一種工業用、商用mw級跨臨界二氧化碳熱泵回油系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱泵回油系統，包括有CO2壓縮機、氣體冷卻器、油分離器、壓差計、過濾器、回熱器、第一儲油罐、儲備油罐、第二儲油罐、視鏡和霧沫分離器；本系統是在氣體冷卻器和回熱器之間安裝回油系統及在壓縮出口與氣體冷卻器之間安裝回油系統，同時在霧沫分離器底部設計二次回油系統，使得內部油在設備與管道之間循環使用、長周期平穩運行，本系統相對原有回油系統回油效率有明顯提升10%?30%，回油運行穩定性增強，同時對換熱器運行換熱效率起到了有益效果；該系統采用液位信號與電動閥門聯鎖，相較原有系統，自動化程度高；運行維護更加方便。
【專利說明】
一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱泵回油系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱栗回油系統領域技術，尤其是指一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統。
【背景技術】
[0002]近年來，由于氯氟烴和含氫氯氟烷烴產生的臭氧層破壞和溫室效應等問題，研究和尋求新的替代物是制冷領域面臨的緊迫問題。目前西方發達國家已經成熟應用CO2自然工質為制冷劑的技術，德國、日本為代表的西方國家已經將該技術應用于工業、大型商場等領域，并受到發達國家的大力倡導和支持，也因此獲得市場廣泛認可。我國目前主要還應用于小型熱水器、家用空調等，大型工業和商場應用目前還處于挖掘區域。
[0003]跨臨界二氧化碳熱栗具有諸多優勢，0)2是自然工質，安全無毒，制冷性能高，同時還具備制熱功能，壓比底，導熱性能好等。但隨著工業化需求，兆瓦級功率的跨臨界二氧化碳熱栗機組慢慢走上舞臺，擴大化應用也將面臨諸多新的挑戰。其中平穩運行的回油系統就是解決兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗的首要問題。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其能有效解決現有之兆瓦級跨臨界二氧化碳熱栗運行不平穩的問題。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用如下之技術方案:
[0006]—種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，包括有⑶2壓縮機、氣體冷卻器、油分離器、壓差計、過濾器、回熱器、第一儲油罐、儲備油罐、第二儲油罐、視鏡和霧沫分離器；
[0007]該⑶2壓縮機的出口連接氣體冷卻器的入口，該油分尚器與壓差計并聯，油分尚器的入口和壓差計的入口均連接氣體冷卻器的出口，油分離器的出氣口和壓差計的出氣口均連接回熱器的入口；油分離器連接第一排氣管，油分離器的出油口連接過濾器的入口，過濾器的出口與第一儲油罐連接，第一儲油罐與儲備油罐相連，第一儲油罐與CO2壓縮機的回油口相連，第一儲油罐與油分離器進口主管連接，第一儲油罐與儲備油罐增加聯通管連接，聯通管連接第二排氣管，儲備油罐增加人工注油管，該霧沫分離器與視鏡的一端連接，視鏡的另一端與第二儲油罐連接，第二儲油罐與儲備油罐連接。
[0008]—種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，包括有⑶2壓縮機、油分離器、壓差計、過濾器、氣體冷卻器、回熱器、油冷卻器、第一儲油罐、儲備油罐、第二儲油罐、視鏡和霧沫分離器；
[0009]該油分尚器與壓差計并聯，油分尚器的入口和壓差計的入口均連接⑶2壓縮機的出口，油分離器的出氣口和壓差計的出氣口均連接氣體冷卻器的入口，氣體冷卻器的出口連接回熱器的入口 ；油分離器連接第一排氣管，油分離器的出油口與油冷卻器的入口，油冷卻器的出口連接過濾器的入口，過濾器的出口連接第一儲油罐，第一儲油罐與儲備油罐相連，第一儲油罐與CO2壓縮機的回油□相連，第一儲油罐與油分離器進□主管連接，第一儲油罐與儲備油罐增加聯通管連接，聯通管連接第二排氣管，儲備油罐增加人工注油管，該霧沫分離器與視鏡的一端連接，視鏡的另一端與第二儲油罐連接，第二儲油罐與儲備油罐連接。
[0010]作為一種優選方案，所述油分離器為兩套裝置并聯。
