本發(fā)明涉及蒸汽壓縮機(jī)，特別涉及一種小溫升離心蒸汽壓縮裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)Νh(huán)保與節(jié)能要求的不斷提高，mvr（機(jī)械蒸汽再壓縮）系統(tǒng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工以及廢水處理等領(lǐng)域。

2、mvr系統(tǒng)技術(shù)，是利用蒸發(fā)系統(tǒng)自身產(chǎn)生的二次蒸汽及其能量，通過(guò)壓縮機(jī)的機(jī)械做功，將低品位的蒸汽提升為高品位的蒸汽熱源，以替代新鮮蒸汽。如此循環(huán)向蒸發(fā)系統(tǒng)提供熱能，從而實(shí)現(xiàn)能量高效回收利用的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。

3、其中，mvr技術(shù)的核心設(shè)備為蒸汽壓縮機(jī)，特別地，離心式蒸汽壓縮機(jī)憑借其大流量、高效無(wú)油和維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)越性能，被越來(lái)越多地運(yùn)用于mvr系統(tǒng)。目前，mvr系統(tǒng)所使用的離心壓縮機(jī)，多采用增速箱來(lái)增速傳動(dòng)，以提高壓縮機(jī)內(nèi)部葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。

4、然而，由于增速箱的功率損耗，使得整機(jī)效率降低，設(shè)備維保環(huán)節(jié)增加；同時(shí)，帶有增速箱的離心壓縮機(jī)因轉(zhuǎn)速較高，其設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音也比較大。

5、其次，壓縮機(jī)內(nèi)部的葉輪與驅(qū)動(dòng)器（電機(jī)）之間通過(guò)轉(zhuǎn)軸相連，而轉(zhuǎn)軸會(huì)從壓縮機(jī)上的靜子部件（蝸殼）上的密封部件中穿過(guò)，密封部件用于防止蒸汽泄漏；但是傳統(tǒng)離心蒸汽壓縮機(jī)未充分考慮熱變形對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行所帶來(lái)的影響，靜子部件（蝸殼）變形后會(huì)造成轉(zhuǎn)軸與靜子部件發(fā)生相對(duì)偏移，導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸與軸孔內(nèi)的密封部件偏心接觸，從而導(dǎo)致密封部件單側(cè)發(fā)生嚴(yán)重磨損，進(jìn)而容易導(dǎo)致密封效果下降，容易引起蒸汽泄漏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種小溫升離心蒸汽壓縮裝置。

2、本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：小溫升離心蒸汽壓縮裝置，包括壓縮元件、驅(qū)動(dòng)器，壓縮元件的進(jìn)口和出口均與進(jìn)口管道進(jìn)和出口管道相連，進(jìn)口管道和出口管道之間設(shè)有放空管道，放空管道上設(shè)有放空閥；蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮元件后的溫升小于10℃；

3、所述壓縮元件包括蝸殼和設(shè)置在蝸殼內(nèi)的葉輪，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)主軸與葉輪相連并驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)；蝸殼通過(guò)支撐體進(jìn)行支撐，支撐體與蝸殼的連接點(diǎn)與主軸中心的高度一致。

4、作為優(yōu)選，根據(jù)進(jìn)汽量和壓比計(jì)算葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速，葉輪的轉(zhuǎn)速n的計(jì)算公式如下：

