CN108894834A - 可自动监控的膨胀机供回油*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可自动监控的膨胀机供回油***，包括工作循环子***和供回油子***，所述工作循环子***包括依次循环连接的膨胀机、冷凝器、工质泵和蒸发器，所述供回油子***包括依次连接的油气分离器、储油罐、油过滤器、回油泵、回热器、第一流量调节阀和第二流量调节阀，所述油气分离器的入口连接所述膨胀机的出口处，所述回热器的出口连接所述膨胀机的入口处，所述第一流量调节阀的一端连接于所述回热器的出口与所述膨胀机的入口之间，所述第一流量调节阀的另一端连接所述储油罐的入口处，所述第二流量调节阀并联安装于所述回热器的两端。本发明设备结构简单，自动化程度高，设计简洁高效，占用空间小，经济成本低，具有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及余热回收技术领域，具体为一种可自动监控的膨胀机供回油***。
背景技术
随着能源需求与能源价格的持续上涨，以及环境的不断恶化，节能、能源回收已然成为国家的发展战略。有机朗肯循环(ORC)作为中低温余热回收的关键技术，已经成为广大学者的研究热点。其中，膨胀机作为有机朗肯循环的一大关键设备，其运行性能极大地影响着***的循环热效率，膨胀机在工作过程中处于高速运转的状态，需要有足够的润滑油对其摩擦副进行润滑、降温并且带走摩擦过程中产生的碎屑，膨胀机的供回油***在很大的程度上决定着膨胀机的工作效率及工作寿命，并将对整个ORC***的运行性能及循环热效率产生影响。膨胀机润滑***的好坏直接决定膨胀机的运行效率，进而影响***的循环效率。目前膨胀机的供回油***无法实现对膨胀机的供油压力、供油温度及供油量的精准控制，并且无专门的跑油回收***，导致了膨胀机润滑效果较差，此外还影响了***中换热设备的换热效率。
然而，目前关于膨胀机供回油***的研究较为缺乏，而且传统的膨胀机供回油***往往较为简单，无法实现对供油温度、供油压力及供油流量进行精准地监测与控制。再者，受到油气分离器分离效率的影响，传统的膨胀机的供回油***在达到一定的运行时长后，将有大量润滑油进入并残留在ORC***的其他部件中(主要为冷凝器、蒸发器等换热部件中)，不仅降低各换热部件的换热效率，还将造成膨胀机供油不足，进而降低整个ORC***的运行效率。当***出现跑油严重的情况时，传统的膨胀机供回油***无法对***回路中的润滑油进行回收再利用，只能重新更换工质以及补充润滑油，这将增加ORC***的运行成本，并且随着运行时间的累加，***的循环效率也会逐步下降。
现有技术中，与膨胀机润滑油***相关的文献较为匮乏。公开号为CN105888731A，申请名称为《一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑***》的中国发明专利申请公开一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑***，其利用有机朗肯工质和润滑油混合物在蒸发器中可以分成气态工质和液态润滑油,来完成有机朗肯循环单螺杆膨胀机的润滑***。公开号为CN101194084A，申请名称为《蒸汽动力***中的膨胀机润滑》的中国发明专利申公开一种用于通过使用来自热源的热来产生动力的蒸汽动力产生***。所述***包括用于工作流体的闭合回路，并且包括：热交换器组件，用于利用来自所述源的热在压力下加热流体；分离器，用于将加热的流体的汽相与其液相分离；膨胀机，用于使蒸汽膨胀以产生动力；冷凝器，用于对来自所述膨胀机的排出流体进行冷凝；给进泵，用于将来自冷凝器的冷凝的流体返回到加热器；以及回流通路，用于将来自所述分离器的液相返回到加热器。该工作流体的液相包括润滑剂，该润滑剂可溶于液相或者可与液相混溶，并且布置了轴承供给通路，用于将由给进泵加压的液相递送到用于膨胀机的旋转元件的至少一个轴承。上述现有技术普遍存在的不足之处包括：1、将润滑油直接溶解于工质中，润滑油随工质在整个ORC***中运行，这将导致部分润滑油在各换热器中滞留，不仅降低了各换热部件的换热系数，还极大地增加了润滑油的用油量；2、油气分离器设置在蒸发器出口与膨胀机入口之间，将使润滑油在蒸发器中吸热升温，而后又利用油冷却器对润滑油进行降温，一冷一热相互抵消，造成能源的浪费；3、***缺少润滑油监测***，无法准确检测出膨胀机是否缺油；4、循环油泵无法根据膨胀机的入口压力调整供油压力，可能造成油压过低或过高，导致供油失败；5、无法对膨胀机的供油量进行控制，将导致膨胀机富油或者缺油。
