本发明专利技术涉及一种油气回收的阶梯式制冷系统，包括一级制冷系统、二级制冷系统和三级制冷系统，一级制冷系统连接所述二级制冷系统，二级制冷系统连接所述三级制冷系统。本发明专利技术具有的有益效果：本发明专利技术采用了处于热蒸汽的制冷剂直接相变除霜(热氟冲霜)，能效比高。由于热氟冲霜是直接在换热器的内部进行的，故传热快，除霜迅速，一般一级、二级油气冷凝器除霜时间在15分钟内即可完成，而三级油气冷凝器的除霜也可在30分钟内完成。大大节约了除霜时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制冷系统，特别是涉及。
技术介绍
在现有技术中，对挥发性化学品蒸汽进行回收时，为了控制尾气的浓度，通常会用到几种回收方法的组合工艺技术，如冷凝加吸附工艺，冷凝加膜分离工艺，压缩加冷凝工艺，以上回收技术都需要以冷凝法回收技术为基础。 针对油气回收，冷凝法是指在装卸汽油和给车辆加油的过程中，将挥发的汽油油气收集起来，通过低温冷凝使油气从气态转变为液态，重新变为汽油，达到回收利用的目的。传统的冷凝法工艺由利用低温尾气冷量的前置预冷换热器和之后的两级降温组成，一级冷凝温度一般控制在3°C 5°C，使之尽量接近0°C而又高于0°C，最大限度地去除液态水而又不至在换热器上结冰，二级通常需要-40°C -60°C的低温，使油气含量降到一定值内，以方便之后的进一步对油气处理的工艺(通常为吸附法工艺)，最终使油气排放满足国家标准非甲烷总烃含量< 25g/m3的要求。为得到上述二级油气冷凝需要的低温，其制冷系统常采用二元复叠式制冷的形式。由于油气回收设备只是在装卸油时才运行，一般每天只工作2 8小时，故一般设备前都不设置专门的分子筛脱水装置。而只靠一级油气冷凝尽量接近0°c (—般为3 5°C )的温度控制来最大限度地去除液态水，使二级油气冷凝能多坚持一段时间再行化霜。一方面在设计油气回收设备时，设备处理能力通常是参照Q/SH0117-2007《油气回收系统工程技术导则》，选所有鹤管同时发油量的80%左右来设计的(导则规定此系数取0.6 1.0，而通常设计单位都会选0.8 I. O)。而实际油库在装卸油，常常是不定时的，大多情况下都是来一个车发一个车，油气回收设备在此时都有富余能力没有发挥，特别是一级油气冷凝系统，因为前述工艺原因，需要把温度控制在3 5°C，现在普遍的一级油气制冷系统都是直接采用单机制冷循环，靠不断开停制冷机或控制供液电磁阀来实现一级温度控制，这样在远低于油气回收设备原设计负荷的情况下装卸油时，一级制冷系统常常只工作两三分钟，一级油气温度就已降到0°C以下，而制冷系统不得不停机，且此时一级制冷系统实际的蒸发温度往往低于0°C，一级制冷机的不断开启和停止，造成一级油气温度大幅波动，起不到很好的除水作用，反而带来一级油气冷凝系统结冻的风险。而对一级制冷机的变频或者气缸卸载技术，可以较好地使负荷匹配，但由于成本关系，目前市场上几乎没有任何厂家采用；靠成本较低的使制冷系统旁通卸载的办法可以控制制冷系统制冷量，维持在低负荷时一级温度的较好控制，但是一级压缩机仍然会连续运转，压缩机做了很多无用功。另一方面传统的冷凝法在低温工况时二级油气冷凝器结冻的解决成了难题。为了解决冷凝法油气回收的结冻问题，通常有以下几种方法除霜I、电热法在油气回收设备待机时，在引风机出口设置电热器，在需要除霜时，Vl阀打开，弓丨风机吸入旁通的空气，空气在电加热处被加热，热空气流入一级和二级油气冷凝器，一级二级油气冷凝器温度上升至0°c以上，此方法简单易操作，但是比较耗能，故一般只作为其他除霜方式的辅助手段。