一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统技术方案

本发明专利技术提供了一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统，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系统。其可以完成中低温热发电螺杆膨胀机的润滑，向螺杆机轴承部位不断输送润滑油，并返回油箱继续循环使用；不易发生油的泄露，延长膨胀机使用寿命，提供有机朗肯循环效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术膨胀机
，具体涉及一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统。
技术介绍
膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得能量的机械。膨胀机常用于深低温设备中。膨胀机按运动形式和结构分为活塞膨胀机和透平膨胀机两类。活塞膨胀机主要适用于高压力比和小流量的中小型高、中压深低温设备。透平膨胀机与活塞膨胀机相比，具有流量大、结构简单、体积小、效率高和运转周期长等特点，适用于大中型深低温设备。在现有技术中，中低温热发电螺杆膨胀机的润滑是一个技术难点。由于单螺杆机膨胀过程是在高速运转条件下完成的，如果不能解决润滑的技术问题，则整个中低温热发电装置将无法稳定运行。传统的螺杆机润滑系统由油泵、油箱和油路系统组成，油箱中的润滑油在油泵的作用下，向螺杆机轴承部位不断输送润滑油，并返回油箱继续循环使用；另外冷却水在水泵的作用下进入螺杆机的外套中，冷却由于轴承运转摩擦造成部过热件。这种传统的润滑冷却方式结构复杂，运转问题较多，极易造成密封泄漏，致使发电介质向油箱泄漏，造成整体设备运行的故障。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统，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系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器1、工质泵2、蒸发器3、气液分离器4、单螺杆膨胀机5，所述冷凝
器1和所述单螺杆膨胀机5首尾连接起来构成循环环路；气液分离器4上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆膨胀机5相连，液态润滑油出口和单螺杆膨胀机5的注油孔之间用油管相连。该有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统的工作原理是：将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵2加压后，进入蒸发器3，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器4进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆膨胀机5的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆膨胀机5的气态有机朗肯工质从单螺杆膨胀机5的出口排除，进入冷凝器1，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环。优选的，所述液态润滑油出口和单螺杆膨胀机5的注油孔之间还连接有冷却器7。所述冷却器7采用管道内自然冷却、风冷却或流水冷却等形式。优选的，所述单螺杆膨胀机5由同步发电机6控制。优选的，所述气液分离器4为旋风分离式或滤芯分离式。优选的，所述单螺杆膨胀机5为单螺杆容积式膨胀机。优选的，所述蒸发器3内的蒸发温度为80-160℃，蒸发压力为0.6-1.0MPa。优选的，所述冷凝器1内的冷凝温度为20-40℃，冷凝压力为0.2-0.5MPa。优选的，所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2-10wt％的润滑油和90-98wt％的有机朗肯工质组成。所述有机朗肯工质为2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷中的一种或多种的混合物，所述有机朗肯工质进一步优选为2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷按质量比(1-3)：(1-3)：(1-3)的混合物。优选的，所述润滑油为泵领域常规机械润滑油。本专利技术中，2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷，CAS号：306-83-2；环戊烷，CAS号：287-92-3；三氟丙基甲基环三硅氧烷，CAS号：2374-14-3。附图说明图1为本专利技术所述有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统的结构示意图。图2为测试例2的测试结果线形图。附图标记说明：1-冷凝器；2-工质泵；3-蒸发器；4-气液分离器；5-单螺杆膨胀机；6-同步发电机；7-冷却器。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的描述，但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例中所述润滑油为英尊ET9全合成润滑油OW-40。实施例1如图1所示，一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器1、工质泵2、蒸发器3、气液分离器4、单螺杆膨胀机5，所述冷凝器1和所述单螺杆膨胀机5首尾连接起来构成循环环路；气液分离器4上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆膨胀机5相连，液态润滑油出口和单螺杆膨胀机5的注油孔之间用油管相连。该有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统的工作原理是：将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵2加压后，进入蒸发器3，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器4进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆膨胀机5的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆膨胀机5的气态有机朗肯工质从单螺杆膨胀机5的出口排除，进入冷凝器1，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环。所述液态润滑油出口和单螺杆膨胀机5的注油孔之间还连接有冷却器7。所述冷却器7采用风冷却。所述单螺杆膨胀机5由同步发电机6控制。所述气液分离器4为旋风分离式。所述单螺杆膨胀机5为单螺杆容积式膨胀机。所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由5wt％的润滑油和95wt％的有机朗肯工质组成。所述有机朗肯工质为2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷按质量比1:1:1的混合物。实施例2同实施例1，但将有机朗肯工质替换为2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、环戊烷按质量比1:1的混合物。实施例3同实施例1，但将有机朗肯工质替换为2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷按质量比1:1的混合物。实施例4同实施例1，但将有机朗肯工质替换为环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷按质量比1:1的混合物。测试例1将所述循环系统的参数设定为：蒸发器3内的蒸发温度为95℃，蒸发压力为0.9MPa。冷凝器1内的冷凝温度为20℃，冷凝压力为0.4MPa。对有机朗肯循环的性能进行测试，测试结果见表1。表1测试例1结果单位质量输出功率(kJ/kg)有机朗肯循环效率(％)实施例115.606.85实施例213.715.32实施例313.035.06实施例414.205.98由表1测试数据可见，本专利技术的使用本系统，有机朗肯循环的单位质量输出功率较高，有机朗肯循环效率高。尤其是实施例1使用了2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷按质量比1:1:1复配的有机朗肯基质，比实施例2-4使用其中任意两种复配效果更好。测试例2将蒸发器3内的蒸发温度依次设定为80、100、120、140、160℃，蒸发压力为0.9MPa。冷凝器1内的冷凝温度为20℃，冷凝压力为0.4MPa。对有机朗肯循环的性能进行测试，测试结果见图2。由图2可见，本专利技术的使用本系统，在80-160℃的蒸发温度范围内，有机朗肯循环的单位质量输出功率和有机朗肯循环效率都维持了较高水平，且随温度升高而升高。尤其是实施例1使用了2,2-二氯-1,1,1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质泵、蒸发器、气液分离器、单螺杆膨胀机，所述冷凝器和所述单螺杆膨胀机首尾连接起来构成循环环路；气液分离器上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆膨胀机相连，液态润滑油出口和单螺杆膨胀机的注油孔之间用油管相连；将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵加压后，进入蒸发器，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆膨胀机的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆膨胀机的气态有机朗肯工质从单螺杆膨胀机的出口排除，进入冷凝器，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环；其特征在于：所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2‑10wt％的润滑油和90‑98wt％的有机朗肯工质组成；所述有机朗肯工质为2,2‑二氯‑1,1,1‑三氟乙烷、环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷中的一种或多种的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质泵、蒸发器、气液分离器、单螺杆膨胀机，所述冷凝器和所述单螺杆膨胀机首尾连接起来构成循环环路；气液分离器上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆膨胀机相连，液态润滑油出口和单螺杆膨胀机的注油孔之间用油管相连；将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵加压后，进入蒸发器，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆膨胀机的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆膨胀机的气态有机朗肯工质从单螺杆膨胀机的出口排除，进入冷凝器，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环；其特征在于：所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2-10wt％的润滑油和90-98wt％的有机朗肯工质组成；所述有机朗肯工质为2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷、环戊烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷中的一种或多种的混...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴燕，李亚斌，
申请(专利权)人：碧城上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31