[實(shí)用新型]用于壓縮空氣的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520047550.9
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN204610202U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凌志
• 申請（專利權(quán)）人: 氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司
• 主分類號: F04B41/06
• 分類號: F04B41/06;F04B37/12;F04B35/00;F04B39/06;F04D17/12;F04D25/08;F04D25/16;F04D29/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);傅永霄

技術(shù)領(lǐng)域

申請人的系統(tǒng)和方法涉及壓縮機(jī)組件和應(yīng)用，其中諸如在大型低溫空氣分離單元中需要來自環(huán)境空氣或其它源的高空氣流量。

背景技術(shù)

在低溫空氣分離單元(ASU)中，進(jìn)料空氣傳送通過主空氣壓縮機(jī)(MAC)，以獲得期望壓力。進(jìn)料空氣然后被冷卻，并且水蒸氣和其它氣態(tài)雜質(zhì)諸如二氧化碳被移除。部分或所有進(jìn)料空氣流然后傳送到增壓空氣壓縮機(jī)(BAC)，以獲得期望壓力，然后壓縮空氣流傳送到ASU的低溫部分，以進(jìn)行分離。MAC和BAC通常各自包括不止一個壓縮級。

高流率處理廠的壓縮機(jī)典型地包括離心(即，徑向)壓縮級。離心壓縮級包括安裝成在成形的殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的葉輪，以及擴(kuò)散器。各個壓縮機(jī)區(qū)段包括用于被壓縮的流體的入口和出口。葉輪可布置在多個軸或單個軸上。在使用多個軸的情況下，大直徑主齒輪驅(qū)動嚙合的副齒輪(即，副齒輪軸)，壓縮葉輪安裝在副齒輪的端部上。如期望的那樣，在它們自己相應(yīng)的殼體內(nèi)的多個葉輪提供了若干級壓縮。主齒輪和嚙合的副齒輪通常包含在公共殼體(稱為齒輪箱)內(nèi)。因此，這樣的壓縮機(jī)稱為一體齒輪連接的壓縮機(jī)。嚙合的副齒輪可具有不同的直徑，以最好地匹配它們驅(qū)動的壓縮葉輪的速度需求。在任何兩個級之間的壓縮空氣可通過管道連接到外部中間冷卻器或傳送通過壓縮機(jī)殼體內(nèi)部的中間冷卻器，壓縮空氣在其中被冷卻，從而減少氣體動力消耗。

已知ASU使用多個壓縮級來壓縮空氣，其中的至少一個壓縮級由膨脹器渦輪驅(qū)動。例如，歐洲專利申請公開No.0?672?877?A1公開了一種低溫空氣分離單元，其具有三個壓縮級，其中的至少一個由兩個或更多個膨脹器渦輪來驅(qū)動，膨脹器渦輪并聯(lián)或串聯(lián)起作用且通過主齒輪聯(lián)結(jié)來驅(qū)動一個或多個壓縮級。

在圖1中顯示了ASU中使用的典型的壓縮組件。這個組件已經(jīng)應(yīng)用于高達(dá)550000米³/小時的MAC吸氣流率。增壓級的數(shù)量限于四個。

壓縮組件10的主齒輪46由蒸汽渦輪20通過聯(lián)接件30和45和中間齒輪箱40驅(qū)動。MAC級11和BAC級12由主齒輪46驅(qū)動。存在三個MAC壓縮級(MAC1、MAC2和MAC3)，MAC1和MAC2由第一副齒輪50驅(qū)動且MAC3由第二副齒輪60驅(qū)動。還存在四個BAC壓縮級(BAC1、BAC2、BAC3和BAC4)，BAC1和BAC2由第三副齒輪70驅(qū)動，并且BAC3和BAC4由第四副齒輪80驅(qū)動。MAC和BAC級的數(shù)量反映了要壓縮的流體將傳送通過級(即，例如流體將接連地傳送通過MAC1、MAC2和MAC3)的順序。

為了改進(jìn)壓縮組件10的總效率，中間冷卻器90、100、110、120和130設(shè)置在MAC壓縮級之間和BAC壓縮級之間，以從壓縮流體移除熱。后冷卻器140設(shè)置在BAC4的出口處，以將壓縮流體冷卻到期望流體進(jìn)入ASU(未顯示)時所處的溫度。

在使用中，要分離的空氣通過空氣入口過濾器150(未顯示)饋送到第一MAC壓縮級MAC1中，典型地壓縮到大約0.2MPa(2絕對巴或“bara”)，并且通過管線160離開MAC1，然后傳送通過中間冷卻器90，之后進(jìn)入第二壓縮級MAC2，以進(jìn)行進(jìn)一步壓縮。典型地處于大約0.35MPa(3.5絕對巴)的壓縮空氣然后通過管線170離開MAC2，并且傳送通過中間冷卻器100，然后進(jìn)入第三壓縮級MAC3。典型地處于大約0.6MPa(6絕對巴)的壓縮空氣然后通過出口180傳送到ASU純化系統(tǒng)，以冷卻和移除水蒸氣和其它氣態(tài)雜質(zhì)，諸如二氧化碳。

在傳送通過ASU純化系統(tǒng)之后，空氣傳送到BAC級12，通過入口190進(jìn)入第一BAC壓縮級BAC1且通過管線200典型地以大約1.1MPa(11絕對巴)離開。壓縮空氣然后傳送通過中間冷卻器110，以降低溫度，并且進(jìn)入第二BAC壓縮級BAC2。空氣接連地傳送通過BAC2出口管線210(典型地處于大約2MPa(20絕對巴))、中間冷卻器120、第三BAC壓縮級BAC3、出口管線220(典型地處于大約3.5MPa(35絕對巴))、中間冷卻器130和第四BAC壓縮級BAC4。典型地處于大約5.5MPa(55絕對巴)的壓縮空氣然后經(jīng)由管線230傳送通過冷卻器140，以便到達(dá)期望溫度且進(jìn)入ASU以進(jìn)行分離。

在ASU中使用了許多其它傳統(tǒng)的壓縮組件和其變型。這樣的組件的一些示例示出在圖2至6中。在這些組件中，空氣在MAC級中從環(huán)境壓力壓縮到大于5絕對巴的排氣壓力。需要的排氣壓力取決于場所海拔、低溫循環(huán)、熱交換器、蒸餾柱、前端、使用的管道等。