5、；

6、式中，n為葉輪的轉(zhuǎn)速,為流量系數(shù)，為葉輪的圓周速度，為進(jìn)汽量；

7、葉輪的直徑d2的計(jì)算公式如下：

8、；

9、其中，葉輪的圓周速度的計(jì)算公式如下：

10、；

11、式中，為能量頭，為能量頭系數(shù)；

12、能量頭的計(jì)算公式如下：

13、；

14、式中，ε為壓比，σ為指數(shù)系數(shù)，t1為進(jìn)汽溫度，為氣體常數(shù)。

15、作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)器為變頻電機(jī)。

16、作為優(yōu)選，所述蝸殼的進(jìn)口處設(shè)有集流器，集流器上設(shè)有用于對(duì)蒸汽進(jìn)行減溫的噴水裝置。

17、作為優(yōu)選，在通過(guò)噴水裝置對(duì)蒸汽進(jìn)行噴水減溫時(shí)，減溫水量d的計(jì)算公式如下：

18、d?=((h2-h1)/η+?h1-?h2’)?×d×0.95/(h2’-hs)；

19、其中，h1為進(jìn)口蒸汽的焓值，h2為出口蒸汽的焓值，h2’為出口飽和蒸汽的焓值，η為絕熱效率，hs為減溫水的焓值；d為蒸汽蒸發(fā)量。

20、作為優(yōu)選，當(dāng)壓縮元件的運(yùn)行工況靠近喘振線(xiàn)時(shí)，打開(kāi)放空閥并調(diào)節(jié)放空閥的開(kāi)度，部分從出口管道排出的蒸汽經(jīng)過(guò)放空管道和進(jìn)口管道回流至壓縮元件的進(jìn)口，以降低壓縮元件的喘振。

21、作為優(yōu)選，葉輪與驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)主軸相連，蝸殼上設(shè)有可使主軸穿入的主軸孔；主軸孔的外側(cè)設(shè)有氣封，氣封呈環(huán)狀，主軸從氣封中穿過(guò)，氣封與蝸殼固定連接；氣封內(nèi)側(cè)采用碳環(huán)密封或迷宮密封方式與主軸相配合；

22、氣封上設(shè)有充氣口、抽氣口和排水口，充氣口、抽氣口和排水口均貫通氣封的內(nèi)側(cè)表面，排水口位于氣封的下側(cè)；

23、當(dāng)壓縮元件的內(nèi)部壓力低于大氣壓時(shí)，向氣封的充氣口充入潔凈的蒸汽，充氣的蒸汽壓力比壓縮元件的出口蒸汽壓力高10-20kpa；

24、當(dāng)壓縮元件的內(nèi)部壓力大于大氣壓時(shí)，通過(guò)抽氣口對(duì)軸封內(nèi)側(cè)進(jìn)行抽氣，并將抽出的蒸汽引到進(jìn)口管道中；

25、作為優(yōu)選，所述主軸安裝在軸承座上，主軸上套設(shè)有擋氣板，擋氣板位于氣封和軸承座之間，擋氣板與主軸同軸設(shè)置，擋氣板位于氣封的一側(cè)，擋氣板上靠近氣封的一側(cè)設(shè)有若干個(gè)螺旋槽，螺旋槽的旋向與主軸的旋轉(zhuǎn)方向一致，螺旋槽以圓形陣列的方式分布在擋氣板上；擋氣板的外圍設(shè)有擋氣板護(hù)罩，擋氣板護(hù)罩的下端延伸至氣封上的排水口處。

26、作為優(yōu)選，所述蝸殼的下端設(shè)有排水裝置。

27、本發(fā)明的有益效果是：

28、1、本發(fā)明中，蒸汽在經(jīng)過(guò)壓縮元件后的溫升小于10℃，屬于小溫、升范圍，要實(shí)現(xiàn)它，通過(guò)相對(duì)較低的葉輪轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)，由于葉輪轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，故無(wú)需使用齒輪箱增速即可達(dá)到，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與葉輪直連即可；這樣便省去了中間齒輪箱，降低了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度以及制造成本，同時(shí)也降低了維護(hù)成本；并且較低的葉輪轉(zhuǎn)速也降低了壓縮元件在運(yùn)行時(shí)的噪音。

