[go: up one dir, main page]

CN116517832A - 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法 - Google Patents

一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116517832A
CN116517832A CN202310592731.9A CN202310592731A CN116517832A CN 116517832 A CN116517832 A CN 116517832A CN 202310592731 A CN202310592731 A CN 202310592731A CN 116517832 A CN116517832 A CN 116517832A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compressor assembly
compressor
gas
outlet
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310592731.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王玉莉
徐明照
刁安娜
吴洁
徐琼琰
施嘉冬
连小松
蔡琼颖
张泉明
孙田青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
711th Research Institute of CSIC
Original Assignee
711th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 711th Research Institute of CSIC filed Critical 711th Research Institute of CSIC
Priority to CN202310592731.9A priority Critical patent/CN116517832A/zh
Publication of CN116517832A publication Critical patent/CN116517832A/zh
Priority to PCT/CN2024/089473 priority patent/WO2024239892A1/zh
Priority to EP24810139.6A priority patent/EP4571116A4/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/026—Lubricant separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/042—Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/06—Silencing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本申请公开了一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法，属于压缩机技术领域，该压缩机组件系统包括依次连接的第一压缩机组件和第二压缩机组件、驱动装置和传动装置，传动装置具有第一输入轴伸端和多个第二输出轴伸端，驱动装置通过第一输入轴伸端向传动装置提供动力，传动装置通过各个第二输出轴伸端向第一压缩机组件和第二压缩机组件传递动力，整个过程多个压缩机级通过一台传动装置共用一台驱动装置，能够减少整体设备数量，从而降低设备占地需求，进而满足船用空间需求。

Description

一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法
技术领域
本申请涉及压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法。
背景技术
目前船用低温气体压缩机按用途可分为燃气压缩机和回气压缩机，其中燃气压缩机主要用于将LNG(Liquified Natural Gas，液化天然气)储运装置内产生的蒸发气体(Boil-Off Gas，BOG)增压后输送给船上燃气用户使用。随着船舶液货围护系统的技术升级，货舱蒸发量大幅降低，螺杆式压缩机已逐步取代其他类型的压缩机结构成为燃气压缩机的主流结构。然而，传统的压缩机组件系统占地需求较大，无法满足船用空间需求。
发明内容
发明目的：本申请实施例提供一种压缩机组件系统，旨在克服现有技术中传统压缩机组件系统占地需求较大的技术问题；本申请实施例的另一目的是提供一种上述压缩机组件系统的低温气体压缩方法。
技术方案：本申请实施例所述的一种压缩机组件系统，包括：
依次连接的第一压缩机组件和第二压缩机组件，所述第一压缩机组件和所述第二压缩机组件分别具有动力输入端；
驱动装置；
传动装置，所述传动装置具有第一输入轴伸端和多个第二输出轴伸端，所述第一输入轴伸端与所述驱动装置的输出端连接，所述第二输出轴伸端与所述动力输入端一一对应连接。