(也有把伴热带直接缠在一、级油气冷凝器上，因一、二级油气冷凝器都是低温换热器，需要用聚氨酯发泡等保温，故伴热带等加热元件直接在发泡的保温里加热，很不安全，且加热的伴热带、伴热板等需要根据换热器形状特殊设计，故很少采用)2、一级制冷系统逆循环运行，加热一级冷凝器，二级冷凝器利用一级冷凝器吹来的热风化霜，装卸汽油时，集输的油气通过引风机把油气引入油气回收装置，油气在前置预冷器内与二级冷凝器出来的低温尾气进行换热，使油气温度降到10°C 20°C，然后再进入一级冷凝器继续降温，使油气温度降至:TC 5°C，冷凝下来的液态油进入油气暂存分离罐；通过一级冷凝器降温后的油气再进入二级冷凝器进一步降温，使油气温度降至-40°C -60°C，大部分油气在此被冷凝为液体并进入油品暂存分离罐，低温的尾气与从 油品暂存分离罐挥发出的气体汇合后进入前置预冷器，与从引风机排出的油气进行热交换后排空或进入后续处理(活性炭吸附、膜分离装置等)。当天发油完毕，需要除霜时，阀门打开，引风机引入空气(如果不引入空气而直接引入油气加热除霜，即不安全，又会使油气未经低温处理就进入下一步油气工序，大大增加下一步的负担。如典型的冷凝加吸附油气回收系统，若未经低温处理的油气直接进入吸附系统，吸附罐很可能急剧升温，给系统带来非常大的危险性，同时排放的油气很可能达不到国家标准的非甲烷总烃含量25g/m3以内的规定)，同时一级制冷系统逆循环，(一级制冷系统，可逆循环的单级系统)其制冷循环流程如下制冷系统逆循环时，原来作为一级制冷系统的蒸发器的一级冷凝器，现在作为一级制冷系统的冷凝器，制冷剂在此冷凝放热，使引风机排出的空气在此被加热至20°C 600C，被加热的空气进入结冻的二级冷凝器，对二级冷凝器进行加热除霜后排出。在一级冷凝器内被加热的空气不断通过二级冷凝器，使结冻的二级冷凝器温度不断上升，最终使二级冷凝器温度上升至0°c以上，达到为二级冷凝器除霜的目的。上述除霜工艺对发油不多，油气流量不大的油库来说，二级冷凝器不至结冻堵塞，在油库发油完成需要除霜时，一级冷凝器内被加热的空气可以轻松通过二级冷凝器，使二级冷凝器升温，但是，如果油库发油量较大，油气回收设备必须工作较长时间，如此很可能造成二级冷凝器堵塞，除霜时的热空气在二级冷凝器的结冰处堵住，热空气难于进入，很长时间二级冷凝器都不能化霜，而不得不增加辅助的电加热器对二级冷凝器化霜，带来安全隐患和造成能量的浪费。3、一级制冷系统、_■级制冷系统脉冲电磁闽除霜制冷系统脉冲除霜，是指在油气一级冷凝器、油气二级冷凝器结冻后需要除霜时，制冷系统压缩机照常运行，同时打开冲霜电磁阀，关闭三级制冷液路电磁阀，使刚从压缩机出来的热气迅速冲入油气一级(或二级)冷凝器，达到除霜的目的。脉冲除霜会使压缩机负荷增加，压缩机吸气时可能直接吸收到从蒸发器直接冷凝的制冷剂液体，造成压缩机的液击；或者从油气冷凝器出来的热气来不及与结冻的油气冷凝器进行热交换换热，高温的热气直接吸入压缩机，致使压缩机的吸气温度过高，造成压缩机的负荷增大，压缩机在这种情况下工作不了几分钟热过载继电器或者其他保护器就会动作，故而通常只会让压缩机在此种恶劣工况下工作I 3分钟，然后必须暂停3 5分钟让压缩机“休息”一会，才能继续再次启动热冲霜，一般使油气二级冷凝器从冻结状态到化霜结束，如此冲冲歇歇需要持续I 2小时。比起在一级使用四通换向阀，脉冲除霜系统只需增加一个冲霜电磁阀，成本稍微节省，但是除霜时间长，且对压缩机损伤非常大，很可能带来压缩机液击、超载或者压缩机回油困难等难题，故一般只在压缩机所占资金较低的超小型制冷系统上使用，压缩机寿命缩短或者液击损坏时，只需要再购买一台压缩机即可。但不适合用于像油气回收这样压缩机成本动则几万甚至几十万的较大制冷系统上。