【技术实现步骤摘要】
本技术涉及新能源利用，尤其涉及一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统。
技术介绍
1、液化天然气是一种能量密度大及便于运输的清洁能源，已经广泛应用于在能源、交通、化工等领域。混合冷剂压缩制冷系统是应用最广的制冷方式，其制冷工质由多种工质组成，其具有流程简单、机组设备少、投资少、能耗低等优势。但由于天然气液化制冷工况复杂、混合冷剂多相共存，冷剂的最优组分比例成为制约混合冷剂制冷系统运行能耗的主要问题。传统的冷剂配比一般都通过手动控制、经验值调节，其具有操作复杂、调节时间长、系统能耗高、运行可靠性差等不足。
2、为了能提高混合冷剂系统的高效可靠运行，降低操作难度、减小调节时间，提出了一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，可以确保制冷系统不同的运行工况下始终保持最优混合冷剂的组分比例运行，极大的减小了系统的调节难度，缩短了系统的调节时间，降低了系统的运行能耗，对于制冷系统的高效可靠运行具有促进意义。
技术实现思路
1、基于上述目的，本技术提供了一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统。
2、本技术的目的在于针对混合冷剂系统在运行过程中始终保持最优混合冷剂的组分比例运行的技术难点，提供一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，具有智能化、操作简单、调节时间短、高效经济及可靠性高的特点，有效确保了制冷系统不同的运行工况下始终保持最低能耗运行。
3、混合冷剂的组分由多种冷剂组成，混合冷剂的各个组分的工作温区不同，高沸点的工作在高温区，低沸点的工
4、一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，包括单冷剂储罐、流量调节阀、质量流量计、切断阀组、多冷剂混合储罐、混合冷剂压缩系统、冷箱系统、在线色谱分析仪系统及控制器组成。
5、所述的混合制冷剂由2种以上的冷剂按照特定的组分比例组成。
6、所述的流量调节阀，通过调节阀门的开度大小调节充注的冷剂量，控制信号来自于控制器，执行机构为气动或电动结构。
7、所述的质量流量计测量冷剂的流量，流量信号输入给控制器。
8、所述的切断阀，用于切断冷剂的充注，控制信号来自于控制器，执行机构为气动或电动结构。
9、所述的混合冷剂储罐作为多种冷剂的混合用途，同时，也作为压缩系统的进气缓冲用途。
10、所述的混合冷剂压缩系统将混合后的冷剂进行压缩、冷却及气液两相分离，其主要由压缩机、电动机、冷凝器、气液分离器组成，压缩机由电动机驱动，压缩机的类型为螺杆式、活塞式及离心式结构。
11、所述的冷箱系统是将气态天然气变为液态天然气的换热器装置，气态天然气与混合冷剂压缩系统的液态冷剂在换热器中进行多次热交换后，温度降低至-162℃以下，最终变为液态天然气。
12、所述的在线色谱分析仪系统实时对混合冷剂储罐中的混合冷剂进行取样，并进行色谱分析，得出混合冷剂的组分比例。
13、所述的控制器内置有混合冷剂配比的理论模拟数据库。其实时采集每一种冷剂的质量流量信号、电动机的电流和电压信号、混合冷剂压缩系统的吸气压力、吸气温度、排气压力、排气温度信号、冷箱系统的液态天然气温度信号及在线色谱分析仪系统实时分析的混合冷剂的组分比例信号，并对信号进行计算处理，通过内置的混合冷剂配比数据库得出最优的冷剂组分比例以及实际的各组分差值，然后，将控制信号传输给流量调节阀进行pid调节。
14、进一步地，在本技术的可实施方案中，混合冷剂由2种以上的组分组成，冷剂分别储存在冷剂储罐内。在压缩机系统启动时，冷剂组分按照预先设定的组分比例目标值依次进入到混合冷剂储罐中，然后，再被压缩机吸入压缩排出；压缩后的高压高温混合冷剂进入到冷凝器中进行冷凝，冷凝后的混合冷剂气体变为高压低温的气液两相混合物；气液两相混合物进入到气液两相分离器中，液相冷剂在机械分离原理的作用下被分离出来后，进入到冷箱系统中与天然气进行热交换；剩余的气相混合冷剂进入到j-t膨胀阀中进行节流膨胀后，变为低温低压的液态冷剂后，进入到冷箱系统中与天然气进行热交换。气态天然气与混合冷剂压缩系统的液态冷剂在换热器中进行多次热交换后，温度降低至-162℃以下，最终变为液态天然气。液态混合冷剂吸热后变为低压常温的气态混合冷剂进入到混合冷剂储罐中，然后，再次被压缩机吸入压缩。
15、在整个的混合冷剂制冷系统循环过程中，每一种冷剂通过流量调节阀的开度大小调节充注到混合冷剂压缩系统内的冷剂量，在线色谱分析仪系统实时分析的混合冷剂的组分比例。随着混合冷剂制冷系统的稳定运行，控制器实时采集每一种冷剂的质量流量信号、电动机的电流和电压信号、混合冷剂压缩系统的吸气压力、吸气温度、排气压力、排气温度信号、冷箱系统的液态天然气温度信号及在线色谱分析仪系统实时分析的混合冷剂的组分比例信号，通过内置的混合冷剂配比数据库得出最优的冷剂配比比例，其作为对应工况下的目标值，在线色谱分析仪系统实时分析的混合冷剂的组分比例与目标值之间的差值作为控制目标，通过控制器进行运算，控制信号输出给流量调节阀调节信号对每一种冷剂的流量进行自动控制调节，以达到在线色谱分析仪系统分析的混合冷剂组分比例趋近于冷剂组分比例目标值的目的。
