压缩机装置以及用于该压缩机装置的冷却器制造方法及图纸

一种压缩机装置，具有至少两个串行连接的压缩机元件(2)和至少两个冷却器(12)，在所述冷却器中，至少两个分离式冷却器分成独立的相继的级(16′，16″)，其分别为热级(16′)和冷级(16″)，各级在一个或多个独立的冷却回路(20)中连接在一起，使得所述压缩机元件(2)之间的压缩气体充分冷却，同时使冷却剂的流量最小，以将每个冷却器(12)的出口(15)处的经冷却的气体的温度保持在低于最大的允许值，从而在至少一个前述的冷却回路(20)中实现冷却剂的期望温升。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压缩机装置。更具体地，本专利技术涉及用于在两个或多个级中对气体进行压缩的压缩机装置，该压缩机装置包括至少两个串行连接的压缩机元件,和用于冷却压缩气体的至少两个冷却器，即：处于每两个相继的压缩机元件之间的中间冷却器，以及在取决于配置要求的情况下，处于最末的压缩机元件下游的后端冷却器，其中，每个冷却器设置有第一部分和第二部分，待被冷却的压缩气体被引导通过所述第一部分，而所述第二部分与所述第一部分换热接触，并且冷却剂被引导通过所述第二部分。
技术介绍
已知的是：在压缩机元件中被压缩的气体经历显著的温升。对于具有多个级的压缩机装置而言，如在此提及的，压缩气体从压缩机元件供给至后续的压缩机元件。已知的是：多级压缩机的压缩效率非常取决于该多级压缩机的每个压缩机元件的入口处的温度，并且压缩机元件的入口温度越低，则压缩机的压缩效率越高。这就是已知的要使用处于两个相继的压缩机元件之间的中间冷却器来确保最大限度的冷却和获得最高可能的压缩效率的原因。还已知的是：在气体供给至负载网络之前，对最末的压缩机元件之后的压缩气体进行冷却，因为不然的话，由于温度过高，会对网络中的负载造成损害。对于已知的具有多个级的压缩机装置而言，冷却装置(更具体地，冷却器)通常为最大化压缩效率的目的而调整成进行最大限度的冷却，可用的冷却剂(通常为水)从冷源并行地驱动通过各个冷却器，使得每个冷却器接收处于相同冷温度的用于最大限度冷却的冷却剂。这样的冷却器的并行供给非常适合于最优的压缩效率，但是其需要相对高的冷却剂流量来向每个冷却器供给充足的冷却剂，这具有以下劣势：就需要的泵送功率和需要的冷却回路和冷却器的尺寸而言，这样的并行供给不是最优的。另一劣势在于：流动通过冷却器的冷却剂的流量必须保持得相对高以实现最大限度的冷却，使得离开压缩机装置的冷却剂的温度相对低，由此不适于从这样的冷却剂中回收热量(例如，以热水供应等的形式)。此外，冷却剂的高流量还导致冷却装置的高投资成本、高操作成本和高维护成本。确实，受热的冷却剂必须转而在例如空气—水的热交换器中冷却，该热交换器的尺寸非常取决于冷却剂的流量，并且还将附加物添加到冷却水中，以防止水垢、对抗腐蚀和抑制细菌生长。为了更好地进行热量回收，可以选择降低被并行地驱动通过各个冷却器的流量，从而提高输出部处的冷却剂的温度，但是这将会以冷却并且因此以压缩效率为代价。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供前述和其他劣势的解决方案，从找到高压缩效率、热量回收的好的可能性、以及最小化冷却装置的花费的最优组合的角度来看，或者取决于应用，从上述三个目标中两个的最优组合的角度来看，该解决方案较不侧重压缩效率，而更侧重考虑冷却。为此，本专利技术涉及用于在两个或多个级中对气体进行压缩的压缩机装置，该压缩机装置包括至少两个串行连接的压缩机元件和用于冷却压缩气体的至少两个冷却器，即：处于每两个相继的压缩机元件之间的中间冷却器，以及在取决于配置要求的情况下，处于最末的压缩机元件下游的后端冷却器，其中，每个冷却器设置有第一部分和第二部分，待被冷却的压缩气体被引导通过所述第一部分，而所述第二部分与所述第一部分换热接触，并且冷却剂被引导通过所述第二部分，其特征在于，至少两个前述的冷却器是“分离式冷却器(splitcooler)”，所述分离式冷却器的第二部分分成对在相继的级中被引导通过所述第一部分的气体进行冷却的至少两个独立的级，所述至少两个独立的级分别为至少热级和冷级，所述热级用于对流入到所述冷却器的第一部分中的热的气体进行首先冷却，所述冷级用于对该气体进行进一步冷却，所述冷却器的第二部分的级在一个或多个独立的冷却回路中连接在一起，使得所述压缩机元件之间的压缩气体充分冷却，同时使通过所述冷却回路的冷却剂的流量最小，以将每个冷却器的出口处的经冷却的气体的温度保持在低于最大的允许值，从而在至少一个前述的冷却回路中实现冷却剂的期望温升。对于根据本专利技术的压缩机装置，冷却器中的冷却部分成两个级，通过适当的选择冷却剂被驱动通过各个级的顺序，使得在不必要以最好的压缩效率为目标的情况下，确保每个冷却器提供充分的冷却而不造成后续的压缩机元件中的任何问题所需的冷却容量最小，这还导致冷却剂能够实现更高的温度而能够进行更好的能量回收。