在一些实施例中，所述第二输出轴伸端与所述动力输入端分别通过第一联轴器一一对应连接；
所述第一输入轴伸端与所述驱动装置的输出端通过第二联轴器连接。
在一些实施例中，所述第一压缩机组件、所述第二压缩机组件和所述传动装置分别具有润滑油接收端；
所述压缩机组件系统还包括：
润滑装置，所述润滑装置具有多个润滑输出端，所述润滑输出端与所述润滑油接收端一一对应连通。
在一些实施例中，所述润滑装置设置有油雾分离器，所述油雾分离器用于对润滑油进行油雾分离。
在一些实施例中，所述压缩机组件系统还包括：
预热器，所述预热器具有第一冷端入口、第一冷端出口、第一热端入口和第一热端出口，所述第一冷端入口用于输入待压缩低温气体，所述第一冷端出口与所述第一压缩机组件的入口连通，所述第一热端入口与所述第二压缩机组件的出口连通；
后冷器，所述后冷器具有第二热端入口和第二热端出口，所述第二热端入口与所述第一热端出口连通，所述第二热端出口用于输出冷却后的已压缩低温气体。
在一些实施例中，所述压缩机组件系统还包括：
级间冷却器，所述级间冷却器连接在所述第一压缩机组件和所述第二压缩机组件之间，用于通过冷却介质对所述第一压缩机组件输出的气体进行冷却，并向所述第二压缩机组件输出冷却后的气体。
在一些实施例中，所述级间冷却器具有第三冷端入口、第三冷端出口、第三热端入口和第三热端出口；
所述第三热端入口与所述第一压缩机组件的出口连通，所述第三热端出口与所述第二压缩机组件的入口连通，所述第三冷端入口用于输入所述冷却介质，所述第三冷端出口用于输出换热后的冷却介质。
在一些实施例中，所述后冷器还具有第二冷端入口和第二冷端出口；
所述第二冷端入口与所述第三冷端出口连通，所述第二冷端出口用于输出再次换热后的冷却介质。
在一些实施例中，所述第一压缩机组件的出口和所述第二压缩机组件的出口分别设置有消音器。
在一些实施例中，所述第一压缩机组件和所述第二压缩机组件分别具有密封气接收端；
所述压缩机组件系统还包括：
密封装置，所述密封装置具有密封气输入口和多个密封气输出口，所述密封气输入口用于输入密封气，所述密封气输出口与所述密封气接收端一一对应连通。
在一些实施例中，所述第一压缩机组件包括第一螺杆式压缩机，所述第二压缩机组件包括第二螺杆式压缩机。
相应的，本申请实施例所述的一种以上任一实施例所述压缩机组件系统的低温气体压缩方法，包括：
驱动装置通过传动装置的第一输入轴伸端将动力传递给所述传动装置；
所述传动装置通过各个第二输出轴伸端将动力分别传递给依次连接的第一压缩机组件和第二压缩机组件；
所述第一压缩机组件在动力的驱动下，对待压缩低温气体进行压缩，并向所述第二压缩机组件输出中间压缩气体；
所述第二压缩机组件在动力的驱动下，对所述中间压缩气体进行压缩，并输出已压缩低温气体。
有益效果：与现有技术相比，本申请实施例的压缩机组件系统包括：依次连接的第一压缩机组件和第二压缩机组件、驱动装置和传动装置，传动装置具有第一输入轴伸端和和多个第二输出轴伸端，驱动装置通过第一输入轴伸端向传动装置提供动力，传动装置通过各个第二输出轴伸端向第一压缩机组件和第二压缩机组件传递动力，整个过程多个压缩机级通过一台传动装置共用一台驱动装置，能够减少整体设备数量，从而降低设备占地需求，进而满足船用空间需求。
与现有技术相比，本申请实施例的压缩机组件系统的低温气体压缩方法包括：驱动装置通过传动装置的第一输入轴伸端将动力传递给传动装置，传动装置通过各个第二输出轴伸端将动力分别传递给依次连接的第一压缩机组件和第二压缩机组件，第一压缩机组件和第二压缩机组件在相应动力的驱动下对待压缩低温气体进行压缩。可以理解的是，该低温气体压缩方法可以具有上述压缩机组件系统的所有技术特征和有益效果，特别是能够通过同一传动装置来同时传递同一驱动装置的动力，减少整体设备数量，从而降低设备占地需求，进而满足船用空间需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
图1是本申请实施例的压缩机组件系统的整体结构示意图；
图2是本申请实施例的压缩机组件系统的具体结构示意图；
图3是本申请实施例的压缩机组件系统的轴视结构示意图；
图4是图3中压缩机组件系统的俯视结构示意图。
附图标记：101-第一压缩机组件；102-第二压缩机组件；11-消音器；12-动力输入端；13-润滑油接收端；14-密封气接收端；20-预热器；21-第一冷端入口；22-第一冷端出口；23-第一热端入口；24-第一热端出口；30-后冷器；31-第二热端入口；32-第二热端出口；33-第二冷端入口；34-第二冷端出口；40-级间冷却器；41-第三冷端入口；42-第三冷端出口；43-第三热端入口；44-第三热端出口；50-驱动装置；60-传动装置；61-第二输出轴伸端；62-第一联轴器；63-第二联轴器；64-第一输入轴伸端；70-润滑装置；71-油雾分离器；72-润滑输出端；80-密封装置；81-密封气输入口；82-密封气输出口。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，至少一个指可以为一个、两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