[0011 ]作為一種優選方案，所述聯通管上安裝有閥門，該第二排氣管上安裝有泄壓閥門，第一儲油罐與油分離器進口主管相連接，進口主管上安裝電動閥。
[0012]作為一種優選方案，所述第一儲油罐的安裝位置低于儲備油罐的安裝位置。
[0013]作為一種優選方案，所述第二儲油罐的安裝位置低于霧沫分離器的安裝位置。
[0014]作為一種優選方案，所述第一儲油罐上設有高液位計和低液位計，該低液位計輸出低液位信號控制第二排氣管上的排氣閥和儲備油罐進口的電動閥關閉，同時延時打開聯通管上的電動閥和儲備油罐輸油管上的電動閥，該高液位計輸出高液位信號控制關閉聯通管上的電動閥以及儲備油罐出油管上的電動閥。
[0015]作為一種優選方案，所述儲備油罐設有高液位計和低液位計，該低液位計輸出低液位信號控制關閉聯通管上的電動閥和儲備油罐出油管的電動閥，打開第二排氣管上的排氣閥和儲備油罐進口的電動閥，高液位計輸出高液位信號關閉排氣閥和儲備油罐油進口的電動閥。
[0016]作為一種優選方案，所述第二儲油罐設有高液位計和低液位計，該高液位計輸出高液位信號控制第二儲油罐出油管的電動閥打開，低液位信號控制第二儲油罐出油管的電動閥關閉。
[0017]作為一種優選方案，所述CO2壓縮機上安裝有液位計，設有液位信號，有油液位信號時，關閉CO2壓縮機之回油管上的電動閥，并打開儲備油罐與油分離器進口主管的聯通管上的電動閥；無油信號時，打開CO2壓縮機之回油管上的電動閥，關閉儲備油罐與油分離器進口主管的聯通管上的電動閥。
[0018]本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述技術方案可知:
[0019]本系統是在氣體冷卻器和回熱器之間安裝回油系統及在壓縮出口與氣體冷卻器之間安裝回油系統，同時在霧沫分離器底部設計二次回油系統，使得內部油在設備與管道之間循環使用、長周期平穩運行，本系統相對原有回油系統回油效率有明顯提升10%_30%，回油運行穩定性增強。該系統采用液位信號與電動閥門聯鎖，相較原有系統，自動化程度高;運行維護更加方便。
[0020]為更清楚地闡述本實用新型的結構特征和功效，下面結合附圖與具體實施例來對本實用新型進行詳細說明。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是本實用新型之第一較佳實施例的結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型之第二較佳實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]請參照圖1所示，其顯示出了本實用新型之第一較佳實施例的具體結構，包括有包括CO2壓縮機1、球閥2、電動閥3、油分離器4、泄壓閥5、電動閥6、電動閥7、油分離器8、電動閥
9、球閥10、過濾器11、球閥12、差壓計13、球閥14、球閥15、電動閥16、電動閥17、球閥18、第一儲油罐19、球閥20、高液位計21、低液位計22、電動閥23、液位計24、球閥25、球閥26、球閥27、視鏡28、球閥29、第二儲油罐30、高液位計31、低液位計32、電動閥33、球閥34、儲備油罐35、電動閥36、低液位計37、高液位計38、球閥39、球閥40、電動閥41、減壓閥42、電磁閥43、電動閥44。
[0024]所述C02壓縮機1、球閥45、氣體冷卻器46、球閥2、球閥3、油分尚器4、電動閥6、球閥15、回熱器47依次連接;所述球閥2、電動閥7、油分離器8、電動閥9、球閥15、回熱器47依次連接;所述球閥2、球閥12、差壓計13、球閥14、球閥15、回熱器47依次連接;所述油分離器4、電動閥17、籃式過濾器11、球閥18、第一儲油罐19依次連接，所述油分離器8、電動閥16、籃式過濾器11、球閥18、第一儲油罐19依次連接;所述第一儲油罐19、球閥20、電動閥23、C02壓縮機I的回油口依次連接;所述第一儲油罐19、電動閥43、電動閥41、減壓閥42依次連接，所述第一儲油罐19、電動閥43、球閥40、儲備油罐35依次連接;所述第一儲油罐19、電動閥44、油分離器(4、8)進口主管依次連接;所述第一儲油罐19上設置高液位計21和低液位計22;所述儲備油罐35、電動閥36、第一儲油罐19依次連接;所述儲備油罐35設有低液位計37和高液位計38;所述儲備油罐35、球閥39依次連接;所述電動閥34、電動閥33、第二儲油罐30依次連接；所述第二儲油罐30上設置高液位計31和低液位計32;所述第二儲油罐30、球閥29、視鏡28、球閥27、霧沫分離器48依次連接;所述液位計24的液位信號控制電動閥44、23。