CN116877475B - 用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，本方法针对蒸发结晶罐1破真空出产品或清洗罐体时不产生蒸汽情况，设计了一套蒸汽压缩机不停机的自维持运行方法，保证蒸汽压缩机在蒸发结晶罐不产生蒸汽的情况下也能够在稳定的真空度条件下维持连续运转，从而避免了蒸汽压缩机频繁启停对内部的碳环密封系统造成伤害，提高密封系统的使用寿命，同时也降低了整个工艺操控的复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及制糖技术领域，特别涉及一种用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法。
背景技术
随着用能成本的不断上升，糖业企业也在不断地改进工艺，最大程度上降低能耗。其中，在煮糖真空蒸发结晶工艺环节，需要使用大量蒸汽对进料进行间接加热，使得料液中溶剂水不断蒸发，从而使得料液析出晶体。原有工艺中溶剂水蒸发产生的二次蒸汽通过水冷却系统冷凝为液体，造成了极大的能源浪费。溶剂水蒸发产生的二次蒸汽，可以通过离心式蒸汽压缩机进行升压升温，替代新鲜蒸汽进入到蒸发结晶罐内加热进料，从而节省了新鲜蒸汽成本的同时，也节省了原本用来冷却二次蒸汽的大量循环水。由于蒸发结晶罐进料浓度高，往往需要配备高温升的离心式蒸汽压缩机。一般采用两台单级离心式蒸汽压缩机或单台双级离心式蒸汽压缩机来实现二次蒸汽的提温提压。
煮糖用的蒸发结晶罐一般为间歇式工作，煮糖蒸发结晶完成后需要对蒸发结晶罐进行破真空、出糖及罐体清洗。当多个蒸发结晶罐交替工作时，可持续稳定的在一定流量范围内产生二次蒸汽进入离心式蒸汽压缩机；但是，当出现单个煮糖蒸发罐或多个蒸发罐交替工作无法持续产生二次蒸汽时，在对蒸发结晶罐进行破真空清洗时就需要将离心式蒸汽压缩机停机，待下次需要时再启动。
然而，频繁启停会对离心式蒸汽压缩机的密封件造成伤害，大大降低其使用寿命，其原因是传统的离心式蒸汽压缩机的密封形式多采用石墨环密封，多次启停会造成石墨环磨损严重，导致旋转轴与石墨环之间间隙逐渐变大，直至密封效果失效。另外，每次停机再启动离心式蒸汽压缩机时，都需要先后经历暖机、启机、升速等一系列步骤，这样增加了整套煮糖设备操控的复杂度，尤其是采用两台离心式蒸汽压缩机组串联时，其操控复杂度进一步加大，其原因是采用两台机组串联时，要首先启动第一台机组稳定运行后，再启动第二台机组。
因此，针对煮糖真空蒸发结晶工艺间隙性产二次蒸汽的情况，亟需提供一种能够保证压缩机连续正常稳定运行以提高密封件使用寿命并且降低整套工艺设备操控复杂度的离心式蒸汽压缩机连续运行方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，方法如下：
当蒸发结晶罐正常产蒸汽时，蒸汽通过蒸汽排出管路进入洗涤塔，蒸汽经过洗涤塔的洗涤后进入气液分离器，通过气液分离器分离出蒸汽中的水分；然后蒸汽通过压缩机进口管路到达离心式蒸汽压缩机的进口端，蒸汽在经过离心式蒸汽压缩机的压缩升温后，一部分蒸汽通过返回管道返回蒸发结晶罐中，另一部分蒸汽通过蒸汽回流管路返回至离心式蒸汽压缩机的进口端并与压缩机进口管路中的蒸汽混合，蒸汽回流管路上设置回流管路调节阀，蒸汽在通过回流管路调节阀后处于过热状态；
当蒸发结晶罐不产生蒸汽时，逐渐关闭压缩机进口管路上的压缩机进口管路控制阀和返回管路上的压缩机出口管路控制阀，然后启动与压缩机进口管路相连的进口管路真空设备，通过进口管路真空设备维持离心式蒸汽压缩机进口端的真空度在设定范围之内，通过设置在蒸汽回流管路上的第二喷水减温装置控制离心式蒸汽压缩机的进口端蒸汽温度，通过回流管路调节阀控制离心式蒸汽压缩机的进口端蒸汽压力；当离心式蒸汽压缩机的进、出口端与蒸汽回流管路实现平衡自维持状态使离心式蒸汽压缩机实现持续平稳运行；
当蒸发结晶罐恢复正常运行并开始产生蒸汽时，逐渐打开压缩机进口管路上的压缩机进口管路控制阀和返回管路上的压缩机出口管路控制阀，并逐渐停止进口管路真空设备的运行，使离心式蒸汽压缩机逐渐退出自维持状态并平稳切换到正常运行状态。
作为优选，蒸汽在经过气液分离器后，蒸汽干度达到0.995以上。
