CN107654393A - 离心透平压缩机自动排水的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离心透平压缩机自动排水的系统和方法；该系统包括离心透平压缩机、排水罐、排水泵和控制电路，离心透平压缩机的转轴与其蜗壳之间采用迷宫密封，蜗壳上设有一次蒸汽管道、二次蒸汽管道、冷却水管道、出气口和排水口；冷凝水管道将排水罐与蜗壳相连通，使蜗壳之迷宫密封槽内的冷凝水流出到排水罐内；积水管道将蜗壳底部的排水口与排水罐相连通，使蜗壳内的积水流出到排水罐内；总出水管道将排水罐底部的出水口与排水泵相连通，当排水罐内的储水量达到设定水位值时，控制电路使排水泵启动工作，将排水罐内的水排空。本发明离心透平压缩机自动排水的系统具有操作简单、安全稳定和品质好等优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及蒸汽离心压缩机，特别涉及离心透平压缩机自动排水系统,以及离心透平压缩机自动排水的方法。
【背景技术】
透平压缩机是具有高速旋转叶轮的动力式压缩机，其基本工作原理是由装于转轴上带有叶片的工作轮(简称叶轮)在驱动机的驱动下做高速旋转，通过高速转动的叶轮把吸入在叶轮之各叶片间的气体以离心形式高速度甩出去,气体在被甩出的过程中, 叶轮之各叶片对气体做功使气体产生加速度而获得动能，经扩压流动减速将动能转变为压力能，从而提高气体压力；同时气体温度也相应提高；经过多级组合，也可以有中间冷却的多段组合，甚至多缸组合压缩使气体压力增倍，从而达到工况要求。在压缩过程中，气体流动是连续的。透平压缩机是在通风机的基础上发展起来的。它广泛用于各种工艺过程中输送空气和各种气体，并提高其压力。
透平压缩机的叶轮高速旋转过程中，叶轮易受水滴和/或颗粒等杂质的影响；即使采用既抗腐蚀又具有高强度的钛合金叶轮，若长期受到水滴和/或颗粒等杂质的击打，叶轮也会受到磨损侵蚀，进而影响到压缩机的运行精度，缩短压缩机的使用寿命。本发明所说的高速是指转速至少达到7000转/分。
目前，应用于蒸发浓缩结晶等领域的强制循环蒸发器，其压缩机需对二次蒸汽进行压缩再循环，部分二次蒸汽易雾化凝结成水滴，对叶轮造成磨损；而且，水积聚在压缩机的蜗壳底部，很容易被高速高压气流夹带进入管路，对压缩机的部件及管路都会造成影响。另外，部分企业摒弃传统的“油”密封形式，采用“气-水”结合的机械密封，虽然可以有效避免系统的冷凝水及蒸汽受到污染，但是该种机械密封的循环冷却水也需要从蜗壳内排出。
现有技术中，压缩机厂家会安装阀门，在压缩机运行前后不定期打开阀门排水，由于压缩机内外压力变化，该种方法容易导致外部空气进入压缩机内，同时该方法也增加了人工操作的工作量，增加了人工操作的安全风险。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种离心透平压缩机自动排水的系统和方法, 能够利用压缩机的高压来实现自动排水，排水系统密闭并且设置有水封，避免外部空气进入，使用安全稳定，具有操作简单、安全稳定和品质好等优点。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
提供一种离心透平压缩机自动排水的系统，包括离心透平压缩机，所述离心透平压缩机的转轴与该离心透平压缩机的蜗壳之间采用迷宫密封, 所述蜗壳上设有供一次蒸汽进入的一次蒸汽管道、供二次蒸汽进入的二次蒸汽管道、供冷却水进入的冷却水管道、供二次蒸汽出气的出气口和底部供积水排出的排水口; 所述离心透平压缩机自动排水的系统还包括排水罐、排水泵和控制该排水泵工作的控制电路;冷凝水管道将所述排水罐与所述蜗壳相连通,使所述蜗壳之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐内;积水管道将所述蜗壳底部的排水口与所述排水罐相连通,使所述蜗壳内的积水流出到所述排水罐内;总出水管道将所述排水罐底部的出水口与所述排水泵相连通, 当所述排水罐内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵启动工作，将所述排水罐内的水排空。
所述离心透平压缩机自动排水的系统还包括与所述二次蒸汽管道相连通的积水槽，使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽内。