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术在油气回收制冷系统使用中的缺陷，提供来解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下 一种油气回收的阶梯式制冷系统，包括一级制冷系统、_■级制冷系统和二级制冷系统，所述一级制冷系统连接所述二级制冷系统，所述二级制冷系统连接所述三级制冷系统，其特征在于所述一级制冷系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种油气回收的阶梯式制冷系统，包括一级制冷系统、二级制冷系统和三级制冷系统，所述一级制冷系统连接所述二级制冷系统，所述二级制冷系统连接所述三级制冷系统，其特征在于 所述一级制冷系统包括一级压缩机、一级风冷凝器、一级节流装置和一级蒸发器，所述一级节流装置包括一级制冷节流装置和一级过冷节流装置，所述一级蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器通过一级制冷节流装置连接一级风冷凝器，所述第二蒸发器与第一蒸发器并联，并通过一级除霜电磁阀连接一级风冷凝器，所述一级过冷节流装置连接在一级风冷凝器与第二蒸发器之间，所述第二蒸发器通过一级制冷电磁阀连接四通换向阀，所述四通换向阀连接一级压缩机； 所述二级制冷系统包括二级压缩机、二级风冷凝器、二级节流装置和二级蒸发器，所述二级节流装置包括二级制冷节流装置和二级蒸发节流装置，所述二级蒸发器包括第三蒸发器和第四蒸发器，所述第三蒸发器通过二级制冷节流装置连接第二蒸发器，所述第二蒸发器连接二级风冷凝器，所述第四蒸发器与第三蒸发器并联，并通过二级除霜电磁阀连接第二蒸发器，所述二级蒸发节流装置连接在第二蒸发器与第四蒸发器之间，所述第四蒸发器通过二级制冷电磁阀连接四通换向阀，所述四通换向阀连接二级压缩机； 所述三级制冷系统包括三级压缩机、三级风冷凝器、三级节流装置和三级蒸发器，所述三级节流装置包括三级制冷节流装置和三级除霜节流装置，所述三级蒸发器通过三级制冷节流装置连接第四蒸发器，所述三级蒸发器通过三级旁路电磁阀连接压缩机，所述除霜电磁阀与压缩机之间连接三级油分电磁阀的一端，所述三级油分电磁阀的另一端连接膨胀容器，所述膨胀容器通过膨胀容器电磁阀连接三级油气冷凝器，所述三级除霜节流装置设置在三级油气冷凝器与膨胀容器之间，并与膨胀容器电磁阀并联，所述三级除霜节流装置与三级油气冷凝器之间设置三级制冷回气电磁阀。2.根据权利要求I所述一种油气回收的阶梯式制冷系统，其特征在于所述第一蒸发器是一级油气冷凝器，所述第二蒸发器是一级过冷换热器。3.根据权利要求I所述一种油气回收的阶梯式制冷系统，其特征在于所述第三蒸发器是二级油气冷凝器，所述第四蒸发器是二级蒸发冷凝器。4.根据权利要求I所述一种油气回收的阶梯式制冷系统，其特征在于所述三级蒸发器是三级油气冷凝器。5.根据权利要求4所述一种油气回收的阶梯式制冷系统，其特征在于所述用于油气回收的阶梯式制冷系统还包括分离及存储设备，所述分离及存储设备同时连接一级油气冷凝器、二级油气冷凝器和三级油气冷凝器。6.根据权利要求I所述一种油气回收的阶梯式制冷系统，其特征在于所述制冷系统还包括引风机、预冷器、所述引风机连接所述预冷器，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：白爽，
申请(专利权)人：上海森鑫新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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