一种换热系统的制作方法

1.本技术涉及天然气液化领域，具体而言，涉及一种换热系统。


背景技术：

2.天然气液化装置基本上都是使用的冷箱(板翅式换热器)和喷油螺杆压缩机，这种设备在运行过程中存在一个压缩机“跑油”的问题。在天然气液化装置的运行过程中，润滑油会逐渐进入板翅式换热器，进而回到压缩机的入口的气液分离器富集。长期运行后，压缩机内部的油会逐渐变少，最终会由于润滑油不足而导致停车。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种换热系统，其旨在改善相关技术中天然气液化装置长期运行后由于压缩机内润滑油不足而导致停机的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种换热系统，换热系统包括压缩机、冷凝器、第一气液分离器、蒸发器、第二气液分离器及回油器。压缩机包括第一进口和第一出口。冷凝器包括第二进口和第二出口，第二进口与第一出口连通。第一气液分离器包括第三进口、第三出口和第四出口，第三进口与第二出口连通，第三出口用于供气体流出，第四出口用于供液体流出。蒸发器包括第四进口和第五出口，第四进口与第四出口连通。第二气液分离器包括第五进口、第六出口和第七出口，第五进口与第五出口连通，第六出口与第一进口连通，第六出口用于供气体流出，第七出口用于供液体流出。回油器包括第六进口、第七进口和第八出口，第六进口与第七出口连通，第七进口与第三出口连通，第八出口与第一进口连通。
5.在上述技术方案中，压缩机、冷凝器及蒸发器能够实现制冷循环，可用于天然气液化。此时，蒸发器制造的低温使得天然气液化。第一气液分离器将冷凝器流出的气液混合物分离成气体和液体，其中液体进入蒸发器，蒸发吸热，以产生低温。而气体则可通入回油器，回油器中收集有从第二气液分离器中分离的润滑油，在气体的气压作用下，润滑油会被重新压入压缩机，从而实现了回油。在该换热系统中，由于能够回油，即使长期使用，压缩机也不会因为缺油而停机。
6.作为本技术实施例的一种可选技术方案，换热系统包括第一阀门，第三出口通过第一阀门与第七进口连通。第一阀门用于控制第三出口与第七进口的通断。
7.在上述技术方案中，通过设置第一阀门，以便于控制第三出口与第七进口的通断，使得在回油器或第二气液分离器内累积了足够润滑油时再打开第一阀门，使得较大的气压将润滑油压回压缩机内。
8.作为本技术实施例的一种可选技术方案，换热系统包括第二阀门，第六进口通过第二阀门与第七出口连通。第二阀门用于控制第六进口与第七出口的通断。
9.在上述技术方案中，通过设置第二阀门，以便于控制第六进口与第七出口的通断。若在第二气液分离器中累积了较多的润滑油，不便于一次性全部回到压缩机时，可以通过第二阀门控制，分次将第二气液分离器中的润滑油回到压缩机内。
10.作为本技术实施例的一种可选技术方案，换热系统包括第三阀门，第八出口通过第三阀门与第一进口连通，第三阀门用于控制第八出口与第一进口的通断。
11.在上述技术方案中，通过设置第三阀门，以便于控制第八出口与第一进口的通断，这样，可以在换热系统使用一段时间后，再进行回油操作。打开第三阀门时，可以平衡回油器内的气压，以便于润滑油从第二气液分离器进入到回油器内。
12.作为本技术实施例的一种可选技术方案，第二气液分离器上设有液位检测装置，液位检测装置用于检测第二气液分离器内的液体的液位。
13.在上述技术方案中，通过设置液位检测装置，以对第二气液分离器内的液体的液位进行检测，以确定第二气液分离器内的润滑油的多少。在第二气液分离器内的润滑油超过阈值时，即可进行回油操作，以避免压缩机缺油停机。
14.作为本技术实施例的一种可选技术方案，液位检测装置为液位计。
15.在上述技术方案中，采用液位计能够快速、准确、直观地测得第二气液分离器内的液体的液位，以便于确认是否需要进行回油操作。
16.作为本技术实施例的一种可选技术方案，蒸发器包括第八进口，第八进口与第三出口连通，第八进口与第五出口连通。
