CN217735692U - 一种制氮站空气压缩机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种制氮站空气压缩机的冷却系统，包括：用于冷却一级压缩排出气体的中间冷却器、用于冷却二级压缩排出气体的后冷却器、用于平衡所述中间冷却器和所述后冷却器压差的空气冷却器；所述中间冷却器的冷却水管路和所述后冷却器的冷却水管路串联设置，所述后冷却器的冷却水管路与所述空气冷却器的冷却水管路并联设置；所述中间冷却器的气流通道、所述后冷却器的气流通道和所述空气冷却器的气流通道依次连通。本公开在后冷却器的后方设置一台空气冷却器，利用空气冷却器缓冲压缩气体压力，通过调节空气冷却器的气流通道内压缩空气流动速度进而确保空气压缩机排出的压缩空气满足吸附分离系统需求。

Description

一种制氮站空气压缩机的冷却系统

技术领域

本公开涉及空气制氮领域，尤其涉及一种制氮站空气压缩机的冷却系统。

背景技术

氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不尽，用之不绝。制氮站是从空气中制取高纯度氮气的设备。制氮站制备氮气原理是：通过净化干燥处理的压缩空气在常温低压条件下流过吸附分离系统制取出氮气。一般情况下，制氮站采用空气压缩机压缩空气，空气压缩机包括气路循环系统和水路循环系统，空气在气路循环系统进行一级压缩，经一级压缩后进入中间冷却器冷却，冷却之后进行二级压缩，然后进入后冷却器冷却后排气。

冷却水系统中第一路冷却水对一级压缩排出气体冷却降温后进入后冷器冷却排气，第二路冷却水经过两组换热器冷却电机绕组，第三路冷却水冷却油冷却器。

由于空气压缩机的排气出口压力与后冷却器的排水口压力相匹配才能保证空气压缩机排出的压缩空气满足吸附分离系统需求。因此如何降低中间冷却器和后冷却器压差，提高氮气产出量，成为亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种制氮站空气压缩机的冷却系统，在后冷却器的后方设置一台空气冷却器，利用空气冷却器缓冲压缩气体压力，通过调节空气冷却器的气流通道内压缩空气流动速度进而确保空气压缩机排出的压缩空气满足吸附分离系统需求。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种制氮站空气压缩机的冷却系统，包括：用于冷却一级压缩排出气体的中间冷却器、用于冷却二级压缩排出气体的后冷却器、用于平衡所述中间冷却器和所述后冷却器压差的空气冷却器；

所述中间冷却器的冷却水管路和所述后冷却器的冷却水管路串联设置，所述后冷却器的冷却水管路与所述空气冷却器的冷却水管路并联设置；

所述中间冷却器的气流通道、所述后冷却器的气流通道和所述空气冷却器的气流通道依次连通。

在一种可能的实现方式中，所述后冷却器的冷却水管路和所述空气冷却器的冷却水管路通过旁通管路连通。

在一种可能的实现方式中，所述旁通管路包括第一连通管、第二连通管和第三连通管，第一连通管连通所述后冷却器的回水管路和所述空气冷却器的回水管路，第二连通管连通第一连通管道和所述后冷却器的供水管路，第三连通管连通所述后冷却器的供水管路和所述空气冷却器的供水管路。

在本实用新型中，当后冷却器的冷却水出口压力过大时，打开第一连通管将后冷却器的回水管路部分压力导流至空气冷却器的回水管路；当后冷却器的冷却水出口压力过小时，打开第一连通管将空气冷却器的回水管路中冷却水导流至就冷却器的回水管路压力；当后冷却器的气流通道出口处压缩空气温度过高时，空气冷却器中供水管路内低温冷却水通过第二连通管和第三连通管输送到后冷却器的供水管路；当后冷却器的气流通道出口处压缩空气温度过低时，后冷却器的回水管路内冷却水通过第一连通管和第三连通管输送到后冷却器的供水管路。

