CN113959109B - 一种丙烯制冷压缩机降耗方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于丙烯制冷技术领域，公开了一种丙烯制冷压缩机降耗方法和系统。该系统包括多段位丙烯制冷压缩机、冷却器、收集缓冲罐、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级温位丙烯冷剂用户、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级吸入罐、溴化锂制冷单元、冷量回收换热器、冷量回收缓冲罐；冷量回收换热器和冷量回收缓冲罐依次设置在多级吸入罐中的最高温位吸入罐与下一级丙烯冷剂用户之间；溴化锂制冷单元用于为所述冷量回收换热器提供冷量。通过利用本发明的方法和系统降低了多段位丙烯制冷压缩机末端负荷，提高压缩机工作效率。
Description
技术领域
本发明属于丙烯制冷技术领域，更具体地，涉及一种丙烯制冷压缩机降耗方法和系统。
背景技术
丙烯制冷系统是当前低温烃类回收装置必备的制冷系统之一，主要为系统提供-40℃及以上的冷剂。现有的丙烯制冷系统，主要由制冷压缩机，丙烯冷剂冷却器，丙烯冷剂收集罐等组成，根据用户使用的冷剂等级将制冷压缩机划分为多个级位，每级单独设置吸入罐，并根据系统特点设置冷量回收子系统，如图1所示。
当前很多丙烯制冷压缩机的应用场景如乙烯装置、甲醇制烯烃装置等，均存在不同级位负荷相差过大的情况，高温位冷剂消耗量大，导致末段压缩机功率大于前段各级，使得压缩机的运行效率降低的情况。
目前工程上解决这一问题的主要途径是通过回收装置内的多余冷量将丙烯制冷压缩机段间吸入罐的气体冷凝，从而降低压缩机末端负荷。但由于乙烯装置内可回收冷量有限，且有温位限制，因而并不能明显改善这一问题。
溴化锂制冷技术以水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，利用热水蒸汽等热源可对外提供0℃以上的冷剂。目前广泛应用于电力、化肥等领域，但在石油化工领域内尚且没有很好的工程实践。
因此，目前亟待提出一种丙烯制冷压缩机降耗的方法和系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种丙烯制冷压缩机降耗方法和系统。通过利用本发明的方法和系统降低了多段位丙烯制冷压缩机末端负荷，提高压缩机工作效率。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种丙烯制冷压缩机降耗系统，该系统包括多段位丙烯制冷压缩机、冷却器、收集缓冲罐、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级温位丙烯冷剂用户、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级吸入罐、溴化锂制冷单元、冷量回收换热器、冷量回收缓冲罐；
所述冷量回收换热器和冷量回收缓冲罐依次设置在所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐与下一级丙烯冷剂用户之间；
所述溴化锂制冷单元用于为所述冷量回收换热器提供冷量。
本发明另一方面提供了一种丙烯制冷压缩机降耗方法，该方法采用所述的丙烯制冷压缩机降耗系统，包括：
在所述溴化锂制冷单元内，利用高温物流和/或所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂制得冷冻水；
在所述冷量回收换热器内，用所述冷冻水冷凝所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐排出的至少一部分气相丙烯冷剂；
将冷凝后的至少一部分气相丙烯冷剂与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐排出的液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量。
本发明的技术方案的有益效果如下：
本发明将高温物流收集并引入溴化锂制冷单元，得到循环冷冻水，或者将所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂引入溴化锂制冷单元，制得循环冷冻水。利用循环冷冻水冷却丙烯制冷压缩机段间吸入的气相，将至少一部分气相丙烯冷剂冷凝，冷凝后的丙烯冷剂通过减压用于下一级丙烯冷剂用户，使用后的循环冷冻水返回溴化锂制冷单元。实现了多段位丙烯制冷压缩机功率的有效调节，降低丙烯制冷压缩机负荷，提高丙烯制冷压缩机操作弹性，同时综合利用装置内余热资源，达到节能的目的。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了现有的丙烯制冷系统的示意图。
图2示出了根据本发明实施例1提供的一种丙烯制冷压缩机降耗系统的示意图。
图3示出了根据本发明实施例2提供的一种丙烯制冷压缩机降耗系统的示意图。
附图标记说明如下：
K-501-两段位丙烯制冷压缩机；E-501-冷却器；D-500-收集缓冲罐；E-201-二段丙烯冷剂用户(12℃)；D-502-二段吸入罐；E-502-冷量回收换热器；D-503-冷量回收缓冲罐；E-101-一段丙烯冷剂用户(-40℃)；D-501-一段吸入罐。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明一方面提供了一种丙烯制冷压缩机降耗系统，该系统包括多段位丙烯制冷压缩机、冷却器、收集缓冲罐、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级温位丙烯冷剂用户、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级吸入罐、溴化锂制冷单元、冷量回收换热器、冷量回收缓冲罐；
所述冷量回收换热器和冷量回收缓冲罐依次设置在所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐与下一级丙烯冷剂用户之间；
所述溴化锂制冷单元用于为所述冷量回收换热器提供冷量。
根据本发明的一种优选实施方式，如图2所示，所述多段位丙烯制冷压缩机的出口与所述溴化锂制冷单元的丙烯冷剂入口连接，所述溴化锂制冷单元的丙烯冷剂出口与所述冷却器、收集缓冲罐依次连接；
