CN218669826U - 螺杆空压机氮气冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺杆空压机氮气冷却系统，属于螺杆空压机冷却系统技术领域。其技术方案为：包括一级冷却器和二级冷却器，一级螺杆空压机的出气口通过管路与一级冷却器的进气口连接，一级冷却器的出气口通过管路与二级螺杆空压机的进气口连接，二级螺杆空压机的出气口通过管路与二级冷却器的进气口连接，二级冷却器的出气口通过管路与氮压机的进气口连接。本实用新型将液氮生产系统生产出的液氮作为螺杆空压机的冷却介质，同时利用螺杆空压机压缩的高温高压空气作为液氮转化为氮气的热源，充分利用了冷源和热源，实现了节能降耗，大大降低了企业的生产成本。

Description

螺杆空压机氮气冷却系统

技术领域

本实用新型涉及螺杆空压机冷却系统技术领域，具体涉及一种螺杆空压机氮气冷却系统。

背景技术

对现在大型无油螺杆空压机的客户群体进行分析，发现大型无油螺杆空压机近几年的市场逐渐扩大，是随着工业氮气的需求越来越大而逐渐发展的。在制氮过程中企业得到的一般是温度为-196℃的低温液氮，并将得到的液氮储存在液氮储罐中，再通过液氮汽化器进行降压、同时升温得到压力和温度稳定的氮气，进而供给产线使用（如图1所示）。由于企业在生产液氮的时候，需要大量的压缩空气来分离提取氮气，再通过氮压机和精馏塔处理得到液氮，因此需要配备大型空压机，而无油螺杆空压机又是性能最稳定的空压机，故带动该设备的大量生产。

工业生产中，无油螺杆空压机通过两级螺杆转子压缩空气，再通过干燥脱水后，得到干燥的高压空气。在空气压缩过程中，为了减小设备负荷，一般采用分级压缩的方式，一般分为2级，即压缩过程分为进气（温度≤40℃）、一级螺杆空压机进行一级压缩（140-175℃、压力＜0.3MPa）、二级螺杆空压机进行二级压缩（150-180℃、压力＜0.85MPa）、出气（温度≤45℃）。在上述过程中，一级压缩后的高压空气需要降温、二级压缩后的空气也需要降温，所以一般配置一级冷却器、二级冷却器分别对2级压缩空气降温，达到规定要求的排气温度。

为了给大型的无油螺杆空压机进行降温，企业一般都采用循环水水冷的方式对压缩空气进行降温，因此一级冷却和二级冷却均为水冷方式，即在一级冷却器、二级冷却器中布设冷却介质管路，循环水在冷却介质管路内流淌，管外是高温高压气体，低温的循环水经过换热后流出，然后流至冷却塔，经过冷却塔降温后流至循环水池，再从循环水池通过循环水泵流至螺杆空压机（如图1所示）。同时冷却塔设备在冷却过程中会有水耗，需要企业购买配套的软水制备设备。故而整个冷却系统较为繁琐、设备较多，大大加大了企业的生产成本和资金投入。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种螺杆空压机氮气冷却系统，将液氮生产系统生产出的液氮作为螺杆空压机的冷却介质，同时利用螺杆空压机压缩的高温高压空气作为液氮转化为氮气的热源，充分利用了冷源和热源，实现了节能降耗，大大降低了企业的生产成本。

本实用新型的技术方案为：

螺杆空压机氮气冷却系统，包括一级冷却器和二级冷却器，一级螺杆空压机的出气口通过管路与一级冷却器的进气口连接，一级冷却器的出气口通过管路与二级螺杆空压机的进气口连接，二级螺杆空压机的出气口通过管路与二级冷却器的进气口连接，二级冷却器的出气口通过管路与氮压机的进气口连接；氮压机的出气口通过管路与精馏塔的进气口连接，精馏塔的出液口通过管路与液氮储罐的进液口连接；液氮储罐的出液口通过管路分别与一级冷却器和二级冷却器的冷却介质进口连接，一级冷却器和二级冷却器的氮气出口连接有氮气出气管。

优选地，所述一级冷却器和二级冷却器内的冷却介质管路包括主管路，主管路上沿圆周方向连通有若干个支管。

优选地，所述液氮储罐的出液口还通过管路与液氮气化器的进液口连接，管路上设置有调节阀，调节阀与控制系统电性连接。

优选地，所述液氮储罐与一级冷却器和二级冷却器之间的管路上分别设置有调节阀，调节阀与控制系统电性连接。

优选地，所述一级冷却器与二级冷却器之间的管路上，以及二级冷却器与氮压机之间的管路上分别设置有温度传感器，温度传感器与控制系统电性连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型将液氮生产系统生产出的液氮作为螺杆空压机的冷却介质，同时利用螺杆空压机压缩的高温高压空气作为液氮转化为氮气的热源，充分利用了冷源和热源，实现了节能降耗，且省去了现有水冷系统的循环水冷却塔、循环水池、循环水泵、软水制备设备以及配套附属设备，大大降低了企业的生产成本。

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，对于本领域普通技术人员而言，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是现有的液氮生产系统和螺杆空压机水冷系统的结构示意图。