17.在上述技术方案中，将第一气液分离器分离出来的气体也通入到蒸发器内，以便于在未进行回油操作时，这部分换热介质仍然能够加入到换热循环中，而不至于浪费。
18.作为本技术实施例的一种可选技术方案，换热系统还包括第一膨胀阀及第三气液分离器。蒸发器包括第九出口、第九进口及第十进口，第九出口与第八进口连通，第九进口及第十进口均与第五出口连通。第三气液分离器包括第十一进口、第十出口及第十一出口。第十一进口通过第一膨胀阀与第九出口连通，第十出口与第九进口连通。第十出口用于供气体流出，第十一出口与第十进口连通，第十一出口用于供液体流出。
19.在上述技术方案中，通过设置第一膨胀阀及第三气液分离器，使得经过蒸发器后的气体换热介质经过第一膨胀阀后变成气液混合物，并通过第三气液分离器进行气液分离后再次通入蒸发器进行换热，以使得一次压缩后可以进行两次换热，降低了能量消耗。
20.作为本技术实施例的一种可选技术方案，换热系统还包括第二膨胀阀及第四气液分离器。蒸发器包括第十二出口、第十二进口及第十三进口，第十二出口与第四进口连通，第十二进口及第十三进口均与第五出口连通。第四气液分离器包括第十四进口、第十三出口及第十四出口。第十四进口通过第二膨胀阀与第十二出口连通，第十三出口与第十二进口连通。第十三出口用于供气体流出，第十四出口与第十三进口连通，第十四出口用于供液体流出。
21.在上述技术方案中，通过设置第二膨胀阀及第四气液分离器，使得经过蒸发器后的气体换热介质经过第二膨胀阀后变成气液混合物，并通过第四气液分离器进行气液分离后再次通入蒸发器进行换热，以使得一次压缩后可以进行多次换热，降低了能量消耗。
22.作为本技术实施例的一种可选技术方案，回油器的高度低于第二气液分离器的高度。
23.在上述技术方案中，通过使回油器的高度低于第二气液分离器的高度，这样，第二气液分离器内的润滑油能够在重力的作用下流入回油器内，不需要额外的动力设备驱动。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
25.图1为本技术实施例提供的换热系统的示意图；
26.图2为本技术实施例提供的换热系统(增加第一阀门)的示意图；
27.图3为本技术实施例提供的换热系统(增加第二阀门)的示意图；
28.图4为本技术实施例提供的换热系统(增加第三阀门)的示意图；
29.图5为本技术实施例提供的换热系统(蒸发器包括第八进口)的示意图；
30.图6为本技术实施例提供的换热系统(增加第一膨胀阀及第三气液分离器)的示意图；
31.图7为本技术实施例提供的换热系统(增加第二膨胀阀及第四气液分离器)的示意图。
32.图标：10-换热系统；100-压缩机；110-第一进口；120-第一出口；200-冷凝器；210-第二进口；220-第二出口；300-第一气液分离器；310-第三进口；320-第三出口；330-第四出口；400-蒸发器；410-第四进口；420-第五出口；430-第八进口；440-第九出口；450-第九进口；460-第十进口；470-第十二出口；480-第十二进口；490-第十三进口；500-第二气液分离器；510-第五进口；520-第六出口；530-第七出口；600-回油器；610-第六进口；620-第七进口；630-第八出口；710-第一阀门；720-第二阀门；730-第三阀门；810-第一膨胀阀；820-第三气液分离器；821-第十一进口；822-第十出口；823-第十一出口；910-第二膨胀阀；920-第四气液分离器；921-第十四进口；922-第十三出口；923-第十四出口。
具体实施方式
33.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.实施例