所述收集缓冲罐的出口管线分为两支，一支与所述多级温位丙烯冷剂用户中的最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口连接，另一支与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐的气液混合相入口连接；
所述最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与所述最高温位吸入罐的气相入口连接；
所述最高温位吸入罐的气相出口分为两支，一支与所述多段位丙烯制冷压缩机末段连接，另一支与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接，或者，所述最高温位吸入罐的气相出口仅与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接；
所述冷量回收换热器的丙烯冷剂出口与所述冷量回收缓冲罐的入口连接；所述冷量回收缓冲罐的出口和所述最高温位吸入罐的液相出口均连接至下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
所述溴化锂制冷单元的冷冻水出口与所述冷量回收换热器的冷冻水入口连接，所述溴化锂制冷单元的冷冻水入口与所述冷量回收换热器的冷冻水出口连接；
所述下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与下一级温位吸入罐的气相入口连接；所述下一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段连接，所述下一级温位吸入罐的液相出口连接至再下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
最后一级温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与最后一级温位吸入罐的气相入口连接；所述最后一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机的入口连接。
在本发明中，所述收集缓冲罐与所述最高温位丙烯冷剂用户连接的管线上、所述收集缓冲罐与所述最高温位吸入罐连接的管线上、所述冷量回收缓冲罐与所述下一级丙烯冷剂用户连接的管线上和所述最高温位吸入罐与所述下一级丙烯冷剂用户连接的管线上均设置有调节阀。
根据本发明的另一种优选实施方式，如图3所示，所述多段位丙烯制冷压缩机的出口与所述冷却器、收集缓冲罐依次连接；
所述收集缓冲罐的出口管线分为两支，一支与所述多级温位丙烯冷剂用户中的最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口连接，另一支与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐的气液混合相入口连接；
所述最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与所述最高温位吸入罐的气相入口连接；
所述最高温位吸入罐的气相出口分为两支，一支与所述多段位丙烯制冷压缩机的末段位连接，另一支与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接，或者，所述最高温位吸入罐的气相出口仅与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接；
所述冷量回收换热器的丙烯冷剂出口与所述冷量回收缓冲罐的入口连接；所述冷量回收缓冲罐的出口和所述最高温位吸入罐的液相出口均连接至下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
所述溴化锂制冷单元的冷冻水出口与所述冷量回收换热器的冷冻水入口连接，所述溴化锂制冷单元的冷冻水入口与所述冷量回收换热器的冷冻水出口连接；所述溴化锂制冷单元的高温物流出口和高温物流进口分别与所述系统外的高温物流供应设备连接；
所述下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与下一级温位吸入罐的气相入口连接；所述下一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段连接，所述下一级温位吸入罐的液相出口连接至再下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
最后一级温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与最后一级温位吸入罐的气相入口连接；所述最后一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机的入口连接。
在本发明中，所述收集缓冲罐与所述最高温位丙烯冷剂用户连接的管线上、所述收集缓冲罐与所述最高温位吸入罐连接的管线上、所述冷量回收缓冲罐与所述下一级丙烯冷剂用户连接的管线上和所述最高温位吸入罐与所述下一级丙烯冷剂用户连接的管线上均设置有调节阀。
本发明另一方面提供了一种丙烯制冷压缩机降耗方法，该方法采用所述的丙烯制冷压缩机降耗系统，包括：
在所述溴化锂制冷单元内，利用高温物流和/或所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂制得冷冻水；
在所述冷量回收换热器内，用所述冷冻水冷凝所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐排出的至少一部分气相丙烯冷剂；
将冷凝后的至少一部分气相丙烯冷剂与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐排出的液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量。
根据本发明的一种优选实施方式，所述方法包括如下步骤：
S1：在所述溴化锂制冷单元内，利用所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂制得冷冻水；将从所述溴化锂制冷单元出来的丙烯冷剂送入所述冷却器冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐中；