申请人注意到，目前船用低温气体燃气压缩机按压缩机结构不同可分为往复式压缩机、螺杆式压缩机和离心式压缩机。其中，往复式压缩机发展历史悠久，技术成熟，早期的低温BOG压缩机几乎全部采用往复式压缩机，但是往复式压缩机具有检维修周期短、易损件多等缺点，对日常的运维造成了较大的负担，特别是对于长期与外界孤立的LNG船，检维修工作尤为不便，而BOG压缩机的故障对LNG船的安全性也会造成不利影响。离心式压缩机主要通过叶轮旋转对气体做功进行增压，其主要适用于中大流量低压比的应用场合，针对LNG船舶燃气压缩用途需求，若采用离心式压缩机，需采用4-6级压缩结构，这将大大提高机组控制运行难度。同时，随着船舶液货围护系统的技术升级，货舱蒸发量大幅降低，螺杆式压缩机已逐步取代其他类型的压缩机结构成为燃气压缩机的主流结构。
目前常用的船用低温气体主要包括天然气、天然气和氮气的混合气、氨气以及其它海上装备及其工艺中的低温气体，对这些低温气体进行压缩时所采用的多级螺杆式压缩机组件中，通常各级螺杆式压缩机组件均单独设有独立的齿轮传动装置和马达，这种结构应用于船上会出现空间尺寸无法满足要求或并不是最优的。
有鉴于此，本申请实施例提供一种压缩机组件系统，以解决上述技术问题的至少部分。
请参阅图1，图1示意了本申请实施例的压缩机组件系统的整体结构。在本申请实施例中，该压缩机组件系统主要包括依次连接的第一压缩机组件101和第二压缩机组件102，以及驱动装置50和传动装置60。其中，第一压缩机组件101和第二压缩机组件102可分别具有动力输入端12。传动装置60具有第一输入轴伸端64和多个第二输出轴伸端61，第一输入轴伸端64与驱动装置50的输出端连接，第二输出轴伸端61与动力输入端12一一对应连接。
在一些实施例中，第二输出轴伸端61可与动力输入端12分别通过第一联轴器62一一对应连接，第一输入轴伸端64与驱动装置50的输出端可通过第二联轴器63连接。驱动装置50可以为电机。其中，第一输入轴伸端64为低速输入轴伸端，第一输入轴伸端64的转速可为1500转/分或者1800转/分。第二输出轴伸端61为高速输出轴伸端，第二输出轴伸端61的转速范围为3000转/分～10000转/分。在一些实施例中，第二输出轴伸端61的转速为3000转/分、3500转/分、4000转/分、4500转/分、5000转/分、5500转/分、6000转/分、6500转/分、7000转/分、7500转/分、8000转/分、8500转/分、9000转/分、9500转/分、10000转/分中的任意一者或任意两者的范围值。
示例性地，传动装置60可以采用独立的齿轮传动装置，该齿轮传动装置的多个第二输出轴伸端61分别通过第一联轴器62与各级压缩机阳转子轴伸端连接，通过这样的轴系连接方式，实现对于各级压缩机的驱动。这样，采用多个压缩机级通过一台齿轮传动装置共用一台电机驱动的结构设计，可通过减少设备数量来降低机组占地空间需求，从而满足船用空间需求，可以较好地满足船用螺杆式低温气体压缩机应用于船上时空间结构紧凑的要求。
在一些实施例中，第一压缩机组件101可包括第一螺杆式压缩机，第二压缩机组件102可包括第二螺杆式压缩机。进一步可以采用干式无油螺杆式压缩机，从而，采用干式无油螺杆式压缩机，不用额外设置油分装置，结构更加简单紧凑。示例性地，第一压缩机组件101和第二压缩机组件102的单级压比范围可以均为1.5至3.5。在一些实施例中，第一压缩机组件101和第二压缩机组件102的单级压比可为1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5中的任意一者或任意两者的范围值。第一压缩机组件101和第二压缩机组件102的压比可以相同也可以不同，示例性地，通过第一压缩机组件101和第二压缩机组件102的两级压缩，可以将1bar的气体压缩至7bar。
在一些实施例中，第一压缩机组件101的出口和第二压缩机组件102的入口之间还可以设置有至少一级压缩机组件，以实现对待压缩低温气体的三级或者三级以上的压缩。
请一并参阅图2、图3和图4，图2示意了本申请实施例的压缩机组件系统的具体结构，图3示意了本申请实施例的压缩机组件系统的轴视结构，图4示意了图3中压缩机组件系统的俯视结构。在本申请一些实施例中，第一压缩机组件101、第二压缩机组件102和传动装置60可分别具有润滑油接收端13。该压缩机组件系统还可包括润滑装置70。润滑装置70具有多个润滑输出端72，润滑输出端72与润滑油接收端13一一对应连通。在一些实施例中，第一压缩机组件101和第二压缩机组件102在壳体上还均设置有换热通道，该换热通道可与润滑装置70连通，以通过润滑油进行壳体冷却。这样，润滑装置70可将为轴承、齿轮提供润滑和冷却作用的润滑油接入压缩机，从而充分利用系统内部梯级油温设计，可以实现在不单独接入外部冷却介质的情况下避免压缩机壳体温度不均匀的情况，进一步减少机组对外接口，方便安装与维护。
在一些实施例中，润滑装置70可设置有油雾分离器71，油雾分离器71用于对润滑油进行油雾分离。示例性地，润滑油雾分离器71可采用电动式或气动式。这样，通过设置独特的射流式油雾分离器71可实现顺畅回油并避免润滑油泄露，也不会冒油气从而影响环境，从而保障系统运行的可靠性。
