具有有機(jī)朗肯循環(huán)的螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及螺桿壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體為具有有機(jī)朗肯循環(huán)的螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]螺桿壓縮機(jī)是一種常見的容積式壓縮機(jī)，其工作過程遵循熱力學(xué)定律，由于其進(jìn)、出口氣體的溫差不大，通常認(rèn)為螺桿壓縮機(jī)輸入的功率都轉(zhuǎn)化為熱能排出，一般情況下該部分熱能都是通過換熱系統(tǒng)降溫后直接排放，其換熱系統(tǒng)一般使用風(fēng)扇冷卻或者水冷卻方式，其存在熱能的再利用率低的問題，不能滿足當(dāng)前節(jié)能減排的要求。
[0003]現(xiàn)有的有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，可縮寫為0RC)多用于發(fā)電系統(tǒng)，且一般的有機(jī)朗肯循環(huán)的換熱器中不含有過熱器，或者不獨(dú)立設(shè)置過熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明提供了具有有機(jī)朗肯循環(huán)的螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)，其能解決現(xiàn)有螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)直接向外排放多余熱能而導(dǎo)致能源利用率低的問題，從而滿足當(dāng)前節(jié)能減排的要求。
[0005]具有有機(jī)朗肯循環(huán)的螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)，其包括螺桿壓縮機(jī)主機(jī)和驅(qū)動所述螺桿壓縮機(jī)主體工作的電機(jī)，其特征在于:其還包括螺桿膨脹機(jī)和工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，所述螺桿膨脹機(jī)的輸出軸與所述螺桿壓縮機(jī)主機(jī)轉(zhuǎn)子軸軸接，所述工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括冷凝器、工質(zhì)罐、工質(zhì)栗、換熱器，所述螺桿壓縮機(jī)主機(jī)的熱能輸出端與所述換熱器通過管路連接，所述螺桿膨脹機(jī)的低溫低壓介質(zhì)輸出端通過管路與所述冷凝器介質(zhì)入口端連接，所述冷凝器的介質(zhì)出口端通過管路與工質(zhì)罐連接，所述工質(zhì)罐、工質(zhì)栗、換熱器之間依次通過管路連接，所述換熱器的高溫高壓介質(zhì)輸出端通過管路與所述螺桿膨脹機(jī)的高溫高壓介質(zhì)輸入端連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述換熱器包括依次連接的預(yù)熱器、蒸發(fā)器和過熱器，所述工質(zhì)栗與所述預(yù)熱器的工質(zhì)輸入端連接，所述過熱器的工質(zhì)輸出端通過管路與所述螺桿膨脹機(jī)的高溫高壓工質(zhì)輸入端連接。
[0007]進(jìn)一步的，連接所述工質(zhì)栗與工質(zhì)罐的管路上安裝有過濾器，連接所述工質(zhì)栗與所述預(yù)熱器的管路上設(shè)置有干燥器、壓力傳感器和溫度傳感器。
[0008]進(jìn)一步的，連接所述螺桿膨脹機(jī)的低溫低壓介質(zhì)輸出端與所述冷凝器的管路上、連接所述過熱器高溫高壓工質(zhì)輸出端與所述螺桿膨脹機(jī)的高溫高壓工質(zhì)輸入端的管路上均分別設(shè)置有壓力傳感器、溫度傳感器。
[0009]進(jìn)一步的，所述螺桿膨脹機(jī)的輸出軸與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子軸軸接。
[0010]進(jìn)一步的，所述螺桿壓縮機(jī)主機(jī)為噴油螺桿壓縮機(jī)，所述噴油螺桿壓縮機(jī)的熱能輸出端為高溫混合油氣輸出端，所述高溫混合油氣輸出端通過單向閥連接到油氣分離器，所述油氣分離器對混合油氣進(jìn)行油氣分離，所述油氣分離器的氣體出口連接最小壓力閥，所述最小壓力閥通過管路與所述預(yù)熱器的氣體入口連接，所述預(yù)熱器的氣體出口通過管路連接水分離器，所述油氣分離器的潤滑油出口通過管路與所述過熱器連接，所述預(yù)熱器的潤滑油出口通過管路與所述噴油螺桿壓縮機(jī)的潤滑油回流口連接，連接所述預(yù)熱器潤滑油出口與所述噴油螺桿壓縮機(jī)制潤滑油回流口之間的管路上沿潤滑油流向依次設(shè)有潤滑油流量調(diào)節(jié)閥、潤滑油過濾器。