S2：将贮存在所述收集缓冲罐中的丙烯冷剂分为两部分；一部分为所述最高温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入所述最高温位吸入罐；另一部分直接送入所述最高温位吸入罐；
S3：在所述最高温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；
将所述气相丙烯冷剂分为两部分，一部分经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，另一部分返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段；
或者，将所述气相丙烯冷剂全部经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化；
S4：将步骤S3的部分汽化后的丙烯冷剂送入所述下一级温位吸入罐，在所述下一级温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到对应的液相丙烯冷剂和对应的气相丙烯冷剂；将所述对应的气相丙烯冷剂返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段，将所述对应的液相丙烯冷剂用于为再下一级丙烯冷剂用户提供冷量；
S5：将为最后一级温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过最后一级温位吸入罐后送入所述多段位丙烯制冷压缩机的入口。
根据本发明，优选地，所述冷冻水的温度小于10℃，优选为不大于5℃。
根据本发明，优选地，从最高温位吸入罐得到的气相丙烯冷剂的压力大于700kPaG，温度大于10℃。
根据本发明，优选地，在所述溴化锂制冷单元内制得冷冻水的方法包括溴化锂吸收式热泵制冷。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述方法包括如下步骤：
(1)将所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂送入所述冷却器冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐中；
(2)将贮存在所述收集缓冲罐中的丙烯冷剂分为两部分；一部分为所述最高温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入所述最高温位吸入罐；另一部分直接送入所述最高温位吸入罐；
(3)在所述最高温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；在所述溴化锂制冷单元内，利用高温物流制得冷冻水；
将所述气相丙烯冷剂分为两部分，一部分进入冷量回收换热器经来自溴化锂制冷单元的冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，另一部分返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段；
或者，将所述气相丙烯冷剂全部经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化；
(4)将步骤(3)的部分汽化后的丙烯冷剂送入所述下一级温位吸入罐，在所述下一级温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到对应的液相丙烯冷剂和对应的气相丙烯冷剂；将所述对应的气相丙烯冷剂返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段，将所述对应的液相丙烯冷剂用于为再下一级丙烯冷剂用户提供冷量；
(5)将为最后一级温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过最后一级温位吸入罐后送入所述多段位丙烯制冷压缩机的入口。
根据本发明，优选地，所述高温物流的温度大于50℃，优选为大于70℃。
根据本发明，优选地，所述高温物流为多段位乙烯制冷压缩机的出口气相乙烯冷剂、急冷油、急冷水、盘油、汽油、塔釜产品和蒸汽凝液中的至少一种。
根据本发明，优选地，所述急冷油从过滤设备下游抽出，制得冷冻水后返回过滤设备；返回过滤设备的急冷油的温度不低于160℃。
根据本发明，优选地，所述盘油从过滤设备下游抽出，制得冷冻水后返回过滤设备；返回过滤设备的盘油的温度不低于105℃。
根据本发明，优选地，所述急冷水从过滤设备下游和急冷水用户上游之间的任意位置抽出，制得冷冻水后返回水冷器上游。
根据本发明，优选地，所述冷冻水的温度小于10℃，优选为不大于5℃。
根据本发明，优选地，从最高温位吸入罐得到的气相丙烯冷剂的压力大于700kPaG，温度大于10℃。
根据本发明，优选地，在所述溴化锂制冷单元内制得冷冻水的方法包括溴化锂吸收式热泵制冷。
以下通过实施例具体说明本发明。
实施例1
本实施例提供一种丙烯制冷压缩机降耗系统，如图2所示，该系统包括两段位丙烯制冷压缩机K-501、冷却器E-501、收集缓冲罐D-500、与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501对应设置的二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201和一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101、与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501对应设置的二段吸入罐D-502和一段吸入罐D-501、溴化锂制冷单元、冷量回收换热器E-502、冷量回收缓冲罐D-503；
所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口与所述溴化锂制冷单元的丙烯冷剂入口连接，所述溴化锂制冷单元的丙烯冷剂出口与所述冷却器E-501、收集缓冲罐D-500依次连接；
所述收集缓冲罐D-500的出口管线分为两支，一支与二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201的丙烯冷剂入口连接，另一支与二段吸入罐D-502的气液混合相入口连接；