作为优选，蒸汽在通过回流管路调节阀后具有3-5度的过热度。
作为优选，当蒸汽回流管路中的蒸汽超出过热度范围上限时，通过设置在蒸汽回流管路上的第二喷水减温装置对蒸汽回流管路中的蒸汽进行降温，使蒸汽过热度稳定维持在3-5度之间。
作为优选，离心式蒸汽压缩机进口端真空度的设定范围为70千帕-77千帕。
作为优选，当压缩机进口蒸汽真空度超过77千帕时，通过设置在压缩机进口管路上的蒸汽补气口进行补汽，降低离心式蒸汽压缩机进口端的真空度。
作为优选，蒸汽排出管路上设有罐体顶部管路蒸汽控制阀和罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表，通过罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表监测蒸汽排出管路中的蒸汽压力和蒸汽温度，通过罐体顶部管路蒸汽控制阀控制蒸汽排出管路中的蒸汽压力。
作为优选，返回管路上设有第一喷水减温装置；当蒸发结晶罐不产生二次蒸汽且逐渐关闭压缩机进口管路上的压缩机进口管路控制阀和返回管路上的压缩机出口管路控制阀时，通过第一喷水减温装置降低进入蒸发结晶罐的蒸汽温度。
本发明的有益效果是：
1、本发明中设有洗涤塔和气液分离器，洗涤塔能够保证进入到离心式蒸汽压缩机的蒸汽是干净的，从而避免了压缩机转动部件离心叶轮上黏附糖分引起机组振动超标，实现离心式蒸汽压缩机的连续稳定运行；气液分离器能够保证进入到压缩机的蒸汽仅含有极少量的水分，并通过蒸汽回流管路引入增温增压后的蒸汽加入，保证进入离心式蒸汽压缩机的蒸汽处于过热状态，避免蒸汽中液滴的存在而对离心式蒸汽压缩机中高速旋转的叶轮叶片造成伤害，提高叶轮叶片的使用寿命。
2、本发明针对蒸发结晶罐破真空出产品或清洗罐体时不产生蒸汽情况，设计了一套蒸汽压缩机不停机的自维持运行方法，保证蒸汽压缩机在蒸发结晶罐不产生蒸汽的情况下也能够在稳定的真空度条件下维持连续运转，从而避免了蒸汽压缩机频繁启停对内部的碳环密封系统造成伤害，提高密封系统的使用寿命，同时也降低了整个系统操控的复杂度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、蒸发结晶罐，2、洗涤塔，3、气液分离器，4、离心式蒸汽压缩机，5、第一喷水减温装置，6、第二喷水减温装置，7、罐体顶部管路蒸汽控制阀，8、压缩机进口管路控制阀，9、蒸汽补气口，10、压缩机出口管路控制阀，11、回流管路调节阀，12、进料控制阀，13、出料控制阀，14、蒸汽冷凝液出口，15、洗涤塔排污口，16、气液分离器排污口，17、罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表，18、压缩机进口蒸汽压力温度监测仪表，19、进料口，20、出料口，21、蒸发结晶罐真空设备，22、进口管路真空设备，23、蒸汽回流管路，24、压缩机进口管路，25、蒸汽排出管路，26、返回管路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
如图1所示，本发明的结构包括蒸发结晶罐1、蒸汽压缩机4、洗涤塔2、气液分离器3。其中，蒸发结晶罐1的上端设有蒸汽出口；蒸发结晶罐1上设有进料管和出料管，进料管和出料管设置在蒸发结晶罐1的下部。进料管的一端与蒸发结晶罐1相连，进料管的另一端设有进料口19；进料管上设有进料控制阀12；出料管的一端与蒸发结晶罐1相连，出料管的另一端设有出料口20，出料管上设有出料控制阀13。蒸发结晶罐1上设有蒸汽冷凝液出口14。蒸发结晶罐1上设有蒸汽冷凝液出口14还连接蒸发结晶罐真空设备21，通过蒸发结晶罐真空设备21维持蒸发结晶罐内部的真空度。
蒸发结晶罐1的蒸汽出口通过蒸汽排出管路25与洗涤塔2的进口相连，蒸汽排出管路25上设有罐体顶部管路蒸汽控制阀7和罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表17，通过罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表17监测蒸汽排出管路25中的蒸汽压力和蒸汽温度，通过罐体顶部管路蒸汽控制阀控制蒸汽排出管路中的蒸汽压力。洗涤塔2的出口与气液分离器3的进口相连，气液分离器3的出口通过压缩机进口管路24与蒸汽压缩机4的进口相连。洗涤塔2上设有洗涤塔排污口15，气液分离器3上设有气液分离器排污口16。