在一些实施例中，第一压缩机组件101和第二压缩机组件102可分别具有密封气接收端14。该压缩机组件系统还可包括密封装置80，密封装置80具有密封气输入口81和多个密封气输出口82，密封气输入口81用于输入密封气，例如：可以与密封气接口Sin连通，密封气可以为氮气等惰性气体。在一些实施例中，密封气的压力范围为4bar～10bar。密封气的流量范围为小于20Nm3/h。在一些实施例中，密封气的压力为4bar、4.5bar、5bar、5.5bar、6bar、6.5bar、7bar、7.5bar、8bar、8.5bar、9bar、9.5bar、10bar中的任意一者或任意两者的范围值。密封气输出口82与密封气接收端14一一对应连通。这样，第一压缩机组件101和第二压缩机组件102可以通过特殊的密封腔结构设计来利用密封气实现密封，从而可以保证在船用环境中，密封气压力和/或者流量有限的条件下也能实现较好的密封效果。密封装置80可以向第一压缩机组件101和第二压缩机组件102提供密封气以实现压缩机轴密封，也可以通过监测、控制密封气流量，以确保各级压缩机内所采用的非接触式密封结构安全可靠运行，此种非接触式密封结构可以较好地避免易燃易爆压缩介质从各级压缩机的压缩腔内泄漏出去造成安全隐患，从而保障机组运行安全性。
在一些实施例中，该压缩机组件系统还可以包括预热器20和后冷器30。
本申请实施例中，预热器20和后冷器30的换热均遵循如下公式(1)：
公式(1)中，Q1为冷端吸收的热量，c1为冷端通过的介质的比热容，Δt为冷端通过的介质与热端通过的介质的温差，m1为冷端通过的介质的流量，Q2为热端放出的热量，c2为热端通过的介质的比热容，Δt为冷端通过的介质与热端通过的介质的温差，m2为热端通过的介质的流量。
具体的，预热器20具有第一冷端入口21、第一冷端出口22、第一热端入口23和第一热端出口24。第一冷端入口21用于输入待压缩低温气体，例如：第一冷端入口21可以与低温气体入口BOGin连通。示例性地，待压缩低温气体可以包括天然气、天然气和氮气的混合气、氨气以及其它海上装备及其工艺中的易燃易爆的低温气体，待压缩低温气体的温度范围为-140℃～+35℃。在一些实施例中，待压缩低温气体的温度为-140℃、-130℃、-120℃、-110℃、-100℃、-90℃、-80℃、-70℃、-60℃、-50℃、-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、+10℃、+20℃、+30℃、+31℃、+32℃、+33℃、+34℃、+35℃中的任意一者或任意两者的范围值。待压缩低温气体的压力范围可以为常压，例如：1bar，待压缩低温气体的流量范围为500kg/h～4000kg/h。在一些实施例中，待压缩低温气体的流量为500kg/h、800kg/h、1000kg/h、1200kg/h、1500kg/h、1800kg/h、2000kg/h、2200kg/h、2500kg/h、2800kg/h、3000kg/h、3200kg/h、3500kg/h、3800kg/h、4000kg/h中的任意一者或任意两者的范围值。第一冷端出口22与第一压缩机组件101的入口连通，第一热端入口23与第二压缩机组件102的出口连通。示例性地，第一冷端出口22输出的气体温度范围为-30℃～+35℃。在一些实施例中，第一冷端出口22输出的气体温度为-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、+5℃、+10℃、+15℃、+20℃、+25℃、+30℃、+35℃中的任意一者或任意两者的范围值。第一热端入口23输入的气体温度为小于等于200℃，第一热端入口23输入的气体流量范围为500kg/h～4000kg/h。在一些实施例中，第一热端入口23输入的气体流量为500kg/h、800kg/h、1000kg/h、1200kg/h、1500kg/h、1800kg/h、2000kg/h、2200kg/h、2500kg/h、2800kg/h、3000kg/h、3200kg/h、3500kg/h、3800kg/h、4000kg/h中的任意一者或任意两者的范围值。第一热端出口24输出的气体温度为大于等于90℃。本申请实施例中，预热器20通过第一热端入口23和第一热端出口24之间所形成的连通管路中通过的热介质，来与第一冷端入口21和第一冷端出口22之间所形成的连通管路中通过的冷介质进行换热，从而实现对冷介质进行加热，同时对热介质进行冷却的作用。
具体的，后冷器30具有第二热端入口31和第二热端出口32，第二热端入口31与第一热端出口24连通，第二热端入口31用于输入已经过初次冷却后的已压缩低温气体，第二热端出口32用于输出冷却后的已压缩低温气体，例如：第二热端出口32可以与低温气体出口BOGout连通，第二热端入口31输入的已经过初次冷却后的已压缩低温气体的温度为大于等于90℃，第二热端出口32输出的最终的低温气体温度为小于等于50℃。本申请实施例中，后冷器30还具有第二冷端入口33和第二冷端出口34，第二冷端入口33用于输入冷却介质，例如：第二冷端入口33可以与冷却介质入口Cin连通，第二冷端出口34用于输出换热后的冷却介质，例如：第二冷端出口34可以与冷却介质出口Cout连通，冷却介质可以为冷却水、冷却气或者其他类型的冷却介质。具体可通过控制冷却介质的流量范围来实现换热温度的控制。如此，后冷器30通过第二冷端入口33和第二冷端出口34之间所形成的连通管路中通过的冷却介质，来与第二热端入口31和第二热端出口32之间所形成的连通管路中通过的已经过初次冷却后的已压缩低温气体进行换热，从而实现对已经过初次冷却后的已压缩低温气体进行再次冷却的作用。