发明内容
为了克服现有技术提及的缺点，本发明提供一种可自动监控的膨胀机供回油***，可以主要应用于有机朗肯循环中，对膨胀机进行精准供油，并对***的润滑油量进行监测，必要时切换至跑油回收模式，保障了膨胀机的安全高效运行，同时提高***的循环热效率。
本发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种可自动监控的膨胀机供回油***，包括工作循环子***和供回油子***，所述工作循环子***包括膨胀机、油气分离器、冷凝器、工质泵和蒸发器，所述膨胀机与油气分离器连接、所述油气分离器与所述冷凝器连接、所述冷凝器与工质泵连接、所述工质泵与蒸发器连接，所述蒸发器与膨胀机连接，在所述工质泵与蒸发器之间设置回热器；所述供回油子***包括油气分离器、储油罐、油过滤器、回油泵、回热器、第一流量调节阀和第二流量调节阀，所述油气分离器与储油罐连接，所述储油罐与油过滤器连接，所述油过滤器与回油泵连接，所述回油泵与所述回热器与所述膨胀机连接，所述第一流量调节阀安装在一端与回热器和所述膨胀机之间的管道连接，另一端与油气分离器和储油罐之间的管道连接的管道支路上，所述第二流量调节阀安装在与回热器两端连接的管道支路上。
还包括有控制单元，所述控制单元包括控制器、光电液位感应器、第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一热电偶和第二热电偶；所述光电液位感应器安装在所述储油罐内，所述第一温度传感器和第一压力传感器安装在膨胀机入口处，所述第二温度传感器和第二压力传感器安装在膨胀机出口处，所述第一热电偶安装于所述膨胀机的油池底部，所述第二热电偶安装于所述第一流量调节阀与所述回热器的连接交汇处；所述光电液位感应器、第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一热电偶和第二热电偶数据连接所述控制器控制，所述控制器控制连接所述回油泵、第一流量调节阀和第二流量调节阀。
还包括有跑油回收控制单元，所述跑油回收控制单元包括有第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，所述第二截止阀安装于所述蒸发器与所述膨胀机之间，所述第三截止阀安装于所述膨胀机与所述油气分离器之间，所述第一截止阀并联安装于所述第二截止阀的入口端与所述第三截止阀的出口端，所述控制器控制连接所述第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀。
本发明采用油温过热度作为膨胀机供油情况的判定依据，油温过热度的定义为膨胀机中的润滑油温度减去该工作压力下工质的饱和温度(高压腔膨胀机取吸气压力，低压腔膨胀机取排气压力)，油温过热度是一个相对值，表征润滑油超出其初始状态的程度。不同工况下的预设油温过热度也不一样，通过下面循环实验方法可确定出不同工况下的油温过热度：
S1.设置膨胀机抽气装置，抽取膨胀机中的工质/润滑油混合物，并将工质与润滑油分离，计算该工况下润滑油的实际溶解度；
S2.根据膨胀机的运行温度、压力，查取溶解度-压力/温度图得出正常供油时润滑油的理论溶解度；
S3.对比理论溶解度与实际溶解度，判断二者是否接近(可以根据实际工质情况确定接近范围)；
S4.若二者接近，则计算出油温过热度，并以此作为该工况下膨胀机的预设油温过热度，进行S5；若二者的偏差量超过预设值，则调整供油量，使其接近理论溶解度，再返回S1；
S5.改变膨胀机的运行压力及运行温度，返回S1，进行循环实验，最终绘制出各工况下的预设油温过热度-压力/温度图。
本发明的工作过程：
