[發明專利]具有有機朗肯循環的螺桿壓縮機系統

在審

• 申請號: 201510701816.1
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN105221432A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 朱為宇;吳霞俊;張開闖;胡建軍
• 申請（專利權）人: 無錫壓縮機股份有限公司
• 主分類號: F04C29/04
• 分類號: F04C29/04;F01C13/00;F01C13/04;F01K25/08
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;陶純佳

技術領域

本發明涉及螺桿壓縮機技術領域，具體為具有有機朗肯循環的螺桿壓縮機系統。

背景技術

螺桿壓縮機是一種常見的容積式壓縮機，其工作過程遵循熱力學定律，由于其進、出口氣體的溫差不大，通常認為螺桿壓縮機輸入的功率都轉化為熱能排出，一般情況下該部分熱能都是通過換熱系統降溫后直接排放，其換熱系統一般使用風扇冷卻或者水冷卻方式，其存在熱能的再利用率低的問題，不能滿足當前節能減排的要求。

現有的有機朗肯循環（OrganicRankineCycle，可縮寫為ORC）多用于發電系統，且一般的有機朗肯循環的換熱器中不含有過熱器，或者不獨立設置過熱器。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了具有有機朗肯循環的螺桿壓縮機系統，其能解決現有螺桿壓縮機系統直接向外排放多余熱能而導致能源利用率低的問題，從而滿足當前節能減排的要求。

具有有機朗肯循環的螺桿壓縮機系統，其包括螺桿壓縮機主機和驅動所述螺桿壓縮機主體工作的電機，其特征在于：其還包括螺桿膨脹機和工質蒸汽發生系統，所述螺桿膨脹機的輸出軸與所述螺桿壓縮機主機轉子軸軸接，所述工質蒸汽發生系統包括冷凝器、工質罐、工質泵、換熱器，所述螺桿壓縮機主機的熱能輸出端與所述換熱器通過管路連接，所述螺桿膨脹機的低溫低壓介質輸出端通過管路與所述冷凝器介質入口端連接，所述冷凝器的介質出口端通過管路與工質罐連接，所述工質罐、工質泵、換熱器之間依次通過管路連接，所述換熱器的高溫高壓介質輸出端通過管路與所述螺桿膨脹機的高溫高壓介質輸入端連接。

進一步的，所述換熱器包括依次連接的預熱器、蒸發器和過熱器，所述工質泵與所述預熱器的工質輸入端連接，所述過熱器的工質輸出端通過管路與所述螺桿膨脹機的高溫高壓工質輸入端連接。

進一步的，連接所述工質泵與工質罐的管路上安裝有過濾器，連接所述工質泵與所述預熱器的管路上設置有干燥器、壓力傳感器和溫度傳感器。

進一步的，連接所述螺桿膨脹機的低溫低壓介質輸出端與所述冷凝器的管路上、連接所述過熱器高溫高壓工質輸出端與所述螺桿膨脹機的高溫高壓工質輸入端的管路上均分別設置有壓力傳感器、溫度傳感器。

進一步的，所述螺桿膨脹機的輸出軸與所述電機轉子軸軸接。

進一步的，所述螺桿壓縮機主機為噴油螺桿壓縮機，所述噴油螺桿壓縮機的熱能輸出端為高溫混合油氣輸出端，所述高溫混合油氣輸出端通過單向閥連接到油氣分離器，所述油氣分離器對混合油氣進行油氣分離，所述油氣分離器的氣體出口連接最小壓力閥，所述最小壓力閥通過管路與所述預熱器的氣體入口連接，所述預熱器的氣體出口通過管路連接水分離器，所述油氣分離器的潤滑油出口通過管路與所述過熱器連接，所述預熱器的潤滑油出口通過管路與所述噴油螺桿壓縮機的潤滑油回流口連接，連接所述預熱器潤滑油出口與所述噴油螺桿壓縮機制潤滑油回流口之間的管路上沿潤滑油流向依次設有潤滑油流量調節閥、潤滑油過濾器。

進一步的，所述螺桿壓縮主機為無油螺桿壓縮機，所述無油螺桿壓縮機的熱能輸出端為高溫氣體輸出端，所述高溫氣體輸出端通過管路與所述過熱器連接，所述預熱器的氣體出口通過管路連接水分離器，由所述高溫氣體輸出端排出的高溫氣體通過管路依次經過所述過熱器、蒸發器、預熱器換熱后由所述預熱器的氣體出口排出、再經水分離器分離后排出。

進一步的，所述無油螺桿壓縮機的齒輪箱潤滑油輸出端連接油泵，所述油泵通過管路連接入所述預熱器的潤滑油入口端，所述預熱器的潤滑油出口端通過管路連接潤滑油過濾器，所述潤滑油過濾器通過回流管路連接入所述齒輪箱的潤滑油回流端。

本發明螺桿壓縮機的有益效果在于：其通過螺桿膨脹機、換熱器、工質泵、冷凝器構成一個有機朗肯循環，其中由換熱器、工質泵、冷凝器構成的工質蒸汽發生系統吸收螺桿壓縮機輸出的熱能，受熱蒸發后的有機工質推動螺桿膨脹機對螺桿壓縮機或者與驅動螺桿壓縮機的電機輸出機械能，輔助螺桿壓縮機或者驅動螺桿壓縮機的電機的運轉，能夠降低螺桿壓縮機或者電機的運行功率，達到節能減排的效果，故其能有效回收利用螺桿壓縮機輸出的熱能，滿足當前節能減排的要求。

附圖說明

圖1為本發明的一種具有有機朗肯循環的單級噴油螺桿壓縮機系統的示意圖；

圖2為本發明的一種具有有機朗肯循環的兩級噴油螺桿壓縮機系統的示意圖；

圖3為本發明的一種具有有機朗肯循環的單級無油螺桿壓縮機系統的示意圖；

圖4為本發明的一種具有有機朗肯循環的兩級無油螺桿壓縮機系統的示意圖。

具體實施方式