在一种可能的实现方式中，所述中间冷却器之前设置有一级压缩机，所述中间冷却器和所述后冷却器之间设置有二级压缩机；

一级压缩机的出气口与所述中间冷却器的气流通道入口连通，所述中间冷却器的气流通道出口与二级冷却器的进气口连通，二级冷却器的出气口与所述后冷却器的气流通道入口连通；

所述后冷却器的气流通道出口与所述空气冷却器的气流通道入口连通。

在一种可能的实现方式中，所述空气冷却器的出口与吸附分离系统的进气口连通。

在一种可能的实现方式中，所述中间冷却器和所述后冷却器之间还设置有制冷设备；

制冷设备与所述中间冷却器的冷却水进水管路连通，制冷设备还与所述后冷却器的冷却水出水管路连通。

在一种可能的实现方式中，制冷设备还与所述空气冷却器的冷却水进水管路连通，制冷设备还与所述空气冷却器的冷却水出水管路连通。

在一种可能的实现方式中，制冷设备还与一级压缩机的冷却电机绕组和二级压缩机的冷却电机绕组连通。

在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：

1、本实用新型的实施例在后冷却器的后方设置一台空气冷却器，利用空气冷却器缓冲压缩气体压力，通过调节空气冷却器的气流通道内压缩空气流动速度进而确保空气压缩机排出的压缩空气满足吸附分离系统需求。

2、本实用新型的实施例采用空气冷却器中冷却水管路与后冷却器中冷却水管路通过旁通管路连通方式调节后冷却器的排水口压力，旁通管路能从后冷却器中冷却水管路抽取冷却水或向后冷却器中冷却水管路注入冷却水，以此确保后冷却器的排水口压力满足制氮站空气压缩机的运转需要，提高空气压缩机的使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本公开的一些实施例提供的一种制氮站空气压缩机的冷却系统原理框图一；

图2为根据本公开的一些实施例提供的一种制氮站空气压缩机的冷却系统原理框图二；

图3为根据本公开的一些实施例提供的一种制氮站空气压缩机的冷却系统原理框图三；

附图标记：10-冷却水管路；20-气流通道；30-旁通管路。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。

在本公开实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

请参阅图1，本公开的实施例提供一种制氮站空气压缩机的冷却系统，包括：用于冷却一级压缩排出气体的中间冷却器、用于冷却二级压缩排出气体的后冷却器、用于平衡中间冷却器和后冷却器压差的空气冷却器；中间冷却器的冷却水管路10和后冷却器的冷却水管路10串联设置，后冷却器的冷却水管路10与空气冷却器的冷却水管路10并联设置；中间冷却器的气流通道20、后冷却器的气流通道20和空气冷却器的气流通道20依次连通。

本公开实施例在后冷却器的后方设置一台空气冷却器，利用空气冷却器缓冲压缩气体压力，通过调节空气冷却器的气流通道20内压缩空气流动速度进而确保空气压缩机排出的压缩空气满足吸附分离系统需求。

现有的制氮站空气压缩机运行过程中，由于空气压缩机的排气出口压力为0.81MPa时后冷却器排水口压力为0.73MPa，中间冷却器的出口压力为0.69MPa，空气压缩机的冷却器前后压差在0.12MPa左右。本公开实施例在空气压缩机出口并联一台空气冷却器，可以降低冷却器压差，提高空气压缩机的使用效率。此外，本公开实施例还通过改变中间冷却器和后冷却器的气体流动速度和冷却液流动速度，进而降低冷却器前后压差，提高空气压缩机的使用效率。

请参阅图1和图2，优选后冷却器的冷却水管路10和空气冷却器的冷却水管路10通过旁通管路30连通。

请参阅图1和图2，优选旁通管路30包括第一连通管、第二连通管和第三连通管，第一连通管连通后冷却器的回水管路和空气冷却器的回水管路，第二连通管连通第一连通管道和后冷却器的供水管路，第三连通管连通后冷却器的供水管路和空气冷却器的供水管路。

在本实用新型中，当后冷却器的冷却水出口压力过大时，打开第一连通管将后冷却器的回水管路部分压力导流至空气冷却器的回水管路；当后冷却器的冷却水出口压力过小时，打开第一连通管将空气冷却器的回水管路中冷却水导流至就冷却器的回水管路压力；当后冷却器的气流通道20出口处压缩空气温度过高时，空气冷却器中供水管路内低温冷却水通过第二连通管和第三连通管输送到后冷却器的供水管路；当后冷却器的气流通道20出口处压缩空气温度过低时，后冷却器的回水管路内冷却水通过第一连通管和第三连通管输送到后冷却器的供水管路。