所述差壓計13的電信號與電動閥3、7、6、9、16、17連接，執行信號控制自動切換及更換警報器警報功能；第一儲油罐19上的高液位計21輸出高液位信號控制電動閥36和電磁閥43，低液位計22輸出低液位信號控制球閥34、球閥41、電磁閥43、電動閥36;儲備油罐35上的高液位計38輸出高液位信號控制球閥34和電動閥41，低液位計37輸出低液位信號控制電磁閥43、電動閥36、球閥34、電動閥41及警報器;高液位計31和低液位計32輸出液位信號控制電動閥33;液位計24輸出液位信號控制電動閥23和電動閥44。
[0025]工作時，高溫中壓CO2和機油混合氣體經氣體冷卻器46冷卻之后，油顆粒集聚形成大顆粒，通過油分離器4分離，分離后CO2氣體通過管道進入回熱器47，油通過重力的作用下通過油分離器4外層集聚到底部排出，經過籃式過濾器11后進入第一儲油罐19;當油分離器4進出口壓差達到5bar時，觸發差壓計13電信號，發給電動閥3、6、7、9、16、17，電動閥7立即執行開啟動作，延時5秒電動閥9執行打開動作，延時30秒打開電動閥16，然后繼續延時5秒關閉電動閥3，繼續延遲5秒關閉電動閥17、6;同時差壓計13發送電信號給更換過濾器的警報器進行警報，通知現場人員更換油分離器4，更換完畢后，由現場人關閉警報器并復位，油分離器4(增加一與8)切換依次循環邏輯控制。存儲在第一儲油罐19的機油受高壓側壓力，通過低壓側油缸液位計24發出缺油信號，關閉第一儲油罐19與油分離器4進口連接管的電動閥44，延時5秒打開油缸進口電動閥，高壓側油自動注入油缸內部，待液位上漲到指定高度，油缸液位計24發出電信號，CO2壓縮機I之回油口的電動閥23執行關閉動作，連接管的電動閥44延時5秒執行打開。當第一儲油罐19回油不足時，即達到低液位計22，低液位信號觸發，關閉球閥34，延時關閉3秒關閉電動閥41，繼續延時3秒打開電磁閥43，然后延時5秒打開電動閥36，儲備油罐35的機油在重力作用下注入第一儲油罐19，當液位達到預定高液位計21，發出高位信號，立即執行關閉電動閥36，延時2秒關閉電磁閥43;當儲備油罐35給予第一儲油罐19加油時，觸發低液位計37優先執行關閉電動閥36，延時兩秒關閉電磁閥43，繼續延時2秒打開電動閥41，接著延時30秒打開球閥34，同時發出缺油警報A，若120秒內儲備油罐35液位依然低于高液位計38，警報繼續，等待看管人員手動加油到高液位為止，若第二儲油罐30有足夠機油補充儲備油罐35到高液位計38，警報自動解除；當儲備油罐35油位達到高液位時，觸發高液位計38給加油警報器、球閥34、電動閥41，加油警報器停止加油警報器警報，立即關閉球閥34、電動閥41;第二儲油罐30運行過程中我們可以通過視鏡28觀察氣液分離器回油時間和回油量大小，當氣液分離器回油達到第二儲油罐30高液位時，高液位計31發出信號，電動閥33執行打開動作，等待儲備油罐35信號打開球閥34、電動閥41，第二儲油罐30回油通過管道注入到儲備油罐35，當第二儲油罐30的油位觸及低液位計32時，發出電信號，立即關閉電動閥33。
[0026]請參照圖2所示，其顯示出了本實用新型之第二較佳實施例的具體結構，包括CO2壓縮機1、球閥2、電動閥3、油分離器4、泄壓閥5、電動閥6、電動閥7、油分離器8、電動閥9、泄壓閥10、過濾器11、球閥12、差壓計13、球閥14、球閥15、電動閥16、電動閥17、油冷卻器18、球閥19、球閥20、球閥21、第一儲油罐22、球閥23、高液位計24、低液位計25、電動閥26、液位計27、球閥28、球閥29、球閥30、視鏡31、球閥32、第一儲油罐33高液位計34、低液位計35、電動閥36、電動閥37、儲備油罐38、電動閥39、低液位計40、高液位計41、球閥42、球閥43、電動閥44、減壓閥45、電動閥46、電動閥47。