图2是本实用新型的螺杆空压机氮气冷却系统的结构示意图。

图3是本实用新型的冷却介质管路的结构示意图。

图中，1、一级冷却器；2、二级冷却器；3、氮压机；4、精馏塔；5、液氮储罐；6、氮气出气管；7、主管路；8、支管；9、液氮气化器；10、调节阀；11、温度传感器；12、冷却塔；13、循环水池；14、循环水泵；15、软水制备设备；16、一级螺杆空压机；17、二级螺杆空压机。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图2所示，本实施例提供了一种螺杆空压机氮气冷却系统，包括一级冷却器1和二级冷却器2，一级螺杆空压机16的出气口通过管路与一级冷却器1的进气口连接，一级冷却器1的出气口通过管路与二级螺杆空压机17的进气口连接，二级螺杆空压机17的出气口通过管路与二级冷却器2的进气口连接，二级冷却器2的出气口通过管路与氮压机3的进气口连接；氮压机3的出气口通过管路与精馏塔4的进气口连接，精馏塔4的出液口通过管路与液氮储罐5的进液口连接；液氮储罐5的出液口通过管路分别与一级冷却器1和二级冷却器2的冷却介质进口连接，管路上分别设置有调节阀10，调节阀10与控制系统电性连接；一级冷却器1和二级冷却器2的氮气出口连接有氮气出气管6；一级冷却器1与二级冷却器2之间的管路上，以及二级冷却器2与氮压机3之间的管路上分别设置有温度传感器11，温度传感器11与控制系统电性连接。

工作原理：

本实施例的冷却系统将现有冷却系统的冷却塔12、循环水池13、循环水泵14、软水制备设备15以及所含的配套设备全部取消，将制氮系统的液氮储罐5与螺杆空压机的一级冷却器1和二级冷却器2连接，作为冷却介质对螺杆空压机压缩的高压空气进行冷却降温。同时，在一级冷却器1和二级冷却器2进行热交换后的液氮转化为氮气由氮气出气管6传输出去，得到压力和温度稳定的氮气，进而供给产线使用，完成制氮。此外，本实施例的冷却系统通过各冷却段出气的温度传感器11检测出气温度，将温度信号传输至PLC控制系统，通过PLC控制系统控制各冷却段的调节阀10，进行液氮流量控制，精准控制冷量，维持冷却效果稳定。

本实施例将液氮生产系统生产出的液氮作为螺杆空压机的冷却介质，同时利用螺杆空压机压缩的高温高压空气作为液氮转化为氮气的热源，充分利用了冷源和热源，实现了节能降耗，且省去了现有水冷系统的循环水冷却塔12、循环水池13、循环水泵14、软水制备设备15以及配套附属设备，大大降低了企业的生产成本。

实施例2

在实施例1的基础上，现有的循环水冷却系统使用圆管供循环水流通，因为水流阻力较大且水中杂质、水垢较多，容易在管道上附着并堵塞管道，故不可使用较细或比表面积较大的特殊形状管道。而本实施例的液氮冷却系统，液氮在一级冷却器1和二级冷却器2内的冷却介质管路中与高压空气进行热交换时，会转变成气体且氮气的纯度高、无杂质，因此为了有较大的换热效果，本实施例中，一级冷却器1和二级冷却器2内的冷却介质管路使用接触表面积更大的异形管道，如图3所示，包括主管路7，主管路7上沿圆周方向连通有若干个支管8，管内通液氮，管外通高温高压气体，使液氮在管内可以更快地气化吸热。

实施例3

在实施例1的基础上，如图2所示，所述液氮储罐5的出液口还通过管路与液氮气化器9的进液口连接，管路上设置有调节阀10，调节阀10与控制系统电性连接。

使用现场可根据螺杆空压机的需冷量核算低温液氮需求，如果液氮气化需求量较大，而螺杆空压机的制冷需求较小，可在液氮储罐5的出液口加一段小型液氮气化器9，液氮储罐5中多余的液氮可供应液氮气化器9生产氮气，确保有足够生产所需氮气的供应。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.螺杆空压机氮气冷却系统，包括一级冷却器（1）和二级冷却器（2），一级螺杆空压机（16）的出气口通过管路与一级冷却器（1）的进气口连接，一级冷却器（1）的出气口通过管路与二级螺杆空压机（17）的进气口连接，二级螺杆空压机（17）的出气口通过管路与二级冷却器（2）的进气口连接，二级冷却器（2）的出气口通过管路与氮压机（3）的进气口连接；氮压机（3）的出气口通过管路与精馏塔（4）的进气口连接，精馏塔（4）的出液口通过管路与液氮储罐（5）的进液口连接；其特征在于，液氮储罐（5）的出液口通过管路分别与一级冷却器（1）和二级冷却器（2）的冷却介质进口连接，一级冷却器（1）和二级冷却器（2）的氮气出口连接有氮气出气管（6）。

2.如权利要求1所述的螺杆空压机氮气冷却系统，其特征在于，所述一级冷却器（1）和二级冷却器（2）内的冷却介质管路包括主管路（7），主管路（7）上沿圆周方向连通有若干个支管（8）。

3.如权利要求1所述的螺杆空压机氮气冷却系统，其特征在于，所述液氮储罐（5）的出液口还通过管路与液氮气化器（9）的进液口连接，管路上设置有调节阀（10），调节阀（10）与控制系统电性连接。

4.如权利要求1所述的螺杆空压机氮气冷却系统，其特征在于，所述液氮储罐（5）与一级冷却器（1）和二级冷却器（2）之间的管路上分别设置有调节阀（10），调节阀（10）与控制系统电性连接。

5.如权利要求4所述的螺杆空压机氮气冷却系统，其特征在于，所述一级冷却器（1）与二级冷却器（2）之间的管路上，以及二级冷却器（2）与氮压机（3）之间的管路上分别设置有温度传感器（11），温度传感器（11）与控制系统电性连接。

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