蒸汽压缩机4的出口通过返回管路26与蒸发结晶罐1的蒸汽进口相连。返回管路26与压缩机进口管路24之间设有蒸汽回流管路23。蒸汽回流管路23上设有回流管路调节阀11和第二喷水减温装置6。
蒸汽回流管路23上设有进口管路真空设备22和蒸汽补气口9，进口管路真空设备位于蒸汽回流管路23与压缩机进口管路24相连点以及蒸汽压缩机4的进口之间，蒸汽补气口9位于蒸汽回流管路23与压缩机进口管路24相连点以及气液分离器3的出口之间。
压缩机进口管路24上设有压缩机进口管路控制阀8和压缩机进口蒸汽压力温度监测仪表18，压缩机进口蒸汽压力温度监测仪表18位于蒸汽压缩机4的进口端。压缩机进口蒸汽压力温度监测仪表18用于监测蒸汽压缩机4进口端蒸汽的温度和压力。
返回管路26上设有第一喷水减温装置5和压缩机出口管路控制阀10。
一种用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，方法如下：
当蒸发结晶罐1正常产蒸汽时，蒸汽通过蒸汽排出管路25进入洗涤塔2，洗涤塔2将蒸汽内含有的糖分洗涤出来，防止带糖蒸汽进入压缩机后黏附在离心叶轮上，因为离心叶轮上黏附糖分后会破坏其本身的转子稳定性，引起机组振动值超标造成压缩机停车；蒸汽经过洗涤塔2的洗涤后进入气液分离器3，通过气液分离器3分离出蒸汽中的水分；蒸汽在经过气液分离器3后，蒸汽干度达到0.995以上；然后蒸汽通过压缩机进口管路24到达离心式蒸汽压缩机4的进口端，蒸汽在经过离心式蒸汽压缩机4的压缩升温后，一部分蒸汽通过返回管道返回蒸发结晶罐1中，另一部分蒸汽通过蒸汽回流管路23返回至离心式蒸汽压缩机4的进口端并与压缩机进口管路24中的蒸汽混合，蒸汽回流管路23上设置回流管路调节阀11，蒸汽在通过回流管路调节阀11后处于过热状态。
其中，蒸汽回流管路23上的回流管路调节阀11保持一定的开度，蒸汽在通过回流管路调节阀11后具有3-5度的过热度；当蒸汽回流管路23中的蒸汽超出过热度范围上限时，通过设置在蒸汽回流管路23上的第二喷水减温装置6对蒸汽回流管路23中的蒸汽进行降温，使蒸汽过热度稳定维持在3-5度之间。
当蒸发结晶罐1不产生蒸汽时，逐渐关闭压缩机进口管路24上的压缩机进口管路控制阀8和返回管路26上的压缩机出口管路控制阀10；在这过程中，通过第一喷水减温装置5降低进入蒸发结晶罐1的蒸汽温度；然后启动与压缩机进口管路24相连的进口管路真空设备22，通过进口管路真空设备22维持离心式蒸汽压缩机4进口端的真空度在设定范围之内；本发明中，离心式蒸汽压缩机4进口端真空度的设定范围为70千帕-77千帕；通过回流管路调节阀11控制离心式蒸汽压缩机4的进口端蒸汽压力，当压缩机进口蒸汽真空度高于77千帕(即实际蒸汽压力低于77千帕)时，通过设置在压缩机进口管路24上的蒸汽补气口9进行补汽，降低离心式蒸汽压缩机4进口端的真空度；通过设置在蒸汽回流管路23上的第二喷水减温装置6控制离心式蒸汽压缩机4的进口端蒸汽温度；当离心式蒸汽压缩机4的进、出口端与蒸汽回流管路23实现平衡自维持状态使离心式蒸汽压缩机4实现持续平稳运行；
当蒸发结晶罐1恢复正常运行并开始产生蒸汽时，逐渐打开压缩机进口管路24上的压缩机进口管路控制阀8和返回管路26上的压缩机出口管路控制阀10，并逐渐停止进口管路真空设备22的运行，使离心式蒸汽压缩机4逐渐退出自维持状态并平稳切换到正常运行状态。
本发明具有以下优点：
1、本发明中设有洗涤塔2和气液分离器3，洗涤塔2能够保证进入到离心式蒸汽压缩机4的蒸汽是干净的，从而避免了压缩机转动部件离心叶轮上黏附糖分引起机组振动超标，实现离心式蒸汽压缩机4的连续稳定运行；气液分离器3能够保证进入到压缩机的蒸汽仅含有极少量的水分，并通过蒸汽回流管路23引入增温增压后的蒸汽加入，保证进入离心式蒸汽压缩机4的蒸汽处于过热状态，避免蒸汽中液滴的存在而对离心式蒸汽压缩机4中高速旋转的叶轮叶片造成伤害，提高叶轮叶片的使用寿命。