[0027]所述⑶2壓縮機1、球閥2、電動閥3、油分尚器4、電動閥6、球閥15、氣體冷卻器48依次連接;所述CO2壓縮機1、球閥2、電動閥7、油分離器8、電動閥9、球閥15、氣體冷卻器48依次連接;所述CO2壓縮機1、球閥2、球閥12、差壓計13、球閥14、球閥15、氣體冷卻器48依次連接；所述油分離器4、電動閥17、油冷卻器18、球閥19、球閥20、籃式過濾器11、球閥21、第一儲油罐22依次連接;所述油分離器8、電動閥16、油冷卻器18、球閥19、球閥20、籃式過濾器11、球閥21、第一儲油罐22依次連接;所述第一儲油罐22、球閥23、電動閥26、C02壓縮機I的回油口依次連接;所述第一儲油罐22、電動閥46、電動閥44、減壓閥45依次連接;所述第一儲油罐22、電磁閥46、球閥43、儲備油罐38依次連接;所述第一儲油罐22設置高液位計24和低液位計25;所述儲備油罐38、電動閥39、第一儲油罐22依次連接;所述儲備油罐38設有高液位計41和低液位計40;所述儲備油罐38、球閥42依次連接;所述電動閥37、電動閥36、第二儲油罐33依次連接;所述第二儲油罐33設置有高液位計34和低液位計35;所述第二儲油罐33、球閥32、視鏡31、球閥30、球閥28、霧沫分離器49依次連接。所述差壓計13的電信號與電動閥3、7、
6、9、16、17連接，執行信號控制，油分離器4、8自動切換，并給予更換或者清洗警報信號;第一儲油罐22設有高液位計24和低液位計25，低液位計25控制電磁閥46、電動閥39、電動閥37、電動閥44，高液位計24控制電磁閥46、電動閥39;儲備油罐38上的低液位計40輸出低液位信號控制電磁閥46、電動閥39、電動閥37、電動閥44及警報器;高液位計41輸出高液位信號控制電動閥37、電動閥44，高液位計34和低液位計35分別輸出高低液位信號控制電動閥36 ο
[0028]工作時，高溫中壓⑶2和機油混合氣體通過油分離器4分離，分離后⑶2氣體經過氣體冷卻器48冷卻后通過管道進入回熱器50，油通過重力的作用下通過油分離器4外層集聚到底部排出，經油冷卻器18冷卻和藍式過濾器11過濾后，進入第一儲油罐22;當油分離器4進出口壓差達到5bar時，觸發差壓計13電信號，發給電動閥3、6、7、9、16、17，電動閥7立即執行開啟動作，延時5秒電動閥9執行打開動作，延時30秒打開電動閥16，然后延時5秒關閉電動閥3，繼續延遲5秒關閉號電動閥17、6;同時差壓計13發送電信號給更換過濾器的警報器進行警報，通知現場人員更換或者清洗油分離器4，更換完畢后，由現場人關閉警報器并復位，油分離器4、8切換依次循環邏輯控制。存儲在第一儲油罐22的機油受高壓側壓力，通過低壓側油缸液位計27發出缺油信號，關閉第一儲油罐22與油分離器4、8進口連接管的電動閥47，延時5秒打開油缸進口電動閥26，高壓側油自動注入油缸內部，待液位上漲到指定高度，油缸液位計27發出電信號，CO2壓縮機I之回油口的電動閥26執行關閉動作，連接管的電動閥延時5秒執行打開。當第一儲油罐22回油不足時，即達到低液位計25，低液位計25觸發，關閉電動閥37，延時關閉3秒關閉電動閥44，繼續延時3秒打開電動閥46，再繼續延時5秒打開電動閥39，儲備油罐38的機油在重力作用下注入第一儲油罐22，當液位達到預定高位，該高液位計24發出高位信號，立即執行關閉電動閥39，延時2秒關閉電動閥46 ；當儲備油罐38油位不足時，觸發低液位計40，發出電信號立即邏輯優先關閉電動閥39，延時兩秒關閉電動閥46，繼續延時2秒打開電動閥44，接著延時30秒打開電動閥37，同時發出缺油警報，若120秒內儲備油罐液位依然低于高液位計41，警報繼續，等待看管人員手動加油到高液位為止，若第二儲油罐33有足夠機油補充儲備油罐38到高液位計41，觸發電信號給加油警報器、電動閥37、電動閥44，加油警報器停止加油警報器警報，立即關閉電動閥37、電動閥44;第二儲油罐33運行過程中我們可以通過視鏡31觀察氣液分離器回油時間和回油量大小，當氣液分離器回油達到第二儲油罐33高液位時，高液位計34發出信號，電動閥36執行打開動作，等待儲備油罐38信號打開電動閥37、電動閥44，第二儲油罐33回油通過管道注入到儲備油罐38，當第二儲油罐33的低液位計35觸發時，發出電信號，立即關閉電動閥33。
[0029]本實用新型的設計重點在于:本系統是在氣體冷卻器和回熱器之間安裝回油系統及在壓縮出口與氣體冷卻器之間安裝回油系統，同時在霧沫分離器底部設計二次回油系統，使得內部油在設備與管道之間循環使用、長周期平穩運行，本系統相對原有回油系統回油效率有明顯提升10%-30%，回油運行穩定性增強，回油效率提升的同時也提高了換熱器熱交換效率。該系統采用液位信號與電動閥門聯鎖，相較原有系統，自動化程度高;運行維護更加方便。