1、膨胀机正常供油模式：当所述光电液位感应器检测储油罐中的液位超过预设的最低液位时，工作循环子***和供回油子***正常工作；润滑油从储油罐中流出，经过油过滤器后进入油泵，油泵为润滑油提供循环流动力，控制器根据第一压力传感器(膨胀机入口压力)通过改变油泵的运行频率以控制供油压力；随后，到达预设供油压力的润滑油分成两路，一路进入回热器进行降温，另一路经过第一流量调节阀，并且在回热器出口处与降温后的润滑油进行混合，控制器根据第二热电偶反馈的温度值，调节第二流量控制阀的开度，从而控制参与换热的润滑油流量，进而实现供油温度的控制；控制器根据预设油温过热度-压力/温度图确定供油量，故部分多余的润滑油经过第一流量控制阀重新回到储油罐，另一部分润滑油被输送至膨胀机入口处，与工质混合后进入膨胀机的主轴承及各摩擦副；最后，完成润滑后的润滑油/工质混合物进入油气分离器进行分离，分离后的气态工质进入冷凝器，液态润滑油回到储油罐，开始新的循环；
2、跑油回收模式：当所述光电液位感应器检测储油罐中的液位低于预设的最低液位时，***切换至跑油回收模式：此时，所述控制器控制油泵停机，同时，控制第一截止阀打开，控制第二截止阀和第三截止阀关闭，并且工质泵冲程增大，使工作循环子***的流量增大。携带有润滑油的工质以较高的流速依次经过冷凝器、工质泵、回热器以及蒸发器，随后经过第一截止阀后进入油气分离器，分离出的润滑油重新回到储油罐，而气态工质则进入冷凝器，进入下一个循环。由于膨胀机处于断路状态，故残留在供回油子***中的润滑油将慢慢回收至储油罐中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现了对润滑油供油温度、供油压力及供油量进行精准地调控，确保了膨胀机在合适的供油量下平稳高效地运行，同时使跑油量维持在较低的水平；此外，能对残留在膨胀机外的其他各部件中的润滑油进行有效地回收，即降低运行成本，也提高了循环热效率；设备结构简单，自动化程度高，节省电力，整个设计简洁高效，工艺性好，占用空间小，经济成本低，具有很大的工程应用前景。
附图说明
图1为本发明可自动监控的膨胀机供回油***的整体结构框图；
图2为本发明可自动监控的膨胀机供回油***的控制单元连接框图；
图3为本发明可自动监控的膨胀机供回油***中油温过热度的确定方法的流程框图；
图4为本发明可自动监控的膨胀机供回油***正常供油模式的工作示意图；
图5为本发明可自动监控的膨胀机供回油***跑油回收模式的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明，图中箭头所示为介质处理指向。
本发明可自动监控的膨胀机供回油***主要应用于有机朗肯循环中，对膨胀机进行精准供油，并对***的润滑油量进行监测，必要时切换至跑油回收模式，保障了膨胀机的安全高效运行，同时提高***的循环热效率。其包括工作循环子***和供回油子***，所述工作循环子***包括膨胀机13、油气分离器2、冷凝器5、工质泵8和蒸发器11，所述膨胀机13与油气分离器2连接、所述油气分离器2与所述冷凝器5连接、所述冷凝器5与工质泵8连接、所述工质泵8与蒸发器11连接、所述蒸发器11与膨胀机13连接，上述各部件依次串接组成的基本ORC***。在所述工质泵8与蒸发器11之间设置回热器9。所述供回油子***包括油气分离器2、储油罐3、油过滤器6、回油泵7、回热器9、第一流量调节阀FV1和第二流量调节阀FV2，所述油气分离器2与储油罐3连接，所述储油罐3与、油过滤器6连接，所述油过滤器6与、回油泵7连接，所述回油泵7与所述、回热器9与所述膨胀机13连接，所述第一流量调节阀FV1安装在一端与回热器9和所述膨胀机13之间的管道连接，另一端与油气分离器2和储油罐3之间的管道连接的管道支路上。所述第二流量调节阀FV2安装在与回热器9两端连接的管道支路上。所述回热器9为具有换热器。所述回热器9内设有工质通道和润滑油通道，所述润滑油通道的两端分别连接所述回油泵7和膨胀机13，所述工质通道的两端分别连接所述工质泵8和蒸发器11。所述回油泵7为变频油泵,设有变频器V/F，可以通过改变变频器的频率，实现对供油油压的调控。所述油气分离器2安装在所述膨胀机13的出口处，用于将气态工质与液态润滑油分离开。储油罐3位于油气分离器2之后，用于储存***的润滑油。所述回热器9的出口连接所述膨胀机13的入口处，所述第一流量调节阀FV1的一端连接于所述回热器9的出口与所述膨胀机13的入口之间，所述第一流量调节阀FV1的另一端连接所述储油罐3的入口处。所述第二流量调节阀FV2并联安装于所述回热器9的两端，控制进入所述回热器9的油量。