2、本发明针对蒸发结晶罐1破真空出产品或清洗罐体时不产生蒸汽情况，设计了一套蒸汽压缩机不停机的自维持运行方法，保证蒸汽压缩机在蒸发结晶罐1不产生蒸汽的情况下也能够在稳定的真空度条件下维持连续运转，从而避免了蒸汽压缩机频繁启停对内部的碳环密封系统造成伤害，提高密封系统的使用寿命，同时也降低了整个工艺操控的复杂度。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，方法如下：
当蒸发结晶罐正常产蒸汽时，蒸汽通过蒸汽排出管路进入洗涤塔，蒸汽经过洗涤塔的洗涤后进入气液分离器，通过气液分离器分离出蒸汽中的水分；然后蒸汽通过压缩机进口管路到达离心式蒸汽压缩机的进口端，蒸汽在经过离心式蒸汽压缩机的压缩升温后，一部分蒸汽通过返回管道返回蒸发结晶罐中，另一部分蒸汽通过蒸汽回流管路返回至离心式蒸汽压缩机的进口端并与压缩机进口管路中的蒸汽混合，蒸汽回流管路上设置回流管路调节阀，蒸汽在通过回流管路调节阀后处于过热状态；
当蒸发结晶罐不产生蒸汽时，逐渐关闭压缩机进口管路上的压缩机进口管路控制阀和返回管路上的压缩机出口管路控制阀，然后启动与压缩机进口管路相连的进口管路真空设备，通过进口管路真空设备维持离心式蒸汽压缩机进口端的真空度在设定范围之内，通过设置在蒸汽回流管路上的第二喷水减温装置控制离心式蒸汽压缩机的进口端蒸汽温度，通过回流管路调节阀控制离心式蒸汽压缩机的进口端蒸汽压力；当离心式蒸汽压缩机的进、出口端与蒸汽回流管路实现平衡自维持状态使离心式蒸汽压缩机实现持续平稳运行；
当蒸发结晶罐恢复正常运行并开始产生蒸汽时，逐渐打开压缩机进口管路上的压缩机进口管路控制阀和返回管路上的压缩机出口管路控制阀，并逐渐停止进口管路真空设备的运行，使离心式蒸汽压缩机逐渐退出自维持状态并平稳切换到正常运行状态。
2.根据权利要求1所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，蒸汽在经过气液分离器后，蒸汽干度达到0.995以上。
3.根据权利要求1所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，蒸汽在通过回流管路调节阀后具有3-5度的过热度。
4.根据权利要求3所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，当蒸汽回流管路中的蒸汽超出过热度范围上限时，通过设置在蒸汽回流管路上的第二喷水减温装置对蒸汽回流管路中的蒸汽进行降温，使蒸汽过热度稳定维持在3-5度之间。
5.根据权利要求1所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，离心式蒸汽压缩机进口端真空度的设定范围为70千帕-77千帕。
6.根据权利要求5所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，当压缩机进口蒸汽真空度超过77千帕时，通过设置在压缩机进口管路上的蒸汽补气口进行补汽，降低离心式蒸汽压缩机进口端的真空度。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，蒸汽排出管路上设有罐体顶部管路蒸汽控制阀和罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表，通过罐体顶部蒸汽压力温度监测仪表监测蒸汽排出管路中的蒸汽压力和蒸汽温度，通过罐体顶部管路蒸汽控制阀控制蒸汽排出管路中的蒸汽压力。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的用于煮糖蒸发结晶工艺的离心式蒸汽压缩机连续运行方法，其特征在于，返回管路上设有第一喷水减温装置；当蒸发结晶罐不产生二次蒸汽且逐渐关闭压缩机进口管路上的压缩机进口管路控制阀和返回管路上的压缩机出口管路控制阀时，通过第一喷水减温装置降低进入蒸发结晶罐的蒸汽温度。
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2023
- 2023-09-06 CN CN202311141292.6A patent/CN116877475B/zh active Active
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