29、2、本發(fā)明中，通過(guò)支撐體對(duì)蝸殼進(jìn)行支撐，支撐體與設(shè)備基礎(chǔ)相連，使支撐體的位置保持固定；支撐體支撐在蝸殼上與主軸中心高度一致的位置（蝸殼的水平中分面）處，而蝸殼上其余的位置處處于懸空狀態(tài)（未得到支撐），這樣的好處是：蝸殼在受熱發(fā)生變形時(shí)，蝸殼的變形是由軸心沿徑向向四周擴(kuò)散，而蝸殼軸心位置幾乎不變，也就是說(shuō)，即使蝸殼在發(fā)生熱變形時(shí)，蝸殼的軸心位置與主軸始終保持同心狀態(tài)，這樣主軸不會(huì)與蝸殼上的密封部件發(fā)生偏心接觸，從而避免密封部件受到嚴(yán)重的單側(cè)磨損而造成密封性下降，進(jìn)而有效防止蒸汽泄漏。

30、3、本發(fā)明提供的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行高效，維護(hù)費(fèi)用低，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于mvr蒸發(fā)系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

1.小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，包括壓縮元件、驅(qū)動(dòng)器，壓縮元件的進(jìn)口和出口均與進(jìn)口管道進(jìn)和出口管道相連，進(jìn)口管道和出口管道之間設(shè)有放空管道，放空管道上設(shè)有放空閥；蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮元件后的溫升小于10℃；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，根據(jù)進(jìn)汽量和壓比計(jì)算葉輪的直徑和轉(zhuǎn)速，葉輪的轉(zhuǎn)速n的計(jì)算公式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器為變頻電機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，所述蝸殼的進(jìn)口處設(shè)有集流器，集流器上設(shè)有用于對(duì)蒸汽進(jìn)行減溫的噴水裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，在通過(guò)噴水裝置對(duì)蒸汽進(jìn)行噴水減溫時(shí)，減溫水量d的計(jì)算公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，當(dāng)壓縮元件的運(yùn)行工況靠近喘振線(xiàn)時(shí)，打開(kāi)放空閥并調(diào)節(jié)放空閥的開(kāi)度，部分從出口管道排出的蒸汽經(jīng)過(guò)放空管道和進(jìn)口管道回流至壓縮元件的進(jìn)口，以降低壓縮元件的喘振。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，葉輪與驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)主軸相連，蝸殼上設(shè)有可使主軸穿入的主軸孔；主軸孔的外側(cè)設(shè)有氣封，氣封呈環(huán)狀，主軸從氣封中穿過(guò)，氣封與蝸殼固定連接；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，所述主軸安裝在軸承座上，主軸上套設(shè)有擋氣板，擋氣板位于氣封和軸承座之間，擋氣板與主軸同軸設(shè)置，擋氣板位于氣封的一側(cè)，擋氣板上靠近氣封的一側(cè)設(shè)有若干個(gè)螺旋槽，螺旋槽的旋向與主軸的旋轉(zhuǎn)方向一致，螺旋槽以圓形陣列的方式分布在擋氣板上；擋氣板的外圍設(shè)有擋氣板護(hù)罩，擋氣板護(hù)罩的下端延伸至氣封上的排水口處。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，其特征在于，所述蝸殼的下端設(shè)有排水裝置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了小溫升離心蒸汽壓縮裝置，包括壓縮元件、驅(qū)動(dòng)器，壓縮元件的進(jìn)口和出口均與進(jìn)口管道進(jìn)和出口管道相連，進(jìn)口管道和出口管道之間設(shè)有放空管道，放空管道上設(shè)有放空閥；蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮元件后的溫升小于10℃；壓縮元件包括蝸殼和設(shè)置在蝸殼內(nèi)的葉輪，驅(qū)動(dòng)器通過(guò)主軸與葉輪相連并驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)；蝸殼通過(guò)支撐體進(jìn)行支撐，支撐體與蝸殼的連接點(diǎn)與主軸中心的高度一致。本發(fā)明提供的小溫升離心蒸汽壓縮裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行高效，維護(hù)費(fèi)用低，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于MVR蒸發(fā)系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：羅崇,王德振,黃燕,張樂(lè)飛,陳浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江镕達(dá)永能壓縮機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19