CN112983893A - 一种用于离心压缩机的多功能冷却系统 - Google Patents

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张蓓乐
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Abstract

本发明属于流体机械领域和制冷低温技术领域，涉及一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，包括冷却液入口、冷却液出口、阀门、用于冷却工质的级间管路冷却器、用于冷却电机定子的电机水冷套、温压传感器、以及控制器；冷却液入口分别与阀门的进口和电机水冷套的进口连接，阀门的出口通过级间管路冷却器与冷却液出口连接，电机水冷套的出口接冷却液出口；温压传感器用于获取压缩机级间管路中工质的温度和压力，控制器获取温压传感器的数据，并通过获取的数据来调节阀门的开度。本发明在离心压缩机级间管道上布置有换热设备，可直接在管道中对压缩后的工质进行级间冷却，不需要使用独立的级间冷却器，简化了多级压缩机系统。

Description

一种用于离心压缩机的多功能冷却系统
技术领域
本发明属于流体机械领域和制冷低温技术领域，涉及一种用于离心压缩机的多功能冷却系统。
背景技术
离心压缩机是石油化工、油气输送、制冷低温等领域的核心装备之一，为整套系统中工质的循环与输送提供动力来源。
离心压缩机利用叶片对流体工质做功，工质在压力不断提升的同时温度也不断上升，压缩机系统通常需要设置级间冷却器对压缩后的工质进行冷却，以降低后续压缩所需功耗。此外，电机定子在驱动压缩机转子系统的同时会产生热量，使得其温度不断上升，若不及时进行冷却电机定子会因过热而出现故障。
传统的离心压缩机冷却系统存在一些缺点和不足，比如需要在压缩机各级间设置单独的级间冷却器进行级间冷却，这使得压缩设备较为复杂。未对冷却后工质的热物理参数进行有效调节，这使得某些易液化工质存在因级间冷却过度而液化的危险。同时传统冷却装置需要多套冷却系统对工质、电机定子进行冷却，系统过于庞杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，以克服上述现有技术的缺陷。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特殊之处在于，包括：
冷却液入口、冷却液出口、阀门、用于冷却工质的级间管路冷却器、用于冷却电机定子的电机水冷套、温压传感器、以及控制器；
所述冷却液入口分别与阀门的进口和电机水冷套的进口连接，阀门的出口通过级间管路冷却器与冷却液出口连接，电机水冷套的出口接冷却液出口；
所述温压传感器用于获取压缩机中级间管路中工质的温度和压力，所述控制器获取温压传感器的数据，并通过获取的数据来调节阀门的开度。
进一步地，上述工质冷却装置、电机冷却装置的数量均为多个。
进一步地，上述工质冷却装置与电机冷却装置并联在冷却液入口、冷却液出口之间。
进一步地，上述各工质冷却装置的阀门和级间管路冷却器串联在冷却液入口、冷却液出口之间。
进一步地，上述冷却液入口连接增压装置，增压装置为冷却液提供压力。
进一步地，上述增压装置为泵，泵的型号可根据冷却温度和流量来进行选取。
进一步地，上述冷却液出口连接冷却液存放装置，冷却液存放装置用于存放冷却液。
进一步地，上述阀门与级间管路冷却器之间通过管道连接。
进一步地，上述控制器与温压传感器通过电缆连接。
进一步地，上述控制器与阀门之间通过电缆连接。
本发明的优点：
1)本发明提供的多功能冷却系统在离心压缩机级间管道上布置有换热设备，可直接在管道中对压缩后的工质进行级间冷却，不需要使用独立的级间冷却器，这简化了多级压缩机系统。
2)本发明依据工质在级间冷却后的温度压力参数对冷却液的流量进行反馈调节，将级间冷却后的工质的热物理状态维持在较为合理的范围内，避免制冷剂等某些易液化工质出现冷却过度而液化的情况。
3)本发明在对工质进行冷却的同时兼顾了电机定子的冷却，用较少的冷却装置实现了较多的冷却目标。
附图说明
图1为本发明用于离心压缩机的多功能冷却系统的结构示意图。
其中：1、冷却液入口，2、阀门，3、级间管路冷却器，4、电机水冷套，5、温压传感器，6、控制器，7、冷却液出口。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1
本发明提供了一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，如图1所示，以应用于双级离心压缩机为例，所述冷却系统包含对冷却液流量进行调节的阀门2、用于冷却工质的级间管路冷却器3、用于冷却电机定子的电机水冷套4、布置于所述级间管路冷却部位下游的温压传感器5、以及控制器6。
所述阀门2下游布置有级间管路冷却器3。冷却电机定子的冷却液管路布置有电机水冷套4。
所述级间管路冷却器3布置于连接压缩机一级出口和二级入口的管路上，利用冷却液对第一级压缩后的工质进行冷却。所述电机水冷套4布置于压缩机电机定子的外侧，对电机定子进行冷却。
所述温压传感器5布置于级间管路冷却器3的下游管路上，对工质在冷却后的温度压力进行探测并将信号通过电缆传送给控制器6，所述控制器6通过电缆与前述阀门2进行连接，对其开度进行控制。
当然，本实施例中的控制器6也可以通过无线通信的方式与前述阀门2进行连接。所述冷却液入口1连接增压装置，增压装置为冷却液提供压力，增压装置可以为泵。所述冷却液出口7连接冷却液存放装置。
本发明的工作原理为：当冷却系统开启，冷却液由冷却液入口1流入所述冷却系统，分别流入包括阀门2、级间管路冷却器3的流道，以及包括电机水冷套4的流道中，分别对工质与电机定子进行冷却。而后冷却液由出口7流出所述冷却系统。在此过程中，温压传感器5监测工质在级间冷却后的温度与压力，若工质的温度过低，与其在该压力下的临界温度之差低于设置的警戒值，则控制器6将减小阀门2开度以减小该流道内的冷却液的质量流量；若工质的温度远高于其在该压力下的临界温度，则控制器6将适当开大阀门2的开度以增大该流道内的冷却液的质量流量，以增强冷却效果。