具体的，第一压缩机组件101用于对换热后的待压缩低温气体进行第一级压缩，并输出中间压缩气体。第二压缩机组件102的入口与第一压缩机组件101的出口连通，第二压缩机组件102用于对中间压缩气体进行第二级压缩，并输出已压缩低温气体。该已压缩低温气体会经过预热器20的初次冷却和后冷器30的二次冷却后最终输出。从而，独立设计的多级压缩机主机，使得主机在船用环境中的安装维护更加方便。
通过设置上述预热器及后冷器，与无油螺杆式压缩机配合使用，可以实现压缩机进出口温度均满足螺杆压缩机结构设计要求的同时，最大程度地适应船用低温气体低流量、大温差、高压比的压缩工况条件。
可以理解的是，该压缩机组件系统通过在第一压缩机组件101的入口设置预热器20来对低温气体进行预热，使得第一压缩机组件101的入口处的气体温度可以满足第一压缩机组件101结构设计的要求，并且预热器20是利用第二压缩机组件102输出的已压缩气体的温度来对低温气体进行预热，同时低温气体还能对第二压缩机组件102输出的已压缩气体进行冷却，然后将降温后的已压缩气体输入后冷器30进行二次冷却，整个过程能够充分回收压缩过程的压缩热，可以极大地降低压缩过程的能耗，节能性较好。
在一些实施例中，该压缩机组件系统还可以包括级间冷却器40。其中，级间冷却器40连接在第一压缩机组件101和第二压缩机组件102之间，用于通过冷却介质对第一压缩机组件101输出的气体进行冷却，并向第二压缩机组件102输出冷却后的气体，冷却介质可以为冷却水、冷却气或者其他类型的冷却介质。从而，可以实现各级压缩机进出口温度均满足螺杆压缩机结构设计，更加有利于低温气体的压缩。
本申请实施例中，级间冷却器40的换热也遵循上述公式(1)，此处对公式(1)不再赘述。
具体的，级间冷却器40具有第三冷端入口41、第三冷端出口42、第三热端入口43和第三热端出口44。其中，第三热端入口43与第一压缩机组件101的出口连通，例如：第三热端入口43输入的气体温度为小于等于200℃。第三热端出口44与第二压缩机组件102的入口连通，例如：第三热端出口44输出的气体温度范围为10℃～45℃。在一些实施例中，第三热端出口44输出的气体温度为10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、43℃、44℃、45℃中的任意一者或任意两者的范围值。第三冷端入口41用于输入冷却介质，例如：冷却介质的温度范围为20℃～30℃。在一些实施例中，冷却介质的温度为20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃中的任意一者或任意两者的范围值。冷却介质的流量范围为4.5t/h～45t/h，具体可通过控制冷却介质的流量范围来实现换热温度的控制。在一些实施例中，冷却介质的流量为4.5t/h、4.6t/h、4.7t/h、4.8t/h、4.9t/h、5t/h、7t/h、10t/h、12t/h、15t/h、18t/h、20t/h、22t/h、25t/h、27t/h、30t/h、32t/h、35t/h、37t/h、40t/h、42t/h、45t/h中的任意一者或任意两者的范围值。第三冷端出口42用于输出换热后的冷却介质，例如：换热后的冷却介质的温度范围为30℃～40℃。在一些实施例中，换热后的冷却介质的温度为30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃中的任意一者或任意两者的范围值。也就是说，本申请实施例中的级间冷却器40通过冷却介质对第三热端入口43和第三热端出口44之间所形成的连通管路中通过的中间压缩气体进行冷却，以实现对压缩后升温的气体进行冷却的作用。
在一些实施例中，第二冷端入口33可与第三冷端出口42连通，以使第二冷端出口34输出再次换热后的冷却介质。这样，后冷器30可以利用级间冷却器40中冷却介质的残余冷却效果对已经过初次冷却后的已压缩低温气体进行二次冷却，进而可以节约冷却介质的用量，进一步减小系统能耗。
通过设置上述级间冷却器40，与预热器20及后冷器30组成的换热系统与多级干式无油螺杆压缩主机配合使用，可以实现各级压缩机进出口温度均满足螺杆压缩机结构设计要求的同时，最大程度的适应船用低温气体低流量、大温差、高压比的压缩工况条件。同时，换热系统通过预热器20、后冷器30和级间冷却器40之间换热，减少外部冷却介质用量的同时，还能充分回收压缩过程的压缩热，提高机组能效。
在一些实施例中，第一压缩机组件101的出口和第二压缩机组件102的出口可分别设置有消音器11。这样，能够更好地降低压缩时产生的噪声，满足船用工况中对于噪声的要求。