特别地，所述热级由此确保冷却剂的温度的极大升高，而冷级主要保证待被冷却的气体的最低可能的出口温度。这样，可以以期望的温升为目标，该温升为至少30℃左右，或者在要求更好的热量回收的情况下，为至少40℃左右，或者更高，例如为50℃左右。例如，在第一实例中，在具有一定配置的压缩机元件和冷却器的压缩机装置的设计中，冷却器的第二部分的至少两个或多个冷级在冷却剂引导通过的冷却回路中串行连接在一起。因为至少两个冷级的串行连接，在冷却剂的流量相对有限的情况下，还是可以在相继的冷却器中实现充分的冷却。可以根据例如压缩机元件的入口处的压缩气体的最高可能温度、考虑例如压缩机元件的良好操作的最高允许温度、例如涡轮压缩机的运转由于“喘振”现象的发生而变得不稳定的温度、或者螺杆压缩机的防止螺杆的覆层损坏的最大出口温度，来对需要的冷却剂流量进行调整。由此，冷却剂优选地首先被引导通过以下冷却器的冷级：在设计上，该相关的冷却器的出口处的压缩气体的温度最接近于紧随该冷却器的压缩机级的入口处的最大允许温度。优选地，在第一设计阶段中，冷却器的第二部分的至少两个(优选地，至少三个)热级在冷却剂被引导通过的冷却回路中串行连接在一起，特别地，冷却剂最后被引导通过紧随在设计上具有最高出口温度的压缩机级后的冷却器的热级。在根据本专利技术的压缩机元件的最优选的实施例中，冷却器的第二部分的至少两个(优选地，所有)冷级和冷却器的第二部分的至少两个(优选地，所有)热级在冷却剂被引导通过的冷却回路中串行连接在一起，在该冷却回路中，冷却剂首先被引导通过冷级，然后被引导通过热级。取决于压缩机装置的预定配置，可以选择用两个或多个独立的冷却回路来将冷却器的各个级连接到一起，其中一个冷却回路可以为了最大化热量回收的目的而用来获得冷却剂的最高可能的出口温度，而另一冷却回路可以用来主要确保要在中间冷却器中冷却的气体的足够低的出口温度。本专利技术还涉及用于在根据上述权利要求中任一项所述的压缩机装置中使用的冷却器，该冷却器具有模块化的构成，使得该冷却器能够配置为分离式的或者非分离式的冷却器。优选地，所涉及的是管式冷却器形式的冷却器，该冷却器具有引导冷却剂通过的管束，所述管束附装在具有壳体的腔室中，所述壳体通过端板在管道的端部处使所述管束中断，所述管道伸出所述端板，所述腔室形成引导待被冷却的气体包围和环绕所述管道的通道，所述管束在其端部处由具有分隔部的盖盖住，所述分隔部将所述盖分成隔室，所述隔室盖在所述管道的一个或多个端部之上以引导冷却剂通过这些管道，这些分隔部设置有处于该分隔部与前述的端板之间的密封件，以使所述隔室中的流动彼此分隔开，其中，至少两个隔离分隔部可以设置有可移除的密封件，当存在所述可移除的密封件时，所述至少两个隔离分隔部将所述管束分成用于冷却剂的独立的两个通道，以形成分离式冷却器，并且当不存在所述可移除的密封件时，则这两个通道之间形成相互连通而形成一个连续的通道，以形成非分离式冷却器。这样，通过简单地安装或移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在两个或多个级中对气体进行压缩的压缩机装置(19)，该压缩机装置(19)包括至少两个串行连接的压缩机元件(2)和用于冷却压缩气体的至少两个冷却器(12)，即：处于每两个相继的压缩机元件(2)之间的中间冷却器(12a，12b)，以及在取决于配置要求的情况下，处于最末的压缩机元件(2)下游的后端冷却器(12c)，其中，每个冷却器(12)设置有第一部分(13)和第二部分(16)，待被冷却的压缩气体被引导通过所述第一部分，而所述第二部分与所述第一部分(13)换热接触，并且冷却剂被引导通过所述第二部分，其特征在于，至少两个前述的冷却器(12)是“分离式冷却器”，所述分离式冷却器的第二部分(16)分成对气体进行冷却的至少两个独立的级(16′，16″)，所述气体在相继的级中被引导通过所述第一部分(13)，所述至少两个独立的级分别为至少热级(16′)和冷级(16″)，所述热级用于对流入到所述冷却器(12)的第一部分(13)中的热的气体进行首先冷却，所述冷级用于对该气体进行进一步冷却，所述冷却器(12)的第二部分(16)的级(16′，16″)在一个或多个独立的冷却回路(20)中连接在一起，使得所述压缩机元件(2)之间的压缩气体充分冷却，同时使通过所述冷却回路(20)的冷却剂的流量最小，以将每个冷却器(12)的出口(15)处的经冷却的气体的温度保持在低于最大的允许值，从而在至少一个前述的冷却回路(20)中实现冷却剂的期望温升。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 BE 2014/03701.