为了使积水槽内的积水及时自动地排出,所述积水槽采用积水槽管道与所述排水罐相连通，使所述积水槽内的积水流出到所述排水罐内。
所述积水槽管道在靠近所述排水罐时设置成U型弯管。
本发明还提供了一种离心透平压缩机自动排水的方法, 所述方法包括以下步骤：
将离心透平压缩机的转轴与该离心透平压缩机的蜗壳之间设置成迷宫密封，在所述蜗壳上设置供一次蒸汽进入的一次蒸汽管道、供二次蒸汽进入的二次蒸汽管道、供冷却水进入的冷却水管道、供二次蒸汽出气的出气口和底部供积水排出的排水口；
设置排水罐、排水泵和控制该排水泵工作的控制电路;用冷凝水管道将所述排水罐与所述蜗壳相连通,使所述蜗壳之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐内;用积水管道将所述蜗壳底部的排水口与所述排水罐相连通,使所述蜗壳内的积水流出到所述排水罐内;用总出水管道将所述排水罐底部的出水口与所述排水泵相连通, 当所述排水罐内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵启动工作，将所述排水罐内的水排空。
本发明所述方法还包括步骤，设置与所述二次蒸汽管道相连通的积水槽，使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽内。采用积水槽管道将所述积水槽与所述排水罐相连通，使所述积水槽内的积水流出到所述排水罐内。在靠近所述排水罐时，所述积水槽管道设置成U型弯管。
同现有技术相比较，本发明离心透平压缩机自动排水的系统和方法的有益效果在于：
一、本发明利用压缩机与排水罐的压力差，使压缩机之蜗壳的积水和迷宫密封的冷凝水自动排入排水罐内，不需要人工手动排水操作，提升了蒸发系统的效率，排水时间及频率灵活可调，不受压缩机运行或停机状态影响，排水系统整体密闭，确保排水安全稳定运行；
二、由于在压缩机的二次蒸汽管道上设置了积水槽，使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽内，确保了进入压缩机之蜗壳内的二次蒸汽纯净，没有液滴和杂质，从而了减少压缩机之叶轮和其它内部构件的磨损机率和强度，提高了压缩机运行的稳定性，节省了压缩机的长期维护保养的成本；
三、并采用积水槽管道将积水槽与排水罐相连通，使所述积水槽内的积水及时自动地排出到排水罐；
四、在靠近所述排水罐的地方将积水槽管道设置成U型弯管，使排水罐内压力平衡，避免二次蒸汽通过排水罐进入到压缩机的蜗壳内。
综上所述，本发明离心透平压缩机自动排水的系统和方法，能够利用压缩机的高压来实现自动排水，排水系统密闭并且设置有水封，避免外部空气进入，使用安全稳定，具有操作简单、安全稳定和品质好等优点。
【附图说明】
图1是本发明离心透平压缩机自动排水的系统之简易原理示意图。
【具体实施方式】
下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1, 一种离心透平压缩机自动排水的系统,包括离心透平压缩机10，所述离心透平压缩机10的转轴11与该离心透平压缩机10的蜗壳12之间采用迷宫密封（未画出,该迷宫密封的具体结构是现有技术,在此不再赘述）, 所述蜗壳12上设有供一次蒸汽进入的一次蒸汽管道121、供二次蒸汽进入的二次蒸汽管道122、供冷却水进入的冷却水管道123、供二次蒸汽出气的出气口124和底部供积水排出的排水口125; 所述离心透平压缩机自动排水的系统还包括排水罐90、排水泵80和控制该排水泵80工作的控制电路（未画出）;冷凝水管道99将所述排水罐90与所述蜗壳12相连通,使所述蜗壳12之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐90内;积水管道98将所述蜗壳12底部的排水口125与所述排水罐90相连通,使所述蜗壳12内的积水流出到所述排水罐90内;总出水管道97将所述排水罐90底部的出水口与所述排水泵80相连通, 当所述排水罐90内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵80启动工作，将所述排水罐90内的水排空。
本发明控制电路有两个功能:一是当所述排水罐90内的储水量达到设定水位值时,使所述排水泵80启动工作;二是所述排水罐90内的水排空后,使所述排水泵80停止工作;因此只要满足上述两个功能的具体电路都可以,这对于本技术领域的技术人员是很容易实现的,在此不再赘述。