实施例2
一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，以应用于多级离心压缩机为例，本实施例与实施例1不同之处在于：离心压缩机的各级间均设有工质冷却装置、离心压缩机的各电机均设有电机冷却装置。各工质冷却装置的阀门2和级间管路冷却器3并联在冷却液入口1、冷却液出口7之间，各级间管路冷却器3布置于连接压缩机上一级出口和下一级入口的管路上，利用冷却液对各级压缩后的工质进行冷却。各电机水冷套4并联在冷却液入口1、冷却液出口7之间。各电机水冷套4对应布置于各压缩机电机定子的外侧，对电机定子进行冷却。
本发明所述冷却系统在离心压缩机各级间管路设置冷却装置，采用换热方式进行冷却，在管路冷却部位下游设置有温度以及压力传感器，通过监测易液化工质(如某些制冷剂)经过冷却后的温度和压力对阀门的开度进行调节，防止易液化工质在级间因冷却过度而液化影响后续压缩。为工质提供冷却的同时亦对电机定子进行冷却，避免电机定子的温度过高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
包括冷却液入口(1)、冷却液出口(7)、工质冷却装置和电机冷却装置；
工质冷却装置包括阀门(2)、用于冷却工质的级间管路冷却器(3)、温压传感器(5)以及控制器(6)；
电机冷却装置包括电机水冷套(4)，电机水冷套(4)用于冷却电机定子；
所述冷却液入口(1)分别与阀门(2)的进口和电机水冷套(4)的进口连接，阀门(2)的出口通过级间管路冷却器(3)与冷却液出口(7)连接，电机水冷套(4)的出口接冷却液出口(7)；
所述温压传感器(5)用于获取压缩机中级间管路中工质的温度和压力，所述控制器(6)获取温压传感器(5)的数据，并通过获取的数据来调节阀门(2)的开度。
2.根据权利要求1所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述工质冷却装置、电机冷却装置的数量均为多个。
3.根据权利要求2所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述各个工质冷却装置与电机冷却装置均并联在冷却液入口(1)、冷却液出口(7)之间。
4.根据权利要求2所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
各工质冷却装置的阀门(2)和级间管路冷却器(3)串联在冷却液入口(1)、冷却液出口(7)之间。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述冷却液入口(1)连接增压装置。
6.根据权利要求5所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述增压装置为泵。
7.根据权利要求6所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述冷却液出口(7)连接冷却液存放装置。
8.根据权利要求7所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述阀门(2)与级间管路冷却器(3)之间通过管道连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述控制器(6)与温压传感器(5)通过电缆连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于离心压缩机的多功能冷却系统，其特征在于：
所述控制器(6)与阀门(2)之间通过电缆连接。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104145167A (zh) * 2011-12-21 2014-11-12 维纳斯系统公司 离心式制冷剂蒸气压缩机
US20140363311A1 (en) * 2012-02-07 2014-12-11 Johnson Controls Technology Company Hermetic motor cooling and control
CN110086295A (zh) * 2019-06-12 2019-08-02 天津飞旋科技有限公司 一种磁悬浮制冷压缩机的冷却结构及方法
CN209510725U (zh) * 2018-12-24 2019-10-18 宁波欣达螺杆压缩机有限公司 一种分体式空压机液冷却系统
CN110529422A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 势加透博（北京）科技有限公司 一种压缩机的防喘振控制系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104145167A (zh) * 2011-12-21 2014-11-12 维纳斯系统公司 离心式制冷剂蒸气压缩机
US20140363311A1 (en) * 2012-02-07 2014-12-11 Johnson Controls Technology Company Hermetic motor cooling and control
CN110529422A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 势加透博（北京）科技有限公司 一种压缩机的防喘振控制系统
CN209510725U (zh) * 2018-12-24 2019-10-18 宁波欣达螺杆压缩机有限公司 一种分体式空压机液冷却系统
CN110086295A (zh) * 2019-06-12 2019-08-02 天津飞旋科技有限公司 一种磁悬浮制冷压缩机的冷却结构及方法

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