)水罐8之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥B13和調(diào)節(jié)閥C14，PLC系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥B13控制冷卻盤管冷凍水的流量，通過調(diào)節(jié)閥C14控制旁路中冷凍水的流量，整體保持冷凍水的流量總量不變，在外界氣溫低于31°C時(shí)，能將進(jìn)氣溫度冷卻至8°C;在外界氣溫高于31°C時(shí)，能將進(jìn)氣溫度冷卻至11°C。冷凍水在此閉合系統(tǒng)中如此循環(huán)往復(fù)，源源不斷的帶走燃機(jī)進(jìn)氣所攜帶的熱量，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣冷卻的目的。
[0025]本實(shí)施例中的二級制冷循環(huán)冷劑也可以采用乙烯、甲烷或乙烯+丙烷等制冷混合介質(zhì)代替，丙烷/冷凍水換熱器的結(jié)構(gòu)形式可采用管殼式或板式，以適用于不同介質(zhì)、不同溫度、不同壓力下的操作工況。
[0026]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)和冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)通過丙烷/冷凍水換熱器與冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行換熱，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和空冷器，壓縮機(jī)的出口端經(jīng)空冷器與丙烷/冷凍水換熱器的入口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與壓縮機(jī)的入口端連通。2.如權(quán)利要求1所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)還設(shè)置有分液罐，所述分液罐位于壓縮機(jī)和空冷器之間。3.如權(quán)利要求2所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述丙烷閉合壓縮制冷系統(tǒng)還設(shè)置有緩沖罐，所述緩沖罐位于空冷器和丙烷/冷凍水換熱器之間。4.如權(quán)利要求1所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻盤管換熱器和冷凍水循環(huán)栗，冷凍水循環(huán)栗的出口端與丙烷/冷凍水換熱器的進(jìn)口端連通，丙烷/冷凍水換熱器的出口端通過管道與冷卻盤管換熱器的進(jìn)口端連接，冷卻盤管換熱器的出口端通過管道與冷凍水循環(huán)栗進(jìn)口端連通。5.如權(quán)利要求4所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍水閉合循環(huán)系統(tǒng)還設(shè)置有補(bǔ)水罐，所述補(bǔ)水罐位于冷凍水循環(huán)栗的前端。6.如權(quán)利要求4所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍水循環(huán)栗至少有2臺。7.如權(quán)利要求1-6任一所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述丙烷/冷凍水換熱器有6臺。8.如權(quán)利要求7所述的一種新型的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)至少有2臺。
【文檔編號】F02C7/141GK205669437SQ201620555562
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】侯偉平, 賈東, 鹿桂華, 關(guān)承志, 王艷玲
【申請人】侯偉平, 賈東