参见图1,所述离心透平压缩机自动排水的系统还包括与所述二次蒸汽管道122相连通的积水槽70，使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道122传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽70内。由于在压缩机的二次蒸汽管道122上设置了积水槽70，使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道122传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽70内，确保了进入压缩机之蜗壳12内的二次蒸汽纯净，没有液滴和杂质，从而了减少压缩机之叶轮和其它内部构件的磨损机率和强度，提高了压缩机运行的稳定性，节省了压缩机的长期维护保养的成本。
参见图1, 为了使积水槽70内的积水及时自动地排出,所述积水槽70采用积水槽管道96与所述排水罐90相连通，使所述积水槽70内的积水流出到所述排水罐90内。
参照图1，所述积水槽管道96在靠近所述排水罐90时设置成U型弯管969；U型弯管969的作用是使排水罐90内压力平衡，避免二次蒸汽通过排水罐90进入到压缩机的蜗壳12内。
参见图1，本发明还提供了一种离心透平压缩机自动排水的方法, 所述方法包括以下步骤：
将离心透平压缩机10的转轴11与该离心透平压缩机10的蜗壳12之间设置成迷宫密封，在所述蜗壳12上设置供一次蒸汽进入的一次蒸汽管道121、供二次蒸汽进入的二次蒸汽管道122、供冷却水进入的冷却水管道123、供二次蒸汽出气的出气口124和底部供积水排出的排水口125；
设置排水罐90、排水泵80和控制该排水泵80工作的控制电路;用冷凝水管道99将所述排水罐90与所述蜗壳12相连通,使所述蜗壳12之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐90内;用积水管道98将所述蜗壳12底部的排水口125与所述排水罐90相连通,使所述蜗壳12内的积水流出到所述排水罐90内;用总出水管道97将所述排水罐90底部的出水口与所述排水泵80相连通, 当所述排水罐90内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵80启动工作，将所述排水罐90内的水排空。
本发明所述方法还包括步骤，设置与所述二次蒸汽管道122相连通的积水槽70，使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道122传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽70内。采用积水槽管道96将所述积水槽70与所述排水罐90相连通，使所述积水槽70内的积水流出到所述排水罐90内。在靠近所述排水罐90时，所述积水槽管道96设置成U型弯管969。
图1中箭头标号A表示一次蒸汽进入，箭头标号B表示二次蒸汽进入，箭头标号C表示冷却水进入，箭头标号D表示二次蒸汽从出气口124出气，箭头标号E表示迷宫密封槽内的冷凝水从冷凝水管道99流出，箭头标号F表示蜗壳12内的积水从积水管道98流出，箭头标号G表示排水罐90内的水从总出水管道97流到排水泵80并按箭头H的方向被排水泵80排出，箭头标号I表示积水槽70内的积水流出到排水罐90内。
本发明的冷却水进入压缩机的蜗壳12内后，在气流的带动，没有雾化的水滴喷淋进入压缩机的蜗壳12内部，使蜗壳降温，并最终通过蜗壳12底部的排水口125流到排水罐90内，从而防止蜗壳12积水。
本发明的一次蒸汽进入到蜗壳12与转轴11的迷宫密封层后，一次蒸汽进入压缩机内部大部分用于升温加热，一小部分一次蒸汽余热被冷凝形成冷凝水，冷凝水在迷宫密封槽内积存，在迷宫密封槽的底部设有排水孔外接到冷凝水管道99，使所述蜗壳12之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐90内，以便及时排出。
本发明的压缩机之蜗壳12的积水和迷宫密封的冷凝水分别汇入到排水罐90内，由于压缩机内部压力高于各管道和排水罐90的压力，压缩机之蜗壳12的积水和迷宫密封的冷凝水被自动排入到排水罐90内；当排水罐90内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵80启动工作，将所述排水罐90内的水排空。不需要人工手动排水操作，提升了蒸发系统的效率，排水时间及频率灵活可调，不受压缩机运行或停机状态影响，排水系统整体密闭，确保排水安全稳定运行。