二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201的丙烯冷剂出口与二段吸入罐D-502的气相入口连接；
所述二段吸入罐D-502的气相出口分为两支，一支与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的段间(stage2)连接，另一支与所述冷量回收换热器E-502的丙烯冷剂入口连接；
所述冷量回收换热器E-502的丙烯冷剂出口与所述冷量回收缓冲罐D-503的入口连接；所述冷量回收缓冲罐D-503的出口和所述二段吸入罐D-502的液相出口均连接至一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101的丙烯冷剂入口；
所述溴化锂制冷单元的冷冻水出口与所述冷量回收换热器E-502的冷冻水入口连接，所述溴化锂制冷单元的冷冻水入口与所述冷量回收换热器E-502的冷冻水出口连接；
一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101的丙烯冷剂出口与一段吸入罐D-501的气相入口连接；所述一段吸入罐D-501的气相出口与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的第一段(stage1)的入口连接。
所述收集缓冲罐D-500与二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201连接的管线上、所述收集缓冲罐D-500与二段吸入罐D-502连接的管线上、所述冷量回收缓冲罐D-503与一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101连接的管线上和所述二段吸入罐D-502与所述一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101连接的管线上均设置有调节阀。
采用本实施例所述的系统进行丙烯制冷的方法包括如下步骤：
S1：在所述溴化锂制冷单元内，利用所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口气相丙烯冷剂(1700KPaG、90℃)制得冷冻水(5℃)；将从所述溴化锂制冷单元出来的丙烯冷剂送入所述冷却器E-501冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐D-500中；
S2：将贮存在所述收集缓冲罐D-500中的丙烯冷剂分为两部分；一部分经调节阀减压后为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入二段吸入罐D-502；另一部分直接经调节阀减压后以气液两相的形式送入所述二段吸入罐D-502；
S3：在所述二段吸入罐D-502内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；将所述气相丙烯冷剂分为两部分，一部分经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化，另一部分返回所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的段间(stage2)；
且经过所述冷冻水冷凝后的气相丙烯冷剂和所述液相丙烯冷剂在为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量前均需经调节阀减压；
S5：将为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过一段吸入罐D-501后送入所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的第一段(stage1)的入口。
在上述方法中，在所述溴化锂制冷单元内制得冷冻水的方法为溴化锂吸收式热泵制冷，溴化锂制冷效率为50％。两段位丙烯制冷压缩机K-501、冷却器E-501和冷量回收换热器E-502的功率如表1所示。(K-501-1为第一段(stage1)；K-501-2为第二段(stage2))
表1
| 序号 | 位号 | 功率，kw |
| 1 | K-501-1 | 594 |
| 2 | K-501-2 | 569 |
| 3 | E-501 | 2678 |
| 4 | E-502 | 225 |
实施例2
本实施例提供一种丙烯制冷压缩机降耗系统，如图3所示，该系统与实施例1所述的系统的区别仅在于：
所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口与所述冷却器E-501、收集缓冲罐D-500依次连接；
所述二段吸入罐D-502的气相出仅与所述冷量回收换热器E-502的丙烯冷剂入口连接；
所述溴化锂制冷单元的冷冻水出口与所述冷量回收换热器E-502的冷冻水入口连接，所述溴化锂制冷单元的冷冻水入口与所述冷量回收换热器E-502的冷冻水出口连接；所述溴化锂制冷单元的高温物流出口和高温物流进口分别与所述系统外的高温物流供应设备(未示出)连接，如图3中所示，高温物流供应设备的高温物流从高温物流进口进入所述溴化锂制冷单元，制得冷冻水后，从所述溴化锂制冷单元的高温物流出口离开所述溴化锂制冷单元；
采用本实施例所述的系统进行丙烯制冷的方法包括如下步骤：
S1：在所述溴化锂制冷单元内，利用来自所述系统外的高温物流供应设备提供的高温物流制得冷冻水(5℃)；将所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口气相丙烯冷剂(1700KPaG、90℃)送入所述冷却器E-501冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐D-500中；
S2：将贮存在所述收集缓冲罐D-500中的丙烯冷剂分为两部分；一部分经调节阀减压后为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入二段吸入罐D-502；另一部分直接经调节阀减压后以气液两相的形式送入所述二段吸入罐D-502；
S3：在所述二段吸入罐D-502内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；将所述气相丙烯冷剂全部经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化；
