超临界二氧化碳供应系统

YH-50型 型超临界二氧化碳供应系统

一、概述：

超临界流体注入系统将气体二氧化碳过滤后进行冷却液化，通过二氧化碳高 压泵增压输出，增压后的二氧化碳在换热器中加热升温，形成超临界二氧化碳流 体输出，为后续使用系统提供一定温度和压力的超临界流体，超临界流体的压力 和温度在系统范围内可调节。

二、主要参数：

注入压力：≤50MPa 注入流量：≤50L/h 制冷量：5.2kW

储罐：4L/16MPa

电源：AC380V  三、系统主要组成：

超临界流体注入系统主要由制冷系统、储罐、二氧化碳高压注入泵、换热系 统、PLC 总程控制、管线管路、安全辅助、电气系统以及支架箱体等组成。

四、主要部件性能指标：

1、制冷系统：

制冷系统利用其稳定的制冷量和大面积的换热将二氧化碳气体液化，储存于 储罐中，便于二氧化碳泵的增压输送，实现大流量的超临界二氧化碳流体的输出。

制冷配件均选用产品，根据试验条件，控制系统自动调节制冷 机运行工况、冷量大小， 确保压缩机工作在合适状态，延长压缩机使用寿命。环 保制冷剂R404a；制冷机专用减振弹簧、机组围板粘贴特种吸音棉降噪措施。

冷机制冷量为 5.2kW，控温范围为 2～7℃, 满足二氧化碳液化要求，换热材 质均采用不锈钢材质，干净耐腐。制冷换热介质采用密封水循环的方式对储罐和 二氧化碳泵头进行循环供液，保证液体二氧化碳的正常稳定。冷机带液位报警保 护和自处理功能和温度范围控制功能。

2、储罐：

储罐主要用于储存液体二氧化碳，稳定供应二氧化碳泵的吸入需求，从而保

证工艺管路中流体的稳定。储罐容积为 4L，耐压 16MPa，采用 0Cr18Ni9 不锈钢 制作，外围设有冷却夹套和保温不锈钢外饰，始终保持储罐内的低温环境，并防 止空间水汽凝露现象。

3、二氧化碳高压注入泵：

作为系统增压输送的主要部件，CO2高压泵由动力系统和增压执行柱塞组成， 动力系统主要由电机、变频调速控制系统、变速机构等组成， 增压执行机构主要 由增压缸体、冷却夹套、安全阀等组成。电机动力通过变速机构由凸轮带动弓架 及滑杆作往复运动。耐磨陶瓷柱塞安装在滑杆顶端， 连动柱塞往复，通过多组单 向阀的联动作用，完成吸排过程，排量由频率调速控制，以控制流量大小。

为保证系统流体的稳定，泵腔带冷却换热循环，保持泵腔温度稳定。陶瓷柱 塞耐磨耐腐耐二氧化碳腐蚀，不对流体造成污染。其最高工作压力为50MPa，流 量为50L/h。

高压注入泵采用三柱塞协同作业方式，吸排液和预增压同时进行，降低柱塞 满行程造成的压力波动，与系统工艺中的缓冲罐组合使用，起到压力脉冲阻尼的 作用。

4、换热系统：

换热器的作用是对液体二氧化碳进行升温，形成超临界流体，进入后续工艺， 换热系统出口流体进行保温处理，避免温度损失。换热系统控温采用 PID 自整电 控温水浴循环方式，热量充足稳定，控温准确。

5、PLC 总程控制：

PLC 总程控制实现系统的温度、压力设定控制和运行状态的在线监控、异常 提醒等功能。只需对系统温度、压力范围进行数字化设定后， 系统会根据设定数 值进行程序自动控制，并显示各控制节点状态，若有异常，系统及时发出提醒并 进行相应电源断开自处理。

6、管线管路：

高压阀门管路，管接件，三通四通等均采用DW6高压系列配件，0Cr18Ni9不 锈钢材质；安全阀触发压力随安装部件参数对应调整，触发灵敏。

工艺冷水管路管件：弯头、变径、活接头、三通四通接头、软接等， 材质304 不锈钢/防裂工程软管，并配备隔热保温。

7、安全辅助：

系统配备高压泵安全阀防护、输出压力范围保护、预热系统水浴水位保护、 超温保护等。各保护方式控制落点不交叉影响，保障系统的安全稳定运行。

8、电气系统：

系统电气包括断路器、漏电保护、接触器、接线铜排， 进线塑壳、电气元件 和散热设施等。

采用国标标准三相五线线缆，标准接法，规范工整。

9、支架箱体：

支架箱体采用工业铝型材撬接结构，工艺控制简单清晰，底部福马轮设计， 移动固定以及水平调节轻便。