一种用于在两个或多个级中对气体进行压缩的压缩机装置(19)，该压缩机装置(19)包括至少两个串行连接的压缩机元件(2)和用于冷却压缩气体的至少两个冷却器(12)，即：处于每两个相继的压缩机元件(2)之间的中间冷却器(12a，12b)，以及在取决于配置要求的情况下，处于最末的压缩机元件(2)下游的后端冷却器(12c)，其中，每个冷却器(12)设置有第一部分(13)和第二部分(16)，待被冷却的压缩气体被引导通过所述第一部分，而所述第二部分与所述第一部分(13)换热接触，并且冷却剂被引导通过所述第二部分，其特征在于，至少两个前述的冷却器(12)是“分离式冷却器”，所述分离式冷却器的第二部分(16)分成对气体进行冷却的至少两个独立的级(16′，16″)，所述气体在相继的级中被引导通过所述第一部分(13)，所述至少两个独立的级分别为至少热级(16′)和冷级(16″)，所述热级用于对流入到所述冷却器(12)的第一部分(13)中的热的气体进行首先冷却，所述冷级用于对该气体进行进一步冷却，所述冷却器(12)的第二部分(16)的级(16′，16″)在一个或多个独立的冷却回路(20)中连接在一起，使得所述压缩机元件(2)之间的压缩气体充分冷却，同时使通过所述冷却回路(20)的冷却剂的流量最小，以将每个冷却器(12)的出口(15)处的经冷却的气体的温度保持在低于最大的允许值，从而在至少一个前述的冷却回路(20)中实现冷却剂的期望温升。2.根据权利要求1所述的压缩机装置，其特征在于，所述期望温升为至少30℃左右，更好地为至少40℃左右，并且优选地为50℃左右。3.根据权利要求1或2所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却器(12)的所述第二部分(16)的至少两个且优选地至少三个冷级(16″)在冷却剂被引导通过的冷却回路(20)中串行连接在一起。4.根据权利要求3所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却剂首先被引导通过在设计上具有最接近于最大允许出口温度的出口温度的压缩机元件(2)之前的冷却器(12)的冷级(16″)。5.根据权利要求3所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却剂首先被引导通过以下冷却器(12)的冷级(16″)：在设计上，该相关的冷却器(12)的出口(15)处的压缩气体的温度最接近于紧随该冷却器的压缩机元件(2)的入口处的最大允许温度。6.根据上述权利要求中任一项所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却器(12)的第二部分(16)的至少两个且优选地至少三个热级(16′)在冷却剂被引导通过的冷却回路(20)中串行连接在一起。7.根据权利要求6所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却剂最后引导通过紧随在设计上具有最高出口温度的压缩机元件(2)的冷却器(12)的热级(16′)。8.根据上述权利要求中任一项所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却器(12)的第二部分(16)的至少两个且优选地至少三个冷级(16″)和所述冷却器(12)的第二部分(16)的至少两个且优选地至少三个热级(16′)在冷却剂被引导通过的冷却回路(20)中串行连接在一起，在该冷却回路(20)中，所述冷却剂首先被引导通过所述冷级(16″)，然后被引导通过所述热级(16′)。9.根据权利要求8所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却器(12)的第二部分(16)的所有的级(16′，16″)在具有一种单一的冷却剂的一个单一的冷却回路(20)中串行连接在一起，在该冷却回路(20)中，所述冷却剂首先被引导通过所述冷级(16″)，然后被引导通过所述热级(16′)。10.根据权利要求3至7中任一项所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却器(12)的第二部分(16)的所有的级(16′，16″)在具有一种单一的冷却剂的一个单一的冷却回路(20)中连接在一起，其中至少两个冷级(16″)并行连接在一起。11.根据权利要求3至7中任一项所述的压缩机装置，其特征在于，所述冷却器(12)的第二部分(16)的所有的级(16′，16″)在具有一种单一的冷却剂的一个单一的冷却回路(20)中连接在一起，其中至少两个热级(16′)并行连接在一起，并且在该冷却回路(20)中，所述冷却剂首先被引导通过所述冷级(16″)，然后被引导通过其它的级(16′，16″)。12.根据权利要求3至7中任一项所述的压缩机装置，其特征在于，串行连接在一起的至少两个冷级(16″)包含在第一冷却回路(20″)中，并且串行地或者完全或部分并行地连接在一起的其它的级(16′，16″)包含在第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·M·德克佩尔，
申请(专利权)人：阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE