CN105299957B - 一种多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统 - Google Patents
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Abstract
一种多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其包括压缩机、油分离器、工质分离器、油泵、油冷却器、加热器、回气调节阀和回油阀；压缩机排气口与油分离器入口相连，油分离器液相出口通过油泵与工质分离器入口相连，工质分离器液相出口通过回油阀与油冷却器进口相连，油冷却器出口与压缩机润滑油入口相连；工质分离器气相出口通过回气调节阀与油分离器气相出口相连；加热器装于工质分离器中；本发明通过加热润滑油，降低多元混合工质在润滑油中的溶解度，并将加热后蒸馏出的工质重新加入主流工质，可保证多元混合工质制冷循环配比与设计值的一致性；工质中分离出润滑油，还可降低其对润滑油的稀释，避免润滑油粘度降低对系统不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及混合工质节流制冷领域，特别涉及一种多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统。
背景技术
利用实际气体的节流制冷效应实现制冷是人类最早采用的主动制冷方式之一，至今已有200余年。与其他流体制冷方式相比，流体介质的节流膨胀元件简单可靠，且系统构成灵活多样，因此节流制冷技术应用广泛。而深冷混合工质节流制冷技术是国际范围内天然气液化领域的主导制冷技术，同时也在深冷领域诸多方面均有应用，其中包括深冷冰箱、高低温试验箱、低温冷冻干燥等等产业领域。
当以油润滑压缩机驱动混合工质制冷装置时，由于常用混合工质与润滑油同属碳氢化合物，混合工质中的高沸点组分(常用的有丁烷、戊烷或其同分异构体等)同润滑油的互溶性非常好，易溶于润滑油。当过多的混合工质溶于润滑油中时，不仅会造成制冷系统运行组分与设计组分的偏离，而且会降低润滑油的粘度，影响油泵的正常工作及压缩机的润滑效果。因而现有技术中，只能采用增加预冷系统等方式减少混合工质中的高沸点组分的比例，进而减小润滑油对系统的影响。
本发明的润滑油循环系统，可以在润滑油循环过程中分离出溶于其中的工质，减小由于工质过多溶于润滑油而造成的不利影响。
发明内容
本发明目的在于提供一种多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其包括压缩机1、油分离器2、工质分离器3、油泵4、油冷却器5、加热器6、回气调节阀7和回油阀8；
所述压缩机1排气口与所述油分离器2入口相连，所述油分离器2底部液相出口通过所述油泵4与所述工质分离器3顶部入口相连，所述工质分离器3底部液相出口通过所述回油阀8与所述油冷却器5进口相连，所述油冷却器5出口与所述压缩机1润滑油入口相连；所述工质分离器3顶部气相出口通过所述回气调节阀7与所述油分离器2上部气相出口相连；所述加热器6加装于工质分离器3之中。
所述工质分离器3上部设有一个三股流换热器；在该三股流换热器中，所述油分离器2底部液相出口通过所述油泵4与该三股流换热器中的第一股流换热器入口相连；所述工质分离器3底部液出口通过管道与该三股流换热器中的第二股流换热器入口相连，该第二股流换热器相的出口通过所述回油阀8与所述油冷却器5进口相连；该三股流换热器的第三股流换热器出口与所述回气调节阀7入口相连。
本发明的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，还可包含一套工质分离器控制系统；所述工质分离器控制系统包括：通过调整加热器6加热功率控制温度的温度传感器；通过调节回气调节阀7开度控制压力的压力传感器和通过调节回油阀8开度控制液位的液位传感器。
本发明的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其特征在于，所采用的多元混合工质为HCs类制冷剂。所述润滑油包括矿物油或合成油。
本发明的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统工作时：
从压缩机1排气口出来的多元混合工质及润滑油的混合流体进入油分离器2，在其中得到气液分离，分离出的气相为混合工质，进入下游系统；液相为溶有部分混合工质的润滑油，经油泵4增压后进入工质分离器3；工质分离器3内有加热器6，其中的润滑油被加热器6加热，温度升高，溶于润滑油中的混合工质析出；析出的混合工质经回气调节阀7减压后，同油分离罐2出来的气相工质混合，一同进入下游系统；分离出工质后的润滑油从工质分离器3的底部流出，之后经油冷却器5冷却后供给压缩机1，完成循环。
本发明通过加热润滑油，降低多元混合工质在润滑油中的溶解度，并将加热后蒸馏出的工质重新加入主流工质，可保证多元混合工质制冷循环配比与设计值的一致性；工质中分离出润滑油，还可降低其对润滑油的稀释，避免润滑油粘度降低对系统不利影响。并将加热后蒸馏出的工质重新加入主流工质，保证了多元混合工质制冷循环配比与设计值的一致性；另一方面,将工质分离出润滑油，也可以降低其对润滑油的稀释作用，避免润滑油粘度降低而对系统造成的不利影响。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构及原理示意图；
图2为本发明实施例2的结构及原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进行进一步说明本发明：
实施例1
图1为本发明的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统的一个实施例。如图1所示，本实施例中的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其包括压缩机1、油分离器2、工质分离器3、油泵4、油冷却器5、加热器6、回气调节阀7和回油阀8；
压缩机1排气口与油分离器2入口相连，油分离器2底部液相出口通过油泵4与工质分离器3顶部入口相连，工质分离器3底部液相出口通过回油阀8与油冷却器5进口相连，油冷却器5出口与压缩机1润滑油入口相连；工质分离器3顶部气相出口通过回气调节阀7与油分离器2上部气相出口相连；加热器6加装于工质分离器3之中。
本实施例的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统中的多元混合工质为含有CH4、C2H4、C3H6和iC5h10；系统中应用的润滑油为长城牌4513冷冻机油；
多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统工作时，从压缩机1排气口出来的多元混合工质及润滑油的混合流体进入油分离器2，油分离器中的温度为65℃，压力为2.5MPa，油分离器中分离出的气相为气相混合工质，进入下游系统，液相物质为溶有混合工质的(少部分C3H6及大部分iC5h10)润滑油；该液相物质经油泵4输送入工质分离器3；在工质分离器3内，通过调节加热器6的加热量，可将其中的润滑油温度控制在90℃(可通过置于其中的温度传感器监控)，温度升高后混合工质在润滑油中的溶解度降低，以蒸汽的形式析出；析出的混合工质蒸汽经回气调节阀7减压后与油分离罐2出来的气相混合工质混合，一同进入下游系统，通过调节回气调节阀7的开度使工质分离器中的压力保持在2.8MPa(可通过置于其中的压力传感器监控)。
分离出混合工质后的润滑油由工质分离器3底部通过回油阀8进入油冷却器5，通过回油阀8的开度调节回油量，以保持工质分离器3中油位稳定(可通过置于其中的压力传感器监控)；分离出混合工质后的润滑油在油冷却器5中被冷却至40℃后供给压缩机，完成循环。
本实施例中，在工质分离器3中润滑油被加热至90℃，同常规循环相比，可有效的析出溶于润滑油中的大部分混合工质，可保证混合工质循环制冷系统循环组分与设计组分的一致性。
实施例2
图2为本发明的另一实施例；该实施例与实施例1的不同之处在于，所述工质分离器3，采用回热形式，而不是实施例1中的常规蒸馏方式；即工质分离器3上部设有一个三股流换热器；在该三股流换热器中，所述油分离器2底部液相出口通过所述油泵4与该三股流换热器中的第一股流换热器入口相连；所述工质分离器3底部液出口通过管道与该三股流换热器中的第二股流换热器入口相连，该第二股流换热器相的出口通过所述回油阀8与所述油冷却器5进口相连；该三股流换热器的第三股流换热器出口与所述回气调节阀7入口相连。
在该三股流换热器中，冷流体为来自油分离器3的未经加热的润滑油，热流体有两股：加热后的润滑油与蒸馏出来的混合工质气体；
该三股流换热器的作用有两点，一方面进入工质分离器3的润滑油被加热，提高其温度，可减少加热器6能耗；另一方面，蒸馏出的混合工质气体被冷却，混在其中的润滑油蒸汽预冷凝结，可减少工质中携带的润滑油，改善油分离效果。
Claims (4)
1.一种多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其包括压缩机(1)、油分离器(2)、工质分离器(3)、油泵(4)、油冷却器(5)、加热器(6)、回气调节阀(7)和回油阀(8)；
所述压缩机(1)排气口与所述油分离器(2)入口相连，所述油分离器(2)底部液相出口通过所述油泵(4)与所述工质分离器(3)顶部入口相连，所述工质分离器(3)底部液相出口通过所述回油阀(8)与所述油冷却器(5)进口相连，所述油冷却器(5)出口与所述压缩机(1)润滑油入口相连；所述工质分离器(3)顶部气相出口通过所述回气调节阀(7)与所述油分离器(2)上部气相出口相连；所述加热器(6)加装于工质分离器(3)之中；
所述工质分离器(3)上部设有一个三股流换热器；在该三股流换热器中，所述油分离器(2)底部液相出口通过所述油泵(4)与该三股流换热器中的第一股流换热器入口相连；所述工质分离器(3)底部液出口通过管道与该三股流换热器中的第二股流换热器入口相连，该第二股流换热器相的出口通过所述回油阀(8)与所述油冷却器(5)进口相连；该三股流换热器的第三股流换热器出口与所述回气调节阀(7)入口相连。
2.按权利要求1所述的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其特征在于，还包含一套工质分离器控制系统；所述工质分离器控制系统包括：通过调整加热器(6)加热功率控制温度的温度传感器；通过调节回气调节阀(7)开度控制压力的压力传感器和通过调节回油阀(8)开度控制液位的液位传感器。
3.按权利要求1所述的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述的多元混合工质为HCs类制冷剂。
4.按权利要求1所述的多元混合工质油润滑压缩机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述润滑油包括矿物油或合成油。
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