CN217976609U - 一种超高温热泵机组的润滑油循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，属于热泵机组技术领域。包括压缩机、油气分离器、闪发罐和油冷却器，压缩机排气口、油分进气口和油分出气口连通并形成第一冷媒循环回路；压缩机排气口、油分进气口、润滑油出口、闪发罐进油口、闪发罐出气口和压缩机吸气口通过管道依次连通形成第二冷媒循环回路；压缩机排气口、油分进气口、润滑油出口、闪发罐进油口、闪发罐供油口、油冷进油口、油冷出油口和压缩机进油口通过管道依次连通形成润滑油循环回路。本实用新型的目的在于提供一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，以改善或解决现有技术中存在的如何实现使用较低粘度润滑油，保证超高温工况下压缩机正常启动和稳定运行的技术问题。

Description

一种超高温热泵机组的润滑油循环系统

技术领域

本实用新型涉及一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，属于热泵机组技术领域。

背景技术

我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标，并承诺力争在2060年前实现“碳中和”，在“双碳”背景下，超高温热泵机组具有能源利用率高、环境污染小的特点，已在较多场合推广使用，如化工行业热泵精馏、替代蒸汽锅炉等，超高温热泵机组的冷凝温度需求普遍不低于120℃，较高的冷凝温度需求导致排气温度在140℃以上。

压缩机作为超高温热泵机组的核心动力部件，将低压气体增压到高温高压气体；润滑油用于压缩机轴承、齿轮等润滑和喷油降温，一方面可以使压缩机减少磨损、带走摩擦热，另一方面降低排气温度，增加压缩机绝热效率和容积效率，降低噪音。

润滑油的特性具有以下特点：（1）润滑油的粘度与温度有关，温度越高，粘度越低，且温度超过润滑油的限定值，会使润滑油碳化失效，并且温度越低，粘度越大，无法满足机械润滑要求；（2）超高温热泵采用的冷媒多为HFO/HC等系列，润滑油会与冷媒相溶，对润滑油有较大的稀释作用，造成润滑油粘度快速下降；（3）润滑油中冷媒的含量称为稀释度，并且压力越高，稀释度越大，在高温高压条件下，润滑油的稀释度增大趋势会更加明显。

由于受压缩机机械结构限制，超高温热泵机组所需润滑油的油量基本固定，因此超高温热泵机组要保证一定的排气过热度，须维持供油温度在较高的温度水平。

但是，因为较高供油温度会造成润滑油粘度降低，所以由于润滑油的特性，较高供油温度需要采用高粘度的润滑油，才能保证润滑油粘度，因为较高供油温度会造成润滑油粘度降低。如果润滑油粘度太低，会导致轴与轴承之间的油膜太薄，会导致压缩机的轴与轴承直接接触而磨损甚至损坏压缩机。而如果采用高粘度的润滑油，在常温下启动压缩机时，又会因为润滑油粘度太高造成压缩机不能正常启动。此外，在高温高压供油条件下，很难确定润滑油的稀释度，即使采用高粘度的润滑油也很难保证压缩机长周期稳定安全运行。

润滑油的选用和润滑油循环系统设计是超高温热泵机组稳定运行的关键要素，压缩机对润滑油的粘度有严苛的要求，粘度过高或过低都会导致压缩机的损坏，超高温热泵机组很难选取合适粘度的润滑油。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，以改善或解决如上所述的现有技术中存在的如何实现使用较低粘度润滑油，保证超高温热泵压缩机正常启动和稳定运行的技术问题。

本实用新型提供的技术方案如下：一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，包括压缩机、油气分离器和油冷却器，所述压缩机包括压缩机排气口、压缩机吸气口和压缩机进油口，所述油气分离器包括油分进气口、油分出气口和润滑油出口，所述油冷却器包括油冷进油口和油冷出油口，还包括闪发罐，所述闪发罐包括闪发罐出气口、闪发罐进油口和闪发罐供油口，所述压缩机排气口、油分进气口和油分出气口连通并形成第一冷媒循环回路；所述压缩机排气口、油分进气口、润滑油出口、闪发罐进油口、闪发罐出气口和压缩机吸气口通过管道依次连通形成第二冷媒循环回路；所述压缩机排气口、油分进气口、润滑油出口、闪发罐进油口、闪发罐供油口、油冷进油口、油冷出油口和压缩机进油口通过管道依次连通形成润滑油循环回路。