通过设置上述各个装置，本申请实施例的压缩机组件系统能够较好的适应低温气体工况波动性较大、气量偏小而压比较高、以及压缩机介质易燃易爆的应用工况，同时可以实现以较少的压缩机级数和更加可靠的运行性能满足不同的海上应用场景，还能兼顾节能性的需求。
相应的，本申请实施例还提供一种上述压缩机组件系统的低温气体压缩方法，该方法包括如下步骤：
驱动装置50通过传动装置60的第一输入轴伸端64将动力传递给传动装置60。
传动装置60通过各个第二输出轴伸端61将动力分别传递给依次连接的第一压缩机组件101和第二压缩机组件102。
第一压缩机组件101在动力的驱动下，对待压缩低温气体进行压缩，并向第二压缩机组件102输出中间压缩气体。
第二压缩机组件102在动力的驱动下，对中间压缩气体进行压缩，并输出已压缩低温气体。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的压缩机组件系统及低温气体压缩方法进行了详细介绍，并应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种压缩机组件系统，其特征在于，包括：
依次连接的第一压缩机组件(101)和第二压缩机组件(102)，所述第一压缩机组件(101)和所述第二压缩机组件(102)分别具有动力输入端(12)；
驱动装置(50)；
传动装置(60)，所述传动装置(60)具有第一输入轴伸端(64)和多个第二输出轴伸端(61)，所述第一输入轴伸端(64)与所述驱动装置(50)的输出端连接，所述第二输出轴伸端(61)与所述动力输入端(12)一一对应连接。
2.如权利要求1所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述第二输出轴伸端(61)与所述动力输入端(12)分别通过第一联轴器(62)一一对应连接；
所述第一输入轴伸端(64)与所述驱动装置(50)的输出端通过第二联轴器(63)连接。
3.如权利要求2所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述第一压缩机组件(101)、所述第二压缩机组件(102)和所述传动装置(60)分别具有润滑油接收端(13)；
所述压缩机组件系统还包括：
润滑装置(70)，所述润滑装置(70)具有多个润滑输出端(72)，所述润滑输出端(72)与所述润滑油接收端(13)一一对应连通。
4.如权利要求3所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述润滑装置(70)设置有油雾分离器(71)，所述油雾分离器(71)用于对润滑油进行油雾分离。
5.如权利要求1所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述压缩机组件系统还包括：
预热器(20)，所述预热器(20)具有第一冷端入口(21)、第一冷端出口(22)、第一热端入口(23)和第一热端出口(24)，所述第一冷端入口(21)用于输入待压缩低温气体，所述第一冷端出口(22)与所述第一压缩机组件(101)的入口连通，所述第一热端入口(23)与所述第二压缩机组件(102)的出口连通；
后冷器(30)，所述后冷器(30)具有第二热端入口(31)和第二热端出口(32)，所述第二热端入口(31)与所述第一热端出口(24)连通，所述第二热端出口(32)用于输出冷却后的已压缩低温气体。
6.如权利要求5所述的压缩机组件系统，其特征在于，还包括：
级间冷却器(40)，所述级间冷却器(40)连接在所述第一压缩机组件(101)和所述第二压缩机组件(102)之间，用于通过冷却介质对所述第一压缩机组件(101)输出的气体进行冷却，并向所述第二压缩机组件(102)输出冷却后的气体。
7.如权利要求6所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述级间冷却器(40)具有第三冷端入口(41)、第三冷端出口(42)、第三热端入口(43)和第三热端出口(44)；
所述第三热端入口(43)与所述第一压缩机组件(101)的出口连通，所述第三热端出口(44)与所述第二压缩机组件(102)的入口连通，所述第三冷端入口(41)用于输入所述冷却介质，所述第三冷端出口(42)用于输出换热后的冷却介质。
8.如权利要求7所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述后冷器(30)还具有第二冷端入口(33)和第二冷端出口(34)；
所述第二冷端入口(33)与所述第三冷端出口(42)连通，所述第二冷端出口(34)用于输出再次换热后的冷却介质。
9.如权利要求1所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述第一压缩机组件(101)的出口和所述第二压缩机组件(102)的出口分别设置有消音器(11)。
10.如权利要求1所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述第一压缩机组件(101)和所述第二压缩机组件(102)分别具有密封气接收端(14)；
所述压缩机组件系统还包括：