请参阅图3，优选中间冷却器之前设置有一级压缩机，中间冷却器和后冷却器之间设置有二级压缩机；一级压缩机的出气口与中间冷却器的气流通道20入口连通，中间冷却器的气流通道20出口与二级冷却器的进气口连通，二级冷却器的出气口与后冷却器的气流通道20入口连通；后冷却器的气流通道20出口与空气冷却器的气流通道20入口连通。

请参阅图1、图2和图3，优选空气冷却器的出口与吸附分离系统的进气口连通。优选中间冷却器和后冷却器之间还设置有制冷设备；制冷设备与中间冷却器的冷却水进水管路连通，制冷设备还与后冷却器的冷却水出水管路连通。

请参阅图1、图2和图3，优选制冷设备还与空气冷却器的冷却水进水管路连通，制冷设备还与空气冷却器的冷却水出水管路连通。

请参阅图1、图2和图3，优选制冷设备还与一级压缩机的冷却电机绕组和二级压缩机的冷却电机绕组连通。

本公开实施例在后冷却器的后方设置一台空气冷却器，利用空气冷却器缓冲压缩气体压力，通过调节空气冷却器的气流通道20内压缩空气流动速度进而确保空气压缩机排出的压缩空气满足吸附分离系统需求。

本公开实施例采用空气冷却器中冷却水管路10与后冷却器中冷却水管路10通过旁通管路30连通方式调节后冷却器的排水口压力，旁通管路30能从后冷却器中冷却水管路10抽取冷却水或向后冷却器中冷却水管路10注入冷却水，以此确保后冷却器的排水口压力满足制氮站空气压缩机的运转需要，提高空气压缩机的使用效率。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，包括：用于冷却一级压缩排出气体的中间冷却器、用于冷却二级压缩排出气体的后冷却器、用于平衡所述中间冷却器和所述后冷却器压差的空气冷却器；

所述中间冷却器的冷却水管路和所述后冷却器的冷却水管路串联设置，所述后冷却器的冷却水管路与所述空气冷却器的冷却水管路并联设置；

所述中间冷却器的气流通道、所述后冷却器的气流通道和所述空气冷却器的气流通道依次连通。

2.根据权利要求1所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，所述后冷却器的冷却水管路和所述空气冷却器的冷却水管路通过旁通管路连通。

3.根据权利要求2所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，所述旁通管路包括第一连通管、第二连通管和第三连通管，第一连通管连通所述后冷却器的回水管路和所述空气冷却器的回水管路，第二连通管连通第一连通管道和所述后冷却器的供水管路，第三连通管连通所述后冷却器的供水管路和所述空气冷却器的供水管路。

4.根据权利要求1所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，所述中间冷却器之前设置有一级压缩机，所述中间冷却器和所述后冷却器之间设置有二级压缩机；

一级压缩机的出气口与所述中间冷却器的气流通道入口连通，所述中间冷却器的气流通道出口与二级冷却器的进气口连通，二级冷却器的出气口与所述后冷却器的气流通道入口连通；

所述后冷却器的气流通道出口与所述空气冷却器的气流通道入口连通。

5.根据权利要求1或4所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，所述空气冷却器的出口与吸附分离系统的进气口连通。

6.根据权利要求1所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，所述中间冷却器和所述后冷却器之间还设置有制冷设备；

制冷设备与所述中间冷却器的冷却水进水管路连通，制冷设备还与所述后冷却器的冷却水出水管路连通。

7.根据权利要求6所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，制冷设备还与所述空气冷却器的冷却水进水管路连通，制冷设备还与所述空气冷却器的冷却水出水管路连通。

8.根据权利要求6所述的制氮站空气压缩机的冷却系统，其特征在于，制冷设备还与一级压缩机的冷却电机绕组和二级压缩机的冷却电机绕组连通。

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