16、本技术的有益效果：
17、本技术，该系统不仅智能化，操作简单，调节时间短，而且具有高效经济和可靠性高的优点，能有效确保制冷系统在不同的运行工况下始终保持最低的能耗运行，系统的构成主要包括单冷剂储罐、流量调节阀、质量流量计、切断阀组、多冷剂混合储罐、混合冷剂压缩系统、冷箱系统、在线色谱分析仪系统以及控制器，这个系统使得混合冷剂的配比更加精确，通过利用模型理论模拟和实时色谱分析技术，实现了冷剂组分比例的精确控制。
18、本技术，利用控制器内置的混合冷剂配比理论模拟数据库进行实时采集，包括每一种冷剂的质量流量信号、电动机的电流和电压信号、混合冷剂压缩系统的吸气压力、吸气温度、排气压力、排气温度信号、冷箱系统的液态天然气温度信号及在线色谱分析仪系统实时分析的混合冷剂的组分比例信号，然后，通过内置的混合冷剂配比数据库，进行信号的计算处理，得出最优的冷剂组分比例以及实际的各组分差值，最后，将控制信号传输给流量调节阀进行pid调节，进一步提升了冷剂的使用效率和制冷系统的运行效果。
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1.一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，包括甲烷储罐(01)、甲烷流量调节阀(02)、甲烷质量流量计(03)、甲烷切断阀(04)、氮气储罐(05)、氮气流量调节阀(06)、氮气质量流量计(07)、氮气切断阀(08)、乙烯储罐(09)、乙烯流量调节阀(10)、乙烯质量流量计(11)、乙烯切断阀(12)、丙烷储罐(13)、丙烷流量调节阀(14)、丙烷质量流量计(15)、丙烷切断阀(16)、异戊烷储罐(17)、异戊烷流量调节阀(18)、异戊烷质量流量计(19)、异戊烷切断阀(20)、混合冷剂储罐(21)、混合冷剂压缩系统(22)、冷箱系统(23)、在线色谱分析仪系统(24)及控制器(25)。
2.根据权利要求1所述一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，所述甲烷流量调节阀(02)、氮气流量调节阀(06)、乙烯流量调节阀(10)、丙烷流量调节阀(14)及异戊烷流量调节阀(18)，通过调节阀门的开度大小调节冷剂充注量，执行机构为气动或电动结构。
3.根据权利要求1所述一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，所述甲烷
4.根据权利要求1所述一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，所述混合冷剂储罐(21)，作为冷剂的混合罐，同时，也作为混合冷剂压缩系统(22)的进气缓冲罐。
5.根据权利要求1所述一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，所述控制器(25)，内置有混合冷剂组分比例的理论模拟数据库，其实时采集冷剂的质量流量信号、混合冷剂压缩系统(22)的吸气压力、吸气温度、排气压力、排气温度信号、电动机电流和电压信号、冷箱系统(23)的液态天然气温度信号，并对信号进行计算处理，然后，将控制信号传输给甲烷流量调节阀(02)、氮气流量调节阀(06)、乙烯流量调节阀(10)、丙烷流量调节阀(14)及异戊烷流量调节阀(18)进行流量调节，以达到在线色谱分析仪系统(24)分析的混合冷剂组分比例趋近于冷剂组分比例目标值的目的。
...【技术特征摘要】
1.一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，包括甲烷储罐(01)、甲烷流量调节阀(02)、甲烷质量流量计(03)、甲烷切断阀(04)、氮气储罐(05)、氮气流量调节阀(06)、氮气质量流量计(07)、氮气切断阀(08)、乙烯储罐(09)、乙烯流量调节阀(10)、乙烯质量流量计(11)、乙烯切断阀(12)、丙烷储罐(13)、丙烷流量调节阀(14)、丙烷质量流量计(15)、丙烷切断阀(16)、异戊烷储罐(17)、异戊烷流量调节阀(18)、异戊烷质量流量计(19)、异戊烷切断阀(20)、混合冷剂储罐(21)、混合冷剂压缩系统(22)、冷箱系统(23)、在线色谱分析仪系统(24)及控制器(25)。
2.根据权利要求1所述一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自动配比系统，其特征在于，所述甲烷流量调节阀(02)、氮气流量调节阀(06)、乙烯流量调节阀(10)、丙烷流量调节阀(14)及异戊烷流量调节阀(18)，通过调节阀门的开度大小调节冷剂充注量，执行机构为气动或电动结构。
3.根据权利要求1所述一种混合制冷剂压缩系统冷剂组分自...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金权，
申请(专利权)人：苏州福睿能源有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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