密封装置(80)，所述密封装置(80)具有密封气输入口和多个密封气输出口，所述密封气输入口用于输入密封气，所述密封气输出口与所述密封气接收端(14)一一对应连通。
11.如权利要求1所述的压缩机组件系统，其特征在于，所述第一压缩机组件(101)包括第一螺杆式压缩机，所述第二压缩机组件(102)包括第二螺杆式压缩机。
12.一种低温气体压缩方法，其特征在于，采用如权利要求1-11中任一项所述的压缩机组件系统进行压缩；包括如下步骤：
驱动装置(50)通过传动装置(60)的第一输入轴伸端(64)将动力传递给所述传动装置(60)；
所述传动装置(60)通过各个第二输出轴伸端(61)将动力分别传递给依次连接的第一压缩机组件(101)和第二压缩机组件(102)；
所述第一压缩机组件(101)在动力的驱动下，对待压缩低温气体进行压缩，并向所述第二压缩机组件(102)输出中间压缩气体；
所述第二压缩机组件(102)在动力的驱动下，对所述中间压缩气体进行压缩，并输出已压缩低温气体。
CN202310592731.9A 2023-05-24 2023-05-24 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法 Pending CN116517832A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310592731.9A CN116517832A (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法
PCT/CN2024/089473 WO2024239892A1 (zh) 2023-05-24 2024-04-24 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法
EP24810139.6A EP4571116A4 (en) 2023-05-24 2024-04-24 COMPRESSOR ARRANGEMENT SYSTEM AND CRYOPHYTICAL GAS COMPRESSION PROCESS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310592731.9A CN116517832A (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116517832A true CN116517832A (zh) 2023-08-01

Family

ID=87395942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310592731.9A Pending CN116517832A (zh) 2023-05-24 2023-05-24 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4571116A4 (zh)
CN (1) CN116517832A (zh)
WO (1) WO2024239892A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024239892A1 (zh) * 2023-05-24 2024-11-28 上海船用柴油机研究所 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1892034A (zh) * 2005-07-06 2007-01-10 株式会社神户制钢所 两级式螺杆压缩机
CN101321954A (zh) * 2005-12-08 2008-12-10 Ghh-兰德旋转式压缩机有限责任公司 多级螺旋压缩机单元
CN203835726U (zh) * 2014-05-23 2014-09-17 英诺伟特（昆山）能源机械有限公司 两级压缩喷油螺杆主机
US20170074266A1 (en) * 2014-03-10 2017-03-16 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Screw compressor
CN108019349A (zh) * 2016-10-28 2018-05-11 艾尔米克压缩机有限责任公司 喷油螺旋两段式空气压缩机
CN109139456A (zh) * 2018-09-20 2019-01-04 宁波鲍斯能源装备股份有限公司 一种双级喷水螺杆主机
CN217501915U (zh) * 2022-04-02 2022-09-27 中国石油化工股份有限公司 Bog压缩机级间冷却系统
CN115788830A (zh) * 2022-11-28 2023-03-14 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 Bog压缩机的热力系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN219974822U (zh) * 2023-05-24 2023-11-07 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 一种压缩机组件系统