其中，所述油气分离器2设有工质出口和润滑油出口，所述工质出口通过工质管道连接所述冷凝器5，所述润滑油出口连接所述储油罐3；所述回热器9内亦设有工质通道和润滑油通道，所述润滑油通道的两端分别连接所述回油泵7和膨胀机13，所述工质通道的两端分别连接所述工质泵8和蒸发器11，高温的润滑油进入回热器9的润滑油通道与工质通道中的低温工质进行换热，降低油温。
如图2所示，还包括有控制单元，所述控制单元包括控制器1、光电液位感应器4、第一温度传感器18、第二温度传感器16、第一压力传感器15、第二压力传感器17、第一热电偶12和第二热电偶10。所述光电液位感应器4安装在所述储油罐3内，利用光电液位感应器4光电转化原理判断储油罐3中的油位是否到达预设的最低油位。所述第一温度传感器18和第一压力传感器15安装在膨胀机13的入口处，所述第二温度传感器16和第二压力传感器17安装在膨胀机13出口处的工质管道上，所述第一热电偶12安装于所述膨胀机13的油池底部壁面处，所述第二热电偶10安装于所述第一流量调节阀FV1与所述回热器9的连接交汇(膨胀机13的供油处)处；所述光电液位感应器4、第一温度传感器18、第二温度传感器16、第一压力传感器15、第二压力传感器17、第一热电偶12和第二热电偶10通过编码器(数据采集器)14数据连接所述控制器1，所述控制器1控制连接所述回油泵7、第一流量调节阀FV1和第二流量调节阀FV2。
其中，光电油位感应器4设置在储油罐3预设的最低液位处，由红外发射器及接收板组成，当油位低于预设最低油位(即光电油位感应器的安装位置)时，红外发射器的发射光直接穿透空气而非润滑油，这种变化将产生电信号，预示储油罐3液位过低，并将电信号传输至编码器(数据采集器)14，作为***跑油模式的一个启动依据；回油泵7安装在回热器9之前，以膨胀机13入口处的压力为控制依据，通过改变回油泵7的运行频率，可实现回油泵7出口处压力的改变，以适应不同的工况；回热器9作为润滑油的冷却换热器，通过利用工质泵出口处工质的冷量以冷却润滑油，并且润滑油的热量可作为余热的一部分加以回收。
还包括有跑油回收控制单元，所述跑油回收控制单元包括有第一截止阀SV1、第二截止阀SV2和第三截止阀SV3，所述第二截止阀SV2安装于所述蒸发器11与所述膨胀机13之间的工质管道上，所述第三截止阀SV3安装于所述膨胀机13与所述油气分离器2之间的工质管道上，所述第一截止阀SV1安装于所述第二截止阀SV2的入口端与所述第三截止阀SV3的出口端之间，并与所述第二截止阀SV2和第三截止阀SV3呈并联设置。所述控制器1连接所述第一截止阀SV1、第二截止阀SV2和第三截止阀SV3，由第一截止阀(可以为电动截止阀)SV1和第二截止阀SV2、第三截止阀(可以为工质回路旁通阀)SV3、油气分离器2、带有光电油位感应器4的储油罐3、工质泵8、蒸发器11、冷凝器5构成了整个***的跑油回收子***。
如图3所示，本发明采用油温过热度作为膨胀机供油情况的判定依据，油温过热度的定义为膨胀机中的润滑油温度减去该工作压力下工质的饱和温度(高压腔膨胀机取吸气压力，低压腔膨胀机取排气压力)，油温过热度是一个相对值，表征润滑油超出其初始状态的程度。不同工况下的预设油温过热度也不一样，可以通过下面循环方法可确定出不同工况下的油温过热度：
S1.设置膨胀机抽气装置，抽取膨胀机中的工质/润滑油混合物，并将工质与润滑油分离，计算该工况下润滑油的实际溶解度；
S2.根据膨胀机的运行温度、压力，查取溶解度-压力/温度图得出正常供油时润滑油的理论溶解度；
S3.对比理论溶解度与实际溶解度，判断二者是否接近()；
S4.若二者接近，则计算出油温过热度，并以此作为该工况下膨胀机的预设油温过热度，进行S5；若二者的偏差量超过预设值，则调整供油量，使其接近理论溶解度，再返回S1；
