[发明专利]一种螺杆膨胀机、螺杆压缩机、电机的集成系统

说明书

本发明涉及带ORC的螺杆压缩机系统，具体为一种螺杆膨胀机、螺杆压缩机、电机的集成系统，其简化膨胀机系统管路和压缩机、电机膨胀机之间的连接，提高电机效率，其包括一体化壳体，所述一体化壳体内设置有喷油螺杆膨胀机和电机，所述喷油螺杆膨胀机包括螺杆转子，所述螺杆转子下端设置有油箱、上端设置有油分离器，所述油分离器上端的所述一体化壳体上开设有膨胀工质出口，所述螺杆转子一侧设置有油泵、所述一体化壳体上开设有膨胀工质入口，所述螺杆转子另一侧连接所述电机一侧，所述电机另一侧连接螺杆压缩机，所述一体化壳体上开设有冷却工质入口和冷却工质出口。

技术领域

本发明涉及带ORC的螺杆压缩机系统，具体为一种螺杆膨胀机、螺杆压缩机、电机的集成系统。

背景技术

喷油螺杆压缩机的冷却器以风冷为主，其工作流程如图1所示。气体经过过滤器、进气阀后，进入螺杆压缩机，压缩机在动力（一般为电动机）的驱动下，将气体及润滑油（冷却剂）混合，并强制排出至单向阀，之后进入到油分离器，在这一过程中油气混合物压力和压力不断提高，直至额定值（温度一般为85℃左右）。分离出来的气体经过最小压力阀，进入气冷，之后经过水分离器供给客户。而分离出来的润滑油，在系统压差的作用下，由恒温阀分配部分润滑油进入冷却器降温，之后与余下的热油混合（混合后温度一般在55℃左右），经过过滤器、断油阀，进入压缩机，再次进入工作循环中。

而无油螺杆压缩机的冷却器以水冷为主，其工作流程如图2所示。气体经过过滤器、进气阀后，进入一级螺杆压缩机，压缩机在动力（一般为电动机）的驱动下，不断提升气体的压力和温度，直至达到额定值（温度一般为150℃左右），然后高温气体经过中间冷却器降温（温度一般降至55℃左右），并由水分离器除水，接着进入二级螺杆压缩机，再次被压缩，压力和温度再次得到提升（温度一般为150℃左右），高温气体之后经过气冷却器降温（温度一般降至40℃左右），水分离器除水，最后供给客户。无油螺杆压缩机中用于传动齿轮、轴承润滑的润滑油，一般单独冷却。

ORC（为Organic Rankine Cycle缩写，一般称为有机郎肯循环，或有机兰金循环）系统如图3、图4所示，其包括螺杆膨胀机、冷凝器、工质泵、预热器、蒸发器、过热器构成，有机工质按照1高温高压过热气体、2低温低压气体、3低温低压饱和气体、4低温低压饱和液体、5低温低压过冷液体、6低温高压过冷液体、7高温高压饱和液体、8高温高压饱和气体的循序循环工作，其中1到2在螺杆膨胀机中实现，2到3、3到4及4到5在冷凝器中实现，5到6在工质泵中实现，6到7在预热器中实现，7到8在蒸发器中实现，8到1在过热器中实现。

带有ORC的螺杆压缩机系统，可以理解为ORC系统与压缩机系统的综合。附图5为单级喷油螺杆压缩机ORC热能回收方案，方案由喷油螺杆压缩机系统和工质蒸汽发生系统构成。其中喷油螺杆压缩机系统主要由进气过滤器、进气阀、螺杆压缩机、单向阀、油分、水分、油过滤器、电机、螺杆膨胀机构成。工质蒸汽发生系统主要由冷凝器、工质罐、过滤器、工质泵、工质流量调节阀、干燥器、预热器、蒸发器、过热器、压力传感器、温度传感器构成。两个系统由管路连接。

由于螺杆压缩机和螺杆膨胀机都需要由电机来实现驱动，目前一般都是螺杆压缩机和螺杆膨胀机分开设置，导致整体连接结构复杂，电机效率不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种螺杆膨胀机、螺杆压缩机、电机的集成系统，其简化膨胀机系统管路和压缩机、电机膨胀机之间的连接，提高电机效率。

其技术方案是这样的：一种螺杆膨胀机、螺杆压缩机、电机的集成系统，其特征在于，其包括一体化壳体，所述一体化壳体内设置有喷油螺杆膨胀机和电机，所述喷油螺杆膨胀机包括螺杆转子，所述螺杆转子下端设置有油箱、上端设置有油分离器，所述油分离器上端的所述一体化壳体上开设有膨胀工质出口，所述螺杆转子一侧设置有油泵、所述一体化壳体上开设有膨胀工质入口，所述螺杆转子另一侧连接所述电机一侧，所述电机另一侧连接螺杆压缩机，所述一体化壳体上开设有冷却工质入口和冷却工质出口。