[0011]進(jìn)一步的，所述螺桿壓縮主機(jī)為無油螺桿壓縮機(jī)，所述無油螺桿壓縮機(jī)的熱能輸出端為高溫氣體輸出端，所述高溫氣體輸出端通過管路與所述過熱器連接，所述預(yù)熱器的氣體出口通過管路連接水分離器，由所述高溫氣體輸出端排出的高溫氣體通過管路依次經(jīng)過所述過熱器、蒸發(fā)器、預(yù)熱器換熱后由所述預(yù)熱器的氣體出口排出、再經(jīng)水分離器分離后排出。
[0012]進(jìn)一步的，所述無油螺桿壓縮機(jī)的齒輪箱潤滑油輸出端連接油栗，所述油栗通過管路連接入所述預(yù)熱器的潤滑油入口端，所述預(yù)熱器的潤滑油出口端通過管路連接潤滑油過濾器，所述潤滑油過濾器通過回流管路連接入所述齒輪箱的潤滑油回流端。
[0013]本發(fā)明螺桿壓縮機(jī)的有益效果在于:其通過螺桿膨脹機(jī)、換熱器、工質(zhì)栗、冷凝器構(gòu)成一個有機(jī)朗肯循環(huán)，其中由換熱器、工質(zhì)栗、冷凝器構(gòu)成的工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)吸收螺桿壓縮機(jī)輸出的熱能，受熱蒸發(fā)后的有機(jī)工質(zhì)推動螺桿膨脹機(jī)對螺桿壓縮機(jī)或者與驅(qū)動螺桿壓縮機(jī)的電機(jī)輸出機(jī)械能，輔助螺桿壓縮機(jī)或者驅(qū)動螺桿壓縮機(jī)的電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠降低螺桿壓縮機(jī)或者電機(jī)的運(yùn)行功率，達(dá)到節(jié)能減排的效果，故其能有效回收利用螺桿壓縮機(jī)輸出的熱能，滿足當(dāng)前節(jié)能減排的要求。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的單級噴油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意圖；
圖2為本發(fā)明的一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的兩級噴油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意圖；
圖3為本發(fā)明的一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的單級無油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意圖；
圖4為本發(fā)明的一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的兩級無油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例一:
一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的單級噴油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)，見圖1，其包括單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1、驅(qū)動單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1的電機(jī)2、螺桿膨脹機(jī)5和工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)6，單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1的進(jìn)氣口端依次連接進(jìn)氣閥3、進(jìn)氣過濾器4，螺桿膨脹機(jī)5的輸出軸與單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1的轉(zhuǎn)子軸軸接，工質(zhì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)6包括冷凝器61、工質(zhì)罐62、工質(zhì)栗63和換熱器，其中換熱器由依次連接的預(yù)熱器641、蒸發(fā)器642、過熱器643構(gòu)成，單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1的高溫混合油氣輸出端通過單向閥7連接到油氣分離器8，油氣分離器8的氣體出口連接最小壓力閥9，最小壓力閥9通過管路與預(yù)熱器641的氣體入口連接，預(yù)熱器641的氣體出口通過管路連接水分離器10，油氣分離器8的潤滑油出口通過管路與過熱器643連