S5.改变膨胀机的运行压力及运行温度，返回S1，进行循环试验，最终绘制出各工况下的预设油温过热度-压力/温度图。
本发明的工作过程如下：
1、膨胀机正常供油模式：如图4所示，当所述光电液位感应器4检测储油罐3中的液位超过预设的最低液位时，供油子***和回油子***正常工作；润滑油从储油罐3中流出，经过油过滤器6后进入回油泵7，回油泵7为润滑油提供循环流动力，控制器1根据第一压力传感器18(测量膨胀机入口压力)通过改变回油泵7的运行频率以控制供油压力；随后，到达预设供油压力的润滑油分成两路，一路进入回热器9进行降温，另一路经过第一流量调节阀FV1，并且在回热器9出口处与降温后的润滑油进行混合，控制器1根据第二热电偶10反馈的温度值，调节第二流量控制阀FV2的开度，从而控制参与换热的润滑油流量，进而实现供油温度的控制；控制器1根据预设油温过热度-压力/温度图确定供油量，故部分多余的润滑油经过第一流量控制阀FV1重新回到储油罐3，另一部分润滑油被输送至膨胀机13入口处，与工质混合后进入膨胀机13的主轴承及各摩擦副；最后，完成润滑后的润滑油/工质混合物进入油气分离器2进行分离，分离后的气态工质进入冷凝器5，液态润滑油回到储油罐3，开始新的循环。
在膨胀机13供回油模式运行过程中，数据采集器14通过采集膨胀机13底部油池处的热电偶温度值及膨胀机出口/入口处的压力值(视膨胀机13的类型而定，高压腔膨胀机13取吸气压力，低压腔膨胀机13如入口压力)并将信号传送至控制器1，控制器1经过运算处理后得到油温过热度，由此作为供油量的控制依据，调控第一流量调节阀FV1的开度；回油泵7以膨胀机13入口压力作为控制依据，调整回油泵7的运行频率，使供油压力略高于膨胀机13入口压力；润滑油的供油温度应控制在30℃-50℃之间，故控制***通过分析供油处热电偶(第一热电偶12和第二热电偶10)的温度值，调控第二流量调节阀FV2的开度，控制进入回热器9的润滑油量，实现供油温度的控制。
2、跑油回收模式：如图5所示，当所述光电液位感应器4检测储油罐3中的液位低于预设的最低液位时，***切换至跑油回收模式，回油子***停止工作。此时，所述控制器1控制回油泵7停机，同时，控制第一截止阀SV1打开，控制第二截止阀SV2和第三截止阀SV3关闭，并且工质泵8的冲程增大，使供油子***的流量增大。携带有润滑油的工质以较高的流速依次经过冷凝器5、工质泵8、回热器9以及蒸发器11，随后经过第一截止阀SV1后进入油气分离器2，分离出的润滑油重新回到储油罐3，而气态工质则进入冷凝器5，进入下一个循环。由于膨胀机13处于断路状态，故残留在工作循环子***中的润滑油将慢慢回收至储油罐1中。
与现有技术相比，本发明具有的优点：
1、在回油泵5出口处设置了回热器，通过利用工质泵出口处工质的冷量，为润滑油降温，不仅省去了油冷却器，而且润滑油降温过程中释放出来的热量也可作为余热的一部分加以回收，实现工质进入蒸发器之前的预热，进而减小蒸发器的换热面积，提高换热效率；
2、回油泵采用变频油泵，可自动调控供油压力，对ORC各种变工况的适应性强，有效地防止了由于膨胀机入口压力的改变而导致的供油压力过低或者过高；
3、在回热器上设置了安装第二流量调节阀FV2的旁通回路，并且通过回路上的电动调节阀控制进入回热器的润滑油量，进而控制润滑油的供油温度(一般为30-50℃)；
4、在膨胀机的供油处设置了安装第一流量调节阀FV1的旁通回路，控制器依据数据采集***反馈的数据，判断膨胀机的供油情况(富油/缺油)，从而调节其上的电动截止阀实现供油量的控制；
5、储油罐上设置了光电油位感应器，当储油罐中的油位低于设定的最低油位时，光电油位感应器将产生的电信号传送至数据采集器，并触发报警；
6、采用油温过热度作为膨胀机富油/缺油的判定依据，油温过热度的定义为油温减去在该压力下工作的工质的饱和温度，用来表征润滑油超出初始状态的温度值。油温过热度能较为合理地反映膨胀机的供油情况；