且经过所述冷冻水冷凝后的气相丙烯冷剂和所述液相丙烯冷剂在为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量前均需经调节阀减压；
S5：将为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过一段吸入罐D-501后送入所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的第一段(stage1)的入口。
在上述方法中，在所述溴化锂制冷单元内制得冷冻水的方法为溴化锂吸收式热泵制冷，溴化锂制冷效率为50％。所述高温物流为急冷水，所述急冷水从过滤设备下游和急冷水用户上游之间的任意位置抽出，制得冷冻水后返回水冷器上游。两段位丙烯制冷压缩机K-501、冷却器E-501和冷量回收换热器E-502的功率如表2所示。(K-501-1为第一段(stage1)；K-501-2为第二段(stage2))
表2
| 序号 | 位号 | 功率，kw |
| 1 | K-501-1 | 594 |
| 2 | K-501-2 | 569 |
| 3 | E-501 | 2678 |
| 4 | E-502 | 225 |
对比例1
本对比例提供一种丙烯制冷系统，如图1所示，该系统包括两段位丙烯制冷压缩机K-501、冷却器E-501、收集缓冲罐D-500、与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501对应设置的二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201和一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101、与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501对应设置的二段吸入罐D-502和一段吸入罐D-501；
所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口与所述冷却器E-501、收集缓冲罐D-500依次连接；
所述收集缓冲罐D-500的出口管线分为两支，一支与二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201的丙烯冷剂入口连接，另一支与二段吸入罐D-502的气液混合相入口连接；
二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201的丙烯冷剂出口与二段吸入罐D-502的气相入口连接；
所述二段吸入罐D-502的气相出口与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的段间(stage2)连接；
所述二段吸入罐D-502的液相出口连接至一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101的丙烯冷剂入口；
一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101的丙烯冷剂出口与一段吸入罐D-501的气相入口连接；所述一段吸入罐D-501的气相出口与所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的第一段(stage1)的入口连接。
所述收集缓冲罐D-500与二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201连接的管线上、所述收集缓冲罐D-500与二段吸入罐D-502连接的管线上和所述二段吸入罐D-502与所述一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101连接的管线上均设置有调节阀。
采用本实施例所述的系统进行丙烯制冷的方法包括如下步骤：
S1：将所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口气相丙烯冷剂(1700KPaG、90℃)送入所述冷却器E-501冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐D-500中；
S2：将贮存在所述收集缓冲罐D-500中的丙烯冷剂分为两部分；一部分经调节阀减压后为二段丙烯冷剂用户(12℃)E-201提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入二段吸入罐D-502；另一部分直接经调节阀减压后以气液两相的形式送入所述二段吸入罐D-502；
S3：在所述二段吸入罐D-502内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；将所述气相丙烯冷剂返回所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的段间(stage2)；所述液相丙烯冷剂经调节阀减压后为一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101提供冷量并部分汽化
S5：将为一段丙烯冷剂用户(-40℃)E-101提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过一段吸入罐D-501后送入所述两段位丙烯制冷压缩机K-501的第一段(stage1)的入口。
在上述方法中，两段位丙烯制冷压缩机K-501和冷却器E-501的功率如表3所示。(K-501-1为第一段(stage1)；K-501-2为第二段(stage2))
表3
| 序号 | 位号 | 功率，kw |
| 1 | K-501-1 | 594 |
| 2 | K-501-2 | 619 |
| 3 | E-501 | 3404 |
通过将表1与表3对比发现：实施例1的两段位丙烯制冷压缩机第二段K-501-2的功率降低8％，冷却器E-501的功率降低21％。
通过将表2与表3对比发现：实施例2的两段位丙烯制冷压缩机第二段K-501-2的功率降低53％，冷却器E-501的功率降低40％。