[0030]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，故凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:包括有⑶2壓縮機、氣體冷卻器、油分離器、壓差計、過濾器、回熱器、第一儲油罐、儲備油罐、第二儲油罐、視鏡和霧沫分離器； 該C02壓縮機的出口連接氣體冷卻器的入口，該油分1?器與壓差計并聯，油分1?器的入口和壓差計的入口均連接氣體冷卻器的出口，油分離器的出氣口和壓差計的出氣口均連接回熱器的入口；油分離器連接第一排氣管，油分離器的出油口連接過濾器的入口，過濾器的出口與第一儲油罐連接，第一儲油罐與儲備油罐相連，第一儲油罐與CO2壓縮機的回油口相連，第一儲油罐與油分離器進口主管連接，第一儲油罐與儲備油罐增加聯通管連接，聯通管連接第二排氣管，儲備油罐增加人工注油管，該霧沫分離器與視鏡的一端連接，視鏡的另一端與第二儲油罐連接，第二儲油罐與儲備油罐連接。2.—種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:包括有⑶2壓縮機、油分離器、壓差計、過濾器、氣體冷卻器、回熱器、油冷卻器、第一儲油罐、儲備油罐、第二儲油罐、視鏡和霧沫分離器； 該油分1?器與壓差計并聯，油分1?器的入口和壓差計的入口均連接C02壓縮機的出口，油分離器的出氣口和壓差計的出氣口均連接氣體冷卻器的入口，氣體冷卻器的出口連接回熱器的入口 ；油分離器連接第一排氣管，油分離器的出油口與油冷卻器的入口，油冷卻器的出口連接過濾器的入口，過濾器的出口連接第一儲油罐，第一儲油罐與儲備油罐相連，第一儲油罐與CO2壓縮機的回油口相連，第一儲油罐與油分離器進口主管連接，第一儲油罐與儲備油罐增加聯通管連接，聯通管連接第二排氣管，儲備油罐增加人工注油管，該霧沫分離器與視鏡的一端連接，視鏡的另一端與第二儲油罐連接，第二儲油罐與儲備油罐連接。3.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述油分離器為兩套裝置并聯。4.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述聯通管上安裝有閥門，該第二排氣管上安裝有泄壓閥門，第一儲油罐與油分離器進口主管相連接，進口主管上安裝電動閥。5.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述第一儲油罐的安裝位置低于儲備油罐的安裝位置。6.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述第二儲油罐的安裝位置低于霧沫分離器的安裝位置。7.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述第一儲油罐上設有高液位計和低液位計，該低液位計輸出低液位信號控制第二排氣管上的排氣閥和儲備油罐進口的電動閥關閉，同時延時打開聯通管上的電動閥和儲備油罐輸油管上的電動閥，該高液位計輸出高液位信號控制關閉聯通管上的電動閥以及儲備油觸出油官上的電動閥。8.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述儲備油罐設有高液位計和低液位計，該低液位計輸出低液位信號控制關閉聯通管上的電動閥和儲備油罐出油管的電動閥，打開第二排氣管上的排氣閥和儲備油罐進口的電動閥，高液位計輸出高液位信號關閉排氣閥和儲備油罐油進口的電動閥。9.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述第二儲油罐設有高液位計和低液位計，該高液位計輸出高液位信號控制第二儲油罐出油管的電動閥打開，低液位信號控制第二儲油罐出油管的電動閥關閉。10.根據權利要求1或2所述的一種工業用、商用MW級跨臨界二氧化碳熱栗回油系統，其特征在于:所述CO2壓縮機上安裝有液位計，設有液位信號，有油液位信號時，關閉CO2壓縮機之回油管上的電動閥，并打開儲備油罐與油分離器進口主管的聯通管上的電動閥；無油信號時，打開CO2壓縮機之回油管上的電動閥，關閉儲備油罐與油分離器進口主管的聯通管上的電動閥。
【文檔編號】F25B9/00GK205580037SQ201620310566
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】李春祥, 李良芳, 王艷媛, 李其昌, 郭勇, 黃文
【申請人】福建欣隆環保有限公司