进一步的，所述压缩机为喷油式螺杆压缩机，所述压缩机进油口包括供油口和喷油口。

进一步的，所述油冷进油口和油冷出油口还通过油冷旁通管路连通，所述油冷旁通管路上设有旁通阀，所述油冷出油口处还设有第一截止阀。

进一步的，所述油气分离器还包括回油口，所述油冷出油口和回油口之间还连接油加热循环管路，所述油加热循环管路上设有第二截止阀，所述压缩机进油口处还设有第三截止阀。

进一步的，所述闪发罐供油口和油冷进油口的连接管路上还设有过滤器和油泵。

进一步的，所述油气分离器的润滑油出口与闪发罐进油口之间的出油管路上还安装调节阀。

进一步的，所述闪发罐出气口与压缩机吸气口之间的管路上设有调压阀。

进一步的，所述油气分离器设有第一加热器。

进一步的，所述油气分离器上设有第一液位计。

进一步的，所述闪发罐上设有第二加热器。

进一步的，所述闪发罐上设有第二液位计。

本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的润滑油循环系统增加闪发罐，对润滑油（含溶解冷媒）进行降压闪发分离，通过减少润滑油中冷媒含量，降低向压缩机供油时润滑油的稀释度，提高润滑油粘度；实现压缩机在高温供油时可以使用低粘度的润滑油，保证在低温下启动时的安全性和稳定性。

2、通过调压阀控制闪发罐的压力和温度，保证润滑油粘度和供油温度；闪发罐的压力和温度可控，能够根据所需供油温度和粘度进行调节，以适应压缩机宽温区运行，并扩大润滑油的适用范围。

3、在闪发罐中冷媒降压气化吸热，使油温降低，大幅度减少油冷却器的负荷，减少成本；并且调节合适的闪发罐压力，可以降低油泵功耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，1、压缩机；101、压缩机排气口；102、压缩机吸气口；103、供油口；104、喷油口；2、油气分离器；201、油分进气口；202、油分出气口；203、润滑油出口；204、第一液位计；205、第一加热器；206、回油口；3、闪发罐；301、闪发罐出气口；302、闪发罐进油口；303、闪发罐供油口；304、第二液位计；305、第二加热器；4、过滤器；5、油泵；6、油冷却器；601、油冷出油口；602、油冷进油口；7、调节阀；8、调压阀；9、旁通阀；10、第一截止阀；11、第二截止阀；12、第三截止阀；13、冷媒进气管；14、冷媒出气管；15、油加热循环管路；16、油冷旁通管路。

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，包括压缩机1、油气分离器2和油冷却器6，所述压缩机1包括压缩机排气口101、压缩机吸气口102和压缩机进油口，所述油气分离器2包括油分进气口201、油分出气口202和润滑油出口203，所述油冷却器6包括油冷进油口602和油冷出油口601，还包括闪发罐3，所述闪发罐3包括闪发罐出气口301、闪发罐进油口302和闪发罐供油口303，所述压缩机排气口101、油分进气口201和油分出气口202连通并形成第一冷媒循环回路；所述压缩机排气口101、油分进气口201、润滑油出口203、闪发罐进油口302、闪发罐出气口301和压缩机吸气口102通过管道依次连通形成第二冷媒循环回路；所述压缩机排气口101、油分进气口201、润滑油出口203、闪发罐进油口302、闪发罐供油口303、油冷进油口602、油冷出油口601和压缩机进油口通过管道依次连通形成润滑油循环回路。

所述压缩机1为喷油式螺杆压缩机，所述压缩机进油口包括供油口103和喷油口104。

所述油冷却器6将润滑油调节到最佳供油温度，所述油冷却器6的油冷进油口602和油冷出油口601还通过油冷旁通管路16连通，所述油冷旁通管路16上设有旁通阀9，所述油冷出油口601处还设有第一截止阀10，从油冷却器6出来的润滑油会分两路进入压缩机1，所述油冷旁通管路16能够保证供油温度的稳定。

所述闪发罐供油口303和油冷进油口602的连接管路上还设有过滤器4和油泵5。油过滤器4作用是过滤润滑油中的杂质，保护油泵5和压缩机1，油泵5的作用是对润滑油进行增压输送。

所述油气分离器2的润滑油出口203与闪发罐进油口302之间的出油管路上还安装调节阀7。所述调节阀7能够使闪发罐3中始终保持合适的液位，所述闪发罐3上设有第二液位计304，液位是通过所述第二液位计304监测的。

所述闪发罐出气口301与压缩机吸气口102之间的管路上设有调压阀8。闪发罐3的压力、温度是通过所述调压阀8控制，根据所需润滑油温度和粘度调节调压阀8，使闪发罐3保持最佳压力和温度。

第一冷媒循环回路工作原理：从冷媒进气管13、压缩机吸气口102进入压缩机1内的低压气体冷媒，经过压缩机1增压后，变成高温高压气体，从压缩机排气口101排出，然后由油气分离器2的油分进气口201进入油气分离器2，在油气分离器2中分离出气体中的润滑油，冷媒气体从油气分离器2的油分出气口202经冷媒出气管14排出，润滑油沉降到油气分离器2底部。