40.请参照图1，本实施例提供了一种换热系统10，换热系统10包括压缩机100、冷凝器200、第一气液分离器300、蒸发器400、第二气液分离器500及回油器600。压缩机100包括第一进口110和第一出口120。冷凝器200包括第二进口210和第二出口220，第二进口210与第一出口120连通。第一气液分离器300包括第三进口310、第三出口320和第四出口330，第三进口310与第二出口220连通，第三出口320用于供气体流出，第四出口330用于供液体流出。蒸发器400包括第四进口410和第五出口420，第四进口410与第四出口330连通。第二气液分离器500包括第五进口510、第六出口520和第七出口530，第五进口510与第五出口420连通，第六出口520与第一进口110连通，第六出口520用于供气体流出，第七出口530用于供液体流出。回油器600包括第六进口610、第七进口620和第八出口630，第六进口610与第七出口530连通，第七进口620与第三出口320连通，第八出口630与第一进口110连通。
41.压缩机100、冷凝器200及蒸发器400能够实现制冷循环，可用于天然气液化。此时，蒸发器400制造的低温使得天然气液化。第一气液分离器300将冷凝器200流出的气液混合物分离成气体和液体，其中液体进入蒸发器400，蒸发吸热，以产生低温。而气体则可通入回油器600，回油器600中收集有从第二气液分离器500中分离的润滑油，在气体的气压作用下，润滑油会被重新压入压缩机100，从而实现了回油。在该换热系统10中，由于能够回油，即使长期使用，压缩机100也不会因为缺油而停机。
42.请参照图2，在一些实施例中，换热系统10包括第一阀门710，第三出口320通过第一阀门710与第七进口620连通。第一阀门710用于控制第三出口320与第七进口620的通断。通过设置第一阀门710，以便于控制第三出口320与第七进口620的通断，使得在回油器600或第二气液分离器500内累积了足够润滑油时再打开第一阀门710，使得较大的气压将润滑油压回压缩机100内。
43.可选地，通过调节第一阀门710的开度，以调节经过第一阀门710的气体的流量。特殊地，当第一阀门710开度为0时，第一阀门710关闭，第三出口320与第七进口620断开。当第一阀门710开度为1时，第一阀门710全开，第三出口320与第七进口620连通且经过第一阀门710的气体的流量最大。
44.请参照图3，在一些实施例中，换热系统10包括第二阀门720，第六进口610通过第二阀门720与第七出口530连通。第二阀门720用于控制第六进口610与第七出口530的通断。通过设置第二阀门720，以便于控制第六进口610与第七出口530的通断。若在第二气液分离器500中累积了较多的润滑油，不便于一次性全部回到压缩机100时，可以通过第二阀门720控制，分次将第二气液分离器500中的润滑油回到压缩机100内。
45.可选地，通过调节第二阀门720的开度，以调节经过第二阀门720的液体(润滑油)
的流量。特殊地，当第二阀门720开度为0时，第二阀门720关闭，第七出口530与第六进口610断开。当第二阀门720开度为1时，第二阀门720全开，第七出口530与第六进口610连通且经过第二阀门720的液体的流量最大。
46.请参照图4，在一些实施例中，换热系统10包括第三阀门730，第八出口630通过第三阀门730与第一进口110连通，第三阀门730用于控制第八出口630与第一进口110的通断。通过设置第三阀门730，以便于控制第八出口630与第一进口110的通断，这样，可以在换热系统10使用一段时间后，再进行回油操作。打开第三阀门730时，可以平衡回油器600内的气压，以便于润滑油从第二气液分离器500进入到回油器600内。
47.可选地，通过调节第三阀门730的开度，以调节第三阀门730的流量。特殊地，当第三阀门730的开度为0时，第三阀门730关闭，第八出口630与第一进口110断开。当第三阀门730的开度为1时，第三阀门730全开，第八出口630与第一进口110连通且第三阀门730的流量最大。
48.在一些实施例中，第二气液分离器500上设有液位检测装置，液位检测装置用于检测第二气液分离器500内的液体的液位。通过设置液位检测装置，以对第二气液分离器500内的液体的液位进行检测，以确定第二气液分离器500内的润滑油的多少。在第二气液分离器500内的润滑油超过阈值时，即可进行回油操作，以避免压缩机100缺油停机。