通过将表1与表2对比发现：较于实施例1中两段位丙烯制冷压缩机K-501的出口气相丙烯冷剂所含热量有限，因而由此产生的冷冻水量并不多，不能充分达到降低丙烯制冷压缩机负荷的目的。实施例2可利用所述系统外的高温物流供应设备提供的高温物流，急冷水作为溴化锂制冷单元的热源，使得溴化锂制冷单元产生的冷冻水足够多，可将从二段吸入罐D-502出来的气相丙烯冷剂完全冷凝作为下一段丙烯冷剂用户的冷剂，从而大幅降低丙烯制冷压缩机后段的负荷。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (14)
1.一种丙烯制冷压缩机降耗系统，其特征在于，该系统包括多段位丙烯制冷压缩机、冷却器、收集缓冲罐、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级温位丙烯冷剂用户、与所述多段位丙烯制冷压缩机对应设置的多级吸入罐、溴化锂制冷单元、冷量回收换热器、冷量回收缓冲罐；
所述冷量回收换热器和冷量回收缓冲罐依次设置在所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐与下一级丙烯冷剂用户之间；
所述溴化锂制冷单元用于为所述冷量回收换热器提供冷量；
所述多段位丙烯制冷压缩机的出口与所述溴化锂制冷单元的丙烯冷剂入口连接，所述溴化锂制冷单元的丙烯冷剂出口与所述冷却器、收集缓冲罐依次连接；
所述收集缓冲罐的出口管线分为两支，一支与所述多级温位丙烯冷剂用户中的最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口连接，另一支与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐的气液混合相入口连接；
所述最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与所述最高温位吸入罐的气相入口连接；
所述最高温位吸入罐的气相出口分为两支，一支与所述多段位丙烯制冷压缩机末段连接，另一支与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接，或者，所述最高温位吸入罐的气相出口仅与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接；
所述冷量回收换热器的丙烯冷剂出口与所述冷量回收缓冲罐的入口连接；所述冷量回收缓冲罐的出口和所述最高温位吸入罐的液相出口均连接至下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
所述溴化锂制冷单元的冷冻水出口与所述冷量回收换热器的冷冻水入口连接，所述溴化锂制冷单元的冷冻水入口与所述冷量回收换热器的冷冻水出口连接；
所述下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与下一级温位吸入罐的气相入口连接；所述下一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段连接，所述下一级温位吸入罐的液相出口连接至再下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
最后一级温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与最后一级温位吸入罐的气相入口连接；所述最后一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机的入口连接；
或者，
所述多段位丙烯制冷压缩机的出口与所述冷却器、收集缓冲罐依次连接；
所述收集缓冲罐的出口管线分为两支，一支与所述多级温位丙烯冷剂用户中的最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口连接，另一支与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐的气液混合相入口连接；
所述最高温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与所述最高温位吸入罐的气相入口连接；
所述最高温位吸入罐的气相出口分为两支，一支与所述多段位丙烯制冷压缩机的末段位连接，另一支与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接，或者，所述最高温位吸入罐的气相出口仅与所述冷量回收换热器的丙烯冷剂入口连接；
所述冷量回收换热器的丙烯冷剂出口与所述冷量回收缓冲罐的入口连接；所述冷量回收缓冲罐的出口和所述最高温位吸入罐的液相出口均连接至下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
所述溴化锂制冷单元的冷冻水出口与所述冷量回收换热器的冷冻水入口连接，所述溴化锂制冷单元的冷冻水入口与所述冷量回收换热器的冷冻水出口连接；所述溴化锂制冷单元的高温物流出口和高温物流进口分别与所述系统外的高温物流供应设备连接；
所述下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与下一级温位吸入罐的气相入口连接；所述下一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段连接，所述下一级温位吸入罐的液相出口连接至再下一级丙烯冷剂用户的丙烯冷剂入口；
最后一级温位丙烯冷剂用户的丙烯冷剂出口与最后一级温位吸入罐的气相入口连接；所述最后一级温位吸入罐的气相出口与所述多段位丙烯制冷压缩机的入口连接。
2.一种丙烯制冷压缩机降耗方法，其特征在于，该方法采用权利要求1所述的丙烯制冷压缩机降耗系统，包括：
在所述溴化锂制冷单元内，利用高温物流和/或所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂制得冷冻水；
在所述冷量回收换热器内，用所述冷冻水冷凝所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐排出的至少一部分气相丙烯冷剂；
将冷凝后的至少一部分气相丙烯冷剂与所述多级吸入罐中的最高温位吸入罐排出的液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量。