7、在膨胀机上设置了安装第一截止阀SV1的旁通回路，并且通过***中3个电动截止阀实现跑油的回收工作。当控制器接收到来自光电油位感应器的电信号后，将切换至跑油回收模式，使工质与润滑油的混合物避开膨胀机直接经过旁通阀，提高润滑油的回收效率。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种可自动监控的膨胀机供回油***，其特征在于，包括工作循环子***和供回油子***，所述工作循环子***包括膨胀机、油气分离器、冷凝器、工质泵和蒸发器，所述膨胀机与油气分离器连接、所述油气分离器与所述冷凝器连接、所述冷凝器与工质泵连接、所述工质泵与蒸发器连接，所述蒸发器与膨胀机连接，在所述工质泵与蒸发器之间设置回热器；所述供回油子***包括油气分离器、储油罐、油过滤器、回油泵、回热器、第一流量调节阀和第二流量调节阀，所述油气分离器与储油罐连接，所述储油罐与油过滤器连接，所述油过滤器与回油泵连接，所述回油泵与所述回热器与所述膨胀机连接，所述第一流量调节阀安装在一端与回热器和所述膨胀机之间的管道连接，另一端与油气分离器和储油罐之间的管道连接的管道支路上，所述第二流量调节阀安装在与回热器两端连接的管道支路上。
2.根据权利要求1所述的一种可自动监控的膨胀机供回油***，其特征在于，所述油气分离器设有工质出口和润滑油出口，所述工质出口连接所述冷凝器，所述润滑油出口连接所述储油罐。
3.根据权利要求1所述的一种可自动监控的膨胀机供回油***，其特征在于，所述回热器内设有工质通道和润滑油通道，所述润滑油通道的两端分别连接所述回油泵和膨胀机，所述工质通道的两端分别连接所述工质泵和蒸发器。
4.根据权利要求1所述的一种可自动监控的膨胀机供回油***，其特征在于，还包括有控制单元，所述控制单元包括控制器、光电液位感应器、第一温度传感器、第一压力传感器、第一热电偶和第二热电偶；所述光电液位感应器安装在所述储油罐内，所述第一温度传感器和第一压力传感器安装在膨胀机入口处，所述第一热电偶安装于所述膨胀机的油池底部，所述第二热电偶安装于所述第一流量调节阀与所述回热器的连接交汇处；所述光电液位感应器、第一温度传感器、第一压力传感器、第一热电偶和第二热电偶数据连接所述控制器控制，所述控制器控制连接所述回油泵、第一流量调节阀和第二流量调节阀。
5.根据权利要求4所述的一种可自动监控的膨胀机供回油***，其特征在于，还包括有第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀，所述第二截止阀安装于所述蒸发器与所述膨胀机之间，所述第三截止阀安装于所述膨胀机与所述油气分离器之间，所述第一截止阀并联安装于所述第二截止阀的入口端与所述第三截止阀的出口端，所述控制器控制连接所述第一截止阀、第二截止阀和第三截止阀。
6.一种根据权利要求5所述的可自动监控的膨胀机供回油***的控制方法，其特征在于，当所述光电液位感应器检测储油罐中的液位超过预设的最低液位时，工作循环子***和供回油子***正常工作；润滑油从储油罐中流出，经过油过滤器后进入油泵，油泵为润滑油提供循环流动力，控制器根据第一压力传感器反馈的压力值，通过改变回油泵的运行频率以控制供油压力；随后，到达预设供油压力的润滑油分成两路，一路进入回热器进行降温，另一路经过第一流量调节阀，并且在回热器出口处与降温后的润滑油进行混合，控制器再根据第二热电偶反馈的温度值，调节第二流量控制阀的开度，从而控制参与换热的润滑油流量，多余的润滑油经过第一流量控制阀重新回到储油罐，另一部分润滑油被输送至膨胀机入口处，在膨胀机内完成润滑后的润滑油/工质混合物进入油气分离器进行分离，分离后的气态工质进入冷凝器，液态润滑油回到储油罐，开始新的循环。
7.根据权利要求6所述的一种可自动监控的膨胀机供回油***的控制方法，其特征在于，当所述光电液位感应器检测储油罐中的液位低于预设的最低液位时，所述控制器控制油泵停机，同时，控制第一截止阀打开，控制第二截止阀和第三截止阀关闭，工作循环子***内携带有润滑油的工质依次经过冷凝器、工质泵、回热器以及蒸发器，随后经过第一截止阀后进入油气分离器，分离出的润滑油重新回到储油罐，而气态工质则进入冷凝器，进入下一个循环。
8.根据权利要求7所述的一种可自动监控的膨胀机供回油***的控制方法，其特征在于，通过下面方法步骤确定出不同工况下的油温过热度：