润滑油循环回路和第二冷媒循环回路的工作原理：压缩机1的供油分两路，一路是进入轴承进行润滑，润滑后会进入压缩机吸气口102与冷媒气体混合；一路是向压缩机1中冷媒气体喷油，降低排气温度。两路润滑油与冷媒混合后，通过压缩机排气口101进入油气分离器2，在油气分离器2中冷媒气体和润滑油分离。分离出来的润滑油积留在油气分离器2底部，此时的油气分离器2中的分离出来的润滑油中溶有一定量的冷媒。油气分离器2压力较高，闪发罐3压力较低，混有冷媒的润滑油进入闪发罐3，冷媒会在降压的作用下闪发，从润滑油中分离出来，得到的稀释度较低的润滑油经过过滤器4过滤掉润滑油内的杂质后，由油泵5对润滑油进行增压后经油冷却器6进入压缩机1内，或者由油泵5对润滑油进行增压后分别由油冷却器6和油冷旁通管路进入压缩机1内；闪发出来的冷媒气体通过闪发罐出气口301汇入冷媒进气管13后被输送至压缩机1低压侧的吸气管路内，同时，冷媒闪发吸热，使润滑油的温度降低，可以减少油冷却器6的换热负荷，降低成本。

所述油气分离器2还包括回油口206，所述油冷出油口601和回油口206之间还连接油加热循环管路15，所述油加热循环管路15上设有第二截止阀11，所述压缩机进油口处还设有第三截止阀12。所述油气分离器2设有第一加热器205，所述油气分离器2上设有第一液位计204；所述闪发罐3上设有第二加热器305。启动前，第三截止阀12关闭，第二截止阀11开启，通过第一加热器205和第二加热器305分别对油气分离器2和闪发罐3内的润滑油进行加热，当达到设定的油温后，第二截止阀11关闭，第三截止阀12开启，正常运行时，第三截止阀12是打开状态，第二截止阀11是关闭状态。

本实用新型的超高温热泵机组的润滑油循环系统，通过减少润滑油中冷媒含量，降低供油时润滑油的稀释度，提高润滑油粘度，实现使用较低粘度润滑油，保证压缩机1的正常启动和稳定运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种超高温热泵机组的润滑油循环系统，包括压缩机（1）、油气分离器（2）和油冷却器（6），所述压缩机（1）包括压缩机排气口（101）、压缩机吸气口（102）和压缩机进油口，所述油气分离器（2）包括油分进气口（201）、油分出气口（202）和润滑油出口（203），所述油冷却器（6）包括油冷进油口（602）和油冷出油口（601），其特征在于，还包括闪发罐（3），所述闪发罐（3）包括闪发罐出气口（301）、闪发罐进油口（302）和闪发罐供油口（303），所述压缩机排气口（101）、油分进气口（201）和油分出气口（202）连通并形成第一冷媒循环回路；所述压缩机排气口（101）、油分进气口（201）、润滑油出口（203）、闪发罐进油口（302）、闪发罐出气口（301）和压缩机吸气口（102）通过管道依次连通形成第二冷媒循环回路；所述压缩机排气口（101）、油分进气口（201）、润滑油出口（203）、闪发罐进油口（302）、闪发罐供油口（303）、油冷进油口（602）、油冷出油口（601）和压缩机进油口通过管道依次连通形成润滑油循环回路。

2.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述压缩机（1）为喷油式螺杆压缩机，所述压缩机进油口包括供油口（103）和喷油口（104）。

3.根据权利要求1或2所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述油冷进油口（602）和油冷出油口（601）还通过油冷旁通管路连通（16），所述油冷旁通管路（16）上设有旁通阀（9），所述油冷出油口（601）处还设有第一截止阀（10）。

4.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述油气分离器（2）还包括回油口（206），所述油冷出油口（601）和回油口（206）之间还连接油加热循环管路（15），所述油加热循环管路（15）上设有第二截止阀（11），所述压缩机进油口处还设有第三截止阀（12）。

5.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述闪发罐供油口（303）和油冷进油口（602）之间的连接管路上还设有过滤器（4）和油泵（5）。

6.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述油气分离器（2）的润滑油出口（203）与闪发罐进油口（302）之间的出油管路上还安装调节阀（7）。

7.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述闪发罐出气口（301）与压缩机吸气口（102）之间的管路上设有调压阀（8）。

8.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述油气分离器（2）设有第一加热器（205）。

9.根据权利要求1或8所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述油气分离器（2）上设有第一液位计（204）。

10.根据权利要求1所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述闪发罐（3）上设有第二加热器（305）。

11.根据权利要求1或10所述的超高温热泵机组的润滑油循环系统，其特征在于，所述闪发罐（3）上设有第二液位计（304）。

Images