CN116517832A (zh) * 2023-05-24 2023-08-01 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1892034A (zh) * 2005-07-06 2007-01-10 株式会社神户制钢所 两级式螺杆压缩机
CN101321954A (zh) * 2005-12-08 2008-12-10 Ghh-兰德旋转式压缩机有限责任公司 多级螺旋压缩机单元
US20170074266A1 (en) * 2014-03-10 2017-03-16 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Screw compressor
CN203835726U (zh) * 2014-05-23 2014-09-17 英诺伟特（昆山）能源机械有限公司 两级压缩喷油螺杆主机
CN108019349A (zh) * 2016-10-28 2018-05-11 艾尔米克压缩机有限责任公司 喷油螺旋两段式空气压缩机
CN109139456A (zh) * 2018-09-20 2019-01-04 宁波鲍斯能源装备股份有限公司 一种双级喷水螺杆主机
CN217501915U (zh) * 2022-04-02 2022-09-27 中国石油化工股份有限公司 Bog压缩机级间冷却系统
CN115788830A (zh) * 2022-11-28 2023-03-14 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 Bog压缩机的热力系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024239892A1 (zh) * 2023-05-24 2024-11-28 上海船用柴油机研究所 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4571116A1 (en) 2025-06-18
WO2024239892A1 (zh) 2024-11-28
EP4571116A4 (en) 2025-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2691482A (en) Method and apparatus for compressing and expanding gases
CN116517832A (zh) 一种压缩机组件系统及低温气体压缩方法
CN219974822U (zh) 一种压缩机组件系统
CN105910390A (zh) 一种多段储热装置和使用多段储热技术的深冷液化空气储能系统
CN202361751U (zh) 采用单一混合工质制冷液化天然气的装置
KR101686911B1 (ko) 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법
US20060083626A1 (en) Compressor and hermetic housing with minimal housing ports
US20030223897A1 (en) Two-stage rotary screw fluid compressor
CN206073566U (zh) 一种多段储热装置、使用多段储热技术的深冷液化空气储能系统、和电力存储输热系统
CA2581281A1 (en) Method for compressing a natural gas flow
KR101665495B1 (ko) 선박용 증발가스 재액화 장치 및 방법
CN110005588B (zh) 一种多缸活塞式膨胀—压缩机
CN202273752U (zh) 涡轮气缸低熵发动机
CN219222049U (zh) 油冷却器串并联运行控制装置
CN110118167B (zh) 一种具有水翅双冷结构的v形增压式高压空气压缩机
US11674512B2 (en) Two-stage screw compressor and air conditioning system
CN216381862U (zh) 一种低背压单机双级压缩机及空调器
CN214887554U (zh) 多级增压空气压缩机
CN207246003U (zh) 一种螺杆式氯气液化装置
JP2023537492A (ja) 簡易極低温冷凍システム
CN216198976U (zh) 双级转子压缩机
CN222165204U (zh) 冷媒循环装置及天然气液化系统
CN208671484U (zh) 一种lng/l—cng汽车加气站bog回收装置
CN113187560A (zh) 一种多级组合式涡旋膨胀机及金属储氢材料发电系统
CN218542546U (zh) 一种压缩气体的液压驱动压缩缸

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20230801