S1.设置膨胀机抽气装置，抽取膨胀机中的工质/润滑油混合物，并将工质与润滑油分离，计算该工况下润滑油的实际溶解度；
S2.根据膨胀机的运行温度、压力，查取溶解度-压力/温度图得出正常供油时润滑油的理论溶解度；
S3.对比理论溶解度与实际溶解度，判断二者是否接近；
S4.若二者接近，则计算出油温过热度，并以此作为该工况下膨胀机的预设油温过热度；若二者的偏差量超过预设值，则调整供油量，使其接近理论溶解度，再返回S1。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111536406A (zh) * | 2019-07-04 | 2020-08-14 | 电子科技大学中山学院 | 一种新能源电动汽车的驱动电机润滑*** |
| CN111894692A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-06 | 河北章帆科技有限公司 | 一种工业余热二次利用监控*** |
| CN112392556A (zh) * | 2019-08-13 | 2021-02-23 | 江苏国富氢能技术装备有限公司 | 一种环形式低温气液化用透平膨胀*** |
| CN114211934A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-22 | 上海马勒热***有限公司 | 电动汽车热泵空调*** |
| WO2023029419A1 (zh) * | 2021-09-01 | 2023-03-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 两相液冷测试***和方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100034684A1 (en) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | General Electric Company | Method for lubricating screw expanders and system for controlling lubrication |
| WO2014018677A1 (en) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | Electratherm, Inc. | Multiple organic rankine cycle system and method |
| CN205382966U (zh) * | 2016-01-05 | 2016-07-13 | 中船重工重庆智能装备工程设计有限公司 | 低品质废气废液联合回收余热发电*** |
| CN107974339A (zh) * | 2016-10-24 | 2018-05-01 | 现代自动车株式会社 | 用于再生润滑油的设备和方法 |
| CN108049917A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-18 | 北京工业大学 | 一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电*** |
| WO2018117399A1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | 한국에너지기술연구원 | 리큐퍼레이터를 이용한 스팀 생산 히트펌프 시스템 |
| CN209011890U (zh) * | 2018-07-03 | 2019-06-21 | 广东工业大学 | 一种带回热器可自动控制的膨胀机供回油*** |
-
2018