49.可选地，液位检测装置为液位计。采用液位计能够快速、准确、直观地测得第二气液分离器500内的液体的液位，以便于确认是否需要进行回油操作。
50.请参照图5，在一些实施例中，蒸发器400包括第八进口430，第八进口430与第三出口320连通，第八进口430与第五出口420连通。将第一气液分离器300分离出来的气体也通入到蒸发器400内，以便于在未进行回油操作时，这部分换热介质仍然能够加入到换热循环中，而不至于浪费。
51.请参照图6，在一些实施例中，换热系统10还包括第一膨胀阀810及第三气液分离器820。蒸发器400包括第九出口440、第九进口450及第十进口460，第九出口440与第八进口430连通，第九进口450及第十进口460均与第五出口420连通。第三气液分离器820包括第十一进口821、第十出口822及第十一出口823。第十一进口821通过第一膨胀阀810与第九出口440连通，第十出口822与第九进口450连通。第十出口822用于供气体流出，第十一出口823与第十进口460连通，第十一出口823用于供液体流出。通过设置第一膨胀阀810及第三气液分离器820，使得经过蒸发器400后的气体换热介质经过第一膨胀阀810后变成气液混合物，并通过第三气液分离器820进行气液分离后再次通入蒸发器400进行换热，以使得一次压缩后可以进行两次换热，降低了能量消耗。
52.请参照图7，在一些实施例中，换热系统10还包括第二膨胀阀910及第四气液分离器920。蒸发器400包括第十二出口470、第十二进口480及第十三进口490，第十二出口470与第四进口410连通，第十二进口480及第十三进口490均与第五出口420连通。第四气液分离器920包括第十四进口921、第十三出口922及第十四出口923。第十四进口921通过第二膨胀阀910与第十二出口470连通，第十三出口922与第十二进口480连通。第十三出口922用于供气体流出，第十四出口923与第十三进口490连通，第十四出口923用于供液体流出。通过设置第二膨胀阀910及第四气液分离器920，使得经过蒸发器400后的气体换热介质经过第二膨胀阀910后变成气液混合物，并通过第四气液分离器920进行气液分离后再次通入蒸发器
400进行换热，以使得一次压缩后可以进行多次换热，降低了能量消耗。
53.需要说明的是，在本实施例中，回油器600的高度低于第二气液分离器500的高度。通过使回油器600的高度低于第二气液分离器500的高度，这样，第二气液分离器500内的润滑油能够在重力的作用下流入回油器600内，不需要额外的动力设备驱动。
54.本实施例提供的换热系统10是这样进行工作的：
55.一般情况下，第一阀门710、第二阀门720和第三阀门730关闭，换热系统10进行换热循环，压缩机100内的润滑油逐渐富集于第二气液分离器500内。通过液位检测装置检测第二气液分离器500内的液位，当发现第二气液分离器500内的液位达到阈值时，说明需要进行回油操作。
56.此时，先打开第三阀门730，使得回油器600与第二气液分离器500内的压力相等，确保在第二阀门720打开时第二气液分离器500内的润滑油能够靠重力流入回油器600内。之后，打开第二阀门720，使得第二气液分离器500内的一定量的润滑油流入回油器600，之后关闭第二阀门720。打开第一阀门710，使得第一气液分离器300分离出的气体进入到回油器600中，以增大回油器600内的压力，以将回油器600内的润滑油压入压缩机100内。根据第二气液分离器500内的润滑油的多少，分批次将第二气液分离器500内的全部润滑油返回至压缩机100内，即完成回油操作。
57.本实施例提供的换热系统10，可利用压差及润滑油的重力进行回油，不必新增动力设备，并且，在进行回油操作时整个换热系统10不必停机，有利于保证生产效率。
58.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。