3.根据权利要求2所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述方法包括如下步骤：
S1：在所述溴化锂制冷单元内，利用所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂制得冷冻水；将从所述溴化锂制冷单元出来的丙烯冷剂送入所述冷却器冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐中；
S2：将贮存在所述收集缓冲罐中的丙烯冷剂分为两部分；一部分为所述最高温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入所述最高温位吸入罐；另一部分直接送入所述最高温位吸入罐；
S3：在所述最高温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；
将所述气相丙烯冷剂分为两部分，一部分经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，另一部分返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段；
或者，将所述气相丙烯冷剂全部经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化；
S4：将步骤S3的部分汽化后的丙烯冷剂送入所述下一级温位吸入罐，在所述下一级温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到对应的液相丙烯冷剂和对应的气相丙烯冷剂；将所述对应的气相丙烯冷剂返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段，将所述对应的液相丙烯冷剂用于为再下一级丙烯冷剂用户提供冷量；
S5：将为最后一级温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过最后一级温位吸入罐后送入所述多段位丙烯制冷压缩机的入口。
4.根据权利要求3所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，
所述冷冻水的温度小于10℃；
从最高温位吸入罐得到的气相丙烯冷剂的压力大于700kPaG，温度大于10℃；
在所述溴化锂制冷单元内制得冷冻水的方法包括溴化锂吸收式热泵制冷。
5.根据权利要求4所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述冷冻水的温度不大于5℃。
6.根据权利要求2所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述方法包括如下步骤：
(1)将所述多段位丙烯制冷压缩机的出口气相丙烯冷剂送入所述冷却器冷凝，将冷凝得到的丙烯冷剂贮存在所述收集缓冲罐中；
(2)将贮存在所述收集缓冲罐中的丙烯冷剂分为两部分；一部分为所述最高温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，并将部分汽化后的丙烯冷剂送入所述最高温位吸入罐；另一部分直接送入所述最高温位吸入罐；
(3)在所述最高温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到液相丙烯冷剂和气相丙烯冷剂；在所述溴化锂制冷单元内，利用高温物流制得冷冻水；
将所述气相丙烯冷剂分为两部分，一部分进入冷量回收换热器经来自溴化锂制冷单元的冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化，另一部分返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段；
或者，将所述气相丙烯冷剂全部经过所述冷冻水冷凝后，与所述液相丙烯冷剂一起为下一级丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化；
(4)将步骤(3)的部分汽化后的丙烯冷剂送入所述下一级温位吸入罐，在所述下一级温位吸入罐内的丙烯冷剂经过气液分离，得到对应的液相丙烯冷剂和对应的气相丙烯冷剂；将所述对应的气相丙烯冷剂返回所述多段位丙烯制冷压缩机末段的前一段，将所述对应的液相丙烯冷剂用于为再下一级丙烯冷剂用户提供冷量；
(5)将为最后一级温位丙烯冷剂用户提供冷量并部分汽化的丙烯冷剂经过最后一级温位吸入罐后送入所述多段位丙烯制冷压缩机的入口。
7.根据权利要求6所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述高温物流的温度大于50℃。
8.根据权利要求7所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述高温物流的温度大于70℃。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述高温物流为多段位乙烯制冷压缩机的出口气相乙烯冷剂、急冷油、急冷水、盘油、汽油、塔釜产品和蒸汽凝液中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述急冷油从过滤设备下游抽出，制得冷冻水后返回过滤设备；返回过滤设备的急冷油的温度不低于160℃。
11.根据权利要求9所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述盘油从过滤设备下游抽出，制得冷冻水后返回过滤设备；返回过滤设备的盘油的温度不低于105℃。
12.根据权利要求9所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，所述急冷水从过滤设备下游和急冷水用户上游之间的任意位置抽出，制得冷冻水后返回水冷器上游。
13.根据权利要求6所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，
所述冷冻水的温度小于10℃；
从最高温位吸入罐得到的气相丙烯冷剂的压力大于700kPaG，温度大于10℃；
在所述溴化锂制冷单元内制得冷冻水的方法包括溴化锂吸收式热泵制冷。
14.根据权利要求13所述的丙烯制冷压缩机降耗方法，其中，
所述冷冻水的温度不大于5℃。
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