在本发明中，为了便于操作和维修,一次蒸汽管道121、二次蒸汽管道122、冷却水管道123、出气口124、排水口125、积水槽管道96、总出水管道97、积水管道98和冷凝水管道99等上都可以设置控制流量的阀门。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种离心透平压缩机自动排水的系统，包括离心透平压缩机(10)，所述离心透平压缩机(10)的转轴(11)与该离心透平压缩机(10)的蜗壳(12)之间采用迷宫密封，所述蜗壳(12)上设有供一次蒸汽进入的一次蒸汽管道(121)、供二次蒸汽进入的二次蒸汽管道(122)、供冷却水进入的冷却水管道(123)、供二次蒸汽出气的出气口(124)和底部供积水排出的排水口(125)；其特征在于：
还包括排水罐(90)、排水泵(80)和控制该排水泵(80)工作的控制电路；冷凝水管道(99)将所述排水罐(90)与所述蜗壳(12)相连通，使所述蜗壳(12)之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐(90)内；积水管道(98)将所述蜗壳(12)底部的排水口(125)与所述排水罐(90)相连通，使所述蜗壳(12)内的积水流出到所述排水罐(90)内；总出水管道(97)将所述排水罐(90)底部的出水口与所述排水泵(80)相连通，当所述排水罐(90)内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵(80)启动工作，将所述排水罐(90)内的水排空。
2.根据权利要求1所述的离心透平压缩机自动排水的系统，其特征在于：
还包括与所述二次蒸汽管道(122)相连通的积水槽（70），使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道(122)传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽（70）内。
3.根据权利要求2所述的离心透平压缩机自动排水的系统，其特征在于：
所述积水槽（70）采用积水槽管道（96）与所述排水罐(90)相连通，使所述积水槽（70）内的积水流出到所述排水罐(90)内。
4.根据权利要求3所述的离心透平压缩机自动排水的系统，其特征在于：
所述积水槽管道（96）在靠近所述排水罐(90)时设置成U型弯管（969）。
5.一种离心透平压缩机自动排水的方法,所述方法包括以下步骤：
将离心透平压缩机(10)的转轴(11)与该离心透平压缩机(10)的蜗壳(12)之间设置成迷宫密封，在所述蜗壳(12)上设置供一次蒸汽进入的一次蒸汽管道(121)、供二次蒸汽进入的二次蒸汽管道(122)、供冷却水进入的冷却水管道(123)、供二次蒸汽出气的出气口(124)和底部供积水排出的排水口(125)；
设置排水罐(90)、排水泵(80)和控制该排水泵(80)工作的控制电路；用冷凝水管道(99)将所述排水罐(90)与所述蜗壳(12)相连通，使所述蜗壳(12)之迷宫密封槽内的冷凝水流出到所述排水罐(90)内；用积水管道(98)将所述蜗壳(12)底部的排水口(125)与所述排水罐(90)相连通，使所述蜗壳(12)内的积水流出到所述排水罐(90)内；用总出水管道(97)将所述排水罐(90)底部的出水口与所述排水泵(80)相连通，当所述排水罐(90)内的储水量达到设定水位值时，所述控制电路使所述排水泵(80)启动工作，将所述排水罐(90)内的水排空。
6.根据权利要求5所述的离心透平压缩机自动排水的方法，其特征在于：
还设置与所述二次蒸汽管道(122)相连通的积水槽（70），使二次蒸汽通过所述二次蒸汽管道(122)传输过程中雾化冷凝出的水汇积到该积水槽（70）内。
7.根据权利要求6所述的离心透平压缩机自动排水的方法，其特征在于：
采用积水槽管道（96）将所述积水槽（70）与所述排水罐(90)相连通，使所述积水槽（70）内的积水流出到所述排水罐(90)内。
8.根据权利要求7所述的离心透平压缩机自动排水的方法，其特征在于：
在靠近所述排水罐(90)时，所述积水槽管道（96）设置成U型弯管（969）。
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