- 2018-07-03 CN CN201810717670.3A patent/CN108894834B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100034684A1 (en) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | General Electric Company | Method for lubricating screw expanders and system for controlling lubrication |
| WO2014018677A1 (en) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | Electratherm, Inc. | Multiple organic rankine cycle system and method |
| CN205382966U (zh) * | 2016-01-05 | 2016-07-13 | 中船重工重庆智能装备工程设计有限公司 | 低品质废气废液联合回收余热发电*** |
| CN107974339A (zh) * | 2016-10-24 | 2018-05-01 | 现代自动车株式会社 | 用于再生润滑油的设备和方法 |
| WO2018117399A1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | 한국에너지기술연구원 | 리큐퍼레이터를 이용한 스팀 생산 히트펌프 시스템 |
| CN108049917A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-18 | 北京工业大学 | 一种基于单螺杆膨胀机的无储液罐撬装式有机朗肯循环发电*** |
| CN209011890U (zh) * | 2018-07-03 | 2019-06-21 | 广东工业大学 | 一种带回热器可自动控制的膨胀机供回油*** |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111536406A (zh) * | 2019-07-04 | 2020-08-14 | 电子科技大学中山学院 | 一种新能源电动汽车的驱动电机润滑*** |
| CN111536406B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-11-02 | 电子科技大学中山学院 | 一种新能源电动汽车的驱动电机润滑*** |
| CN112392556A (zh) * | 2019-08-13 | 2021-02-23 | 江苏国富氢能技术装备有限公司 | 一种环形式低温气液化用透平膨胀*** |
| CN112392556B (zh) * | 2019-08-13 | 2024-05-03 | 江苏国富氢能技术装备股份有限公司 | 一种环形式低温气液化用透平膨胀*** |
| CN111894692A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-06 | 河北章帆科技有限公司 | 一种工业余热二次利用监控*** |
| WO2023029419A1 (zh) * | 2021-09-01 | 2023-03-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 两相液冷测试***和方法 |
| CN114211934A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-03-22 | 上海马勒热***有限公司 | 电动汽车热泵空调*** |
| CN114211934B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-04-09 | 上海马勒热***有限公司 | 电动汽车热泵空调*** |
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| Publication number | Publication date |
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