接，預(yù)熱器641的潤滑油出口通過管路與單級噴油螺桿壓縮機(jī)I的潤滑油回流口連接，連接預(yù)熱器641潤滑油出口與單級噴油螺桿壓縮機(jī)潤滑油回流口之間的管路上沿潤滑油流向依次設(shè)有潤滑油流量調(diào)節(jié)閥11、潤滑油過濾器12，螺桿膨脹機(jī)5的低溫低壓介質(zhì)輸出端通過管路與冷凝器61的介質(zhì)入口端連接，冷凝器的介質(zhì)出口端通過管路與工質(zhì)罐62連接，工質(zhì)罐62、工質(zhì)栗63、預(yù)熱器641之間依次通過管路連接，過熱器的高溫高壓介質(zhì)輸出端通過管路與螺桿膨脹機(jī)5的高溫高壓介質(zhì)輸入端連接；連接工質(zhì)栗63與工質(zhì)罐62的管路上安裝有過濾器65，連接工質(zhì)栗63與預(yù)熱器641的管路上設(shè)置有干燥器66、壓力傳感器P和溫度傳感器T ;連接螺桿膨脹機(jī)的低溫低壓介質(zhì)輸出端與冷凝器61的管路上、連接過熱器高溫高壓介質(zhì)輸出端與螺桿膨脹機(jī)的高溫高壓介質(zhì)輸入端的管路上均分別設(shè)置有壓力傳感器P、溫度傳感器T ;冷凝器61設(shè)有冷卻介質(zhì)循環(huán)管路，其中的冷卻介質(zhì)出口端管路上設(shè)置有冷卻介質(zhì)流量調(diào)節(jié)器67 ;68為工質(zhì)流量調(diào)節(jié)閥，其用于控制由工質(zhì)栗63進(jìn)入干燥器66的有機(jī)工質(zhì)的流量。
[0016]下面結(jié)合圖1具體描述下本實(shí)施的一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的單級噴油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)的工作過程:一方面，氣體經(jīng)過進(jìn)氣過濾器4、進(jìn)氣閥3后進(jìn)入單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1內(nèi)，單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1在電機(jī)2的驅(qū)動下將氣體與潤滑油混合形成高溫混合油氣并強(qiáng)制排出至單向閥7，再從單向閥7進(jìn)入油氣分離器8進(jìn)行油氣分離，油氣分離后的高溫氣體經(jīng)過最小壓力閥9后由管路進(jìn)入預(yù)熱器、在預(yù)熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換后形成低溫氣體并由管路排出再經(jīng)水分離器10供給后續(xù)使用，而油氣分離后的高溫潤滑油經(jīng)管路依次進(jìn)入過熱器643、蒸發(fā)器642、預(yù)熱器641進(jìn)行熱交換成低溫潤滑油再從預(yù)熱器641的潤滑油出口排出，最后經(jīng)潤滑油過濾器12過濾后重新回到單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1內(nèi)；另一方面，工質(zhì)栗63將低溫的有機(jī)工質(zhì)從工質(zhì)罐62內(nèi)抽出經(jīng)過濾器65、干燥器66進(jìn)入預(yù)熱器641的有機(jī)工質(zhì)輸入端，然后依次流經(jīng)預(yù)熱器641、蒸發(fā)器642、過熱器643吸收熱量蒸發(fā)形成高溫高壓的過熱有機(jī)工質(zhì)汽體再由管路進(jìn)入螺桿膨脹機(jī)5的高溫高壓工質(zhì)輸入端，在螺桿膨脹機(jī)5內(nèi)膨脹做功從而對單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1輸出機(jī)械能，輔助電機(jī)2 —起驅(qū)動單級噴油螺桿壓縮機(jī)主機(jī)1-1持續(xù)工作，從螺桿膨脹機(jī)5輸出的蒸汽工質(zhì)再由管路進(jìn)入冷凝器61并對冷凝器61內(nèi)的冷卻介質(zhì)放熱后凝結(jié)成液態(tài)工質(zhì)后流入工質(zhì)罐62進(jìn)行再次循環(huán)。
[0017]實(shí)施例二:
當(dāng)本發(fā)明系統(tǒng)的螺桿壓縮機(jī)主機(jī)采用兩級噴油螺桿壓縮機(jī)1-2時，見圖2，螺桿膨脹機(jī)5的輸出軸與第一級螺桿壓縮機(jī)l_2a的轉(zhuǎn)子軸軸接，單向閥7、潤滑油過濾器12分別通過管路與第二級螺桿壓縮機(jī)l_2b連接，其余設(shè)置及運(yùn)行過程均與實(shí)施例一的單級噴油螺桿壓縮機(jī)相同。
[0018]實(shí)施例三:
一種具有有機(jī)朗肯循環(huán)的單級無油螺桿壓縮機(jī)系統(tǒng)，見圖3，其包括單級無油