CN116906345A - 一种mvr单级高速蒸汽压缩机装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MVR单级高速蒸汽压缩机装置及控制方法,包括:压缩机,压缩机包括蜗壳、叶轮;叶轮内置于蜗壳且配合转动连接,压缩机的一端固定连接有齿轮增速箱,齿轮增速箱提高叶轮的转速,压缩机的另一端设置有喷淋水系统,喷淋水系统包括进水总管、分流管、喷头单元、蒸汽喷管,蒸汽喷管的一端与蜗壳输出端固定连接,蒸汽喷管的另一端周向开设有多个喷头安装孔,喷头安装孔上固定连接有喷头单元,本发明利用高速转动的压缩机对废热排放的二次蒸汽进行再压缩,提高压力和温度从而增加蒸汽焓值,并可在压缩机高温出口处进行水喷淋产生新蒸汽,为后续浓缩工艺提供所需的蒸汽,热效率高、功耗低、无污染、物料适用范围广和运行成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽压缩的技术领域,具体涉及一种MVR单级高速蒸汽压缩机装置及控制方法。
背景技术
随着国内环保要求越来越高,工业废水“零排放”也已逐步实施,一种机械蒸汽再压缩(Mechanical vapor recompression,简称MVR)的高效节能技术已在工业废水处理行业中广泛应用,其具有热效率高、功耗低、无污染、物料适用范围广和运行成本低的优点。
MVR技术是对高盐废水进行浓缩蒸发结晶,蒸发结晶物以固废方式存在,可进行资源回收亦或委托危废中心进行废渣处理等,而此项技术的核心设备是蒸汽压缩机,通过它可以实现蒸发过程中低品位余热的高效回收再利用,具体是对以往当作废热排放的二次蒸汽进行再压缩,提高压力和温度从而增加蒸汽焓值,并可在压缩机高温出口处进行水喷淋产生新蒸汽,为后续浓缩工艺提供所需的蒸汽,待新蒸汽热量充分利用后再次回到压缩机,按此循环。为此,研发一种单级高速离心式蒸汽压缩机装置很有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种MVR单级高速蒸汽压缩机装置及控制方法,解决现有技术中蒸汽压缩的技术领域中的处理废水过程中的热效率低、功耗高等技术问题。
为达到上述技术目的,本发明的技术方案提供一种MVR单级高速蒸汽压缩机装置及控制方法,包括:
压缩机,所述压缩机包括蜗壳、叶轮;所述叶轮内置于所述蜗壳且配合转动连接;所述压缩机的一端固定连接有齿轮增速箱;所述齿轮增速箱提高所述叶轮的转速;所述压缩机的另一端设置有喷淋水系统;所述喷淋水系统包括进水总管、分流管、喷头单元、蒸汽喷管;所述蒸汽喷管的一端与所述蜗壳输出端固定连接;所述蒸汽喷管的另一端周向开设有多个喷头安装孔;所述喷头安装孔上固定连接有喷头单元;所述喷头单元远离所述蒸汽喷管的一端对称固定连通有分流管;其中一个所述喷头单元远离所述蒸汽喷管的一端还固定连通有进水总管;
所述齿轮增速箱的底部固定连接有底座油箱;所述底座油箱的周向开设有清洁孔;所述底座油箱内设置有油箱加热单元及油箱热电偶;所述底座油箱向所述齿轮增速箱提供润滑所需要的油。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
1、该发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置利用所述压缩机将焓值较低的蒸汽进行压缩,提高压力和温度从而增加蒸汽焓值,提高了的蒸汽为后续浓缩工艺提供所需的蒸汽,使其二次利用,其具有热效率高、功耗低、无污染、物料适用范围广和运行成本低的优点。
2、该发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置利用所述喷淋水系统将所述压缩机出口喷出的高压蒸汽进行降温,使其蒸汽达到二次利用的要求,并根据测温单元测量其蒸汽的温度,实时的监测蒸汽的温度及压力,及时反馈给工作人员进行调整,操作自动化。
3、该发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置利用所述齿轮增速箱来提高所述压缩机叶轮的转速,从而达到工作要求,利用其所述底座油箱、冷却器、主供油泵、辅助油泵向所述齿轮增速箱提供冷却后的润滑油,使其齿轮增速箱在润滑油的条件下进行工作,大大提高了该装置的使用寿命。
附图说明
图1是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的系统控制示意图;
图2是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的部分系统示意图;
图3是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的立体结构示意图;
图4是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的斜二轴测立体结构示意图;
图5是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的喷淋水系统结构示意图;
图6是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的主供油泵、辅助油泵安装示意图;
图7是本发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的底座油箱内部结构示意图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7。
本实施例提供了一种MVR单级高速蒸汽压缩机装置,包括:压缩机。
所述压缩机1包括蜗壳11、叶轮12,所述叶轮12内置于所述蜗壳11且配合转动连接,所述压缩机1的一端固定连接有齿轮增速箱2,其中还包括主驱动源3,所述主驱动源3的一端与所述齿轮增速箱2远离所述压缩机1的一端转动连接,在本实施例中,所述主驱动源3选用电机,所述主驱动源3直联所述齿轮增速箱2,所述齿轮增速箱2提高所述叶轮12的转速,所述齿轮增速箱2内有增速齿轮组,其按设计增速比,可使所述压缩机1的叶轮12转速提升至27000转/min左右,其中,电机选用变频电机,可通过变频调节控制,可根据进料量的多少进行蒸汽压缩机的主电机变频调节,也即调节转速,从而生产出相应流量的新蒸汽,高效节能,控制简便。
进一步的,所述压缩机1为单级压缩,离心式,1个叶轮。在本实施例中,所述压缩机1,在高转速做功下,将吸入的低压乏汽(一般在85℃左右)进行压缩,提升其压力和温度,从而提高蒸汽焓值,相当于将原先不可利用的废热蒸汽再次做功加热到新蒸汽的状态,实际情况下所述压缩机1的出口的蒸汽温度为160℃。
所述压缩机1的另一端设置有喷淋水系统4,所述喷淋水系统4包括进水总管41、分流管42、喷头单元43、蒸汽喷管44,所述蒸汽喷管44的一端与所述蜗壳11输出端固定连接,所述蒸汽喷管44的另一端周向开设有多个喷头安装孔44a,所述喷头安装孔44a上固定连接有喷头单元43,所述喷头单元43远离所述蒸汽喷管44的一端对称固定连通有分流管42,其中一个所述喷头单元43远离所述蒸汽喷管44的一端还固定连通有进水总管41。具体地,从所述进水总管1进水,通过所述分流管42进入所述喷头单元43,利用所述喷头单元43将水进行雾化喷出。所述压缩机1喷出的蒸汽经过所述喷淋水系统后,温度为160℃的蒸汽降为105℃的蒸汽,相较于入口温度温升为20℃。
进一步的,所述蒸汽喷管44上设置有蒸汽喷管热电偶45、蒸汽喷管压力传感器46、蒸汽喷管温度表47、蒸汽喷管压力表48;所述蒸汽喷管热电偶45、蒸汽喷管压力传感器46实时监测新蒸汽的参数并传输至中控室,从而控制喷淋水量及通过所述主驱动源3调节所述叶轮12转速改变蒸汽流量,所述蒸汽喷管温度表47、蒸汽喷管压力表48供运行期间巡检时查看。
进一步的,所述齿轮增速箱的底部固定连接有底座油箱5,所述底座油箱5的周向开设有清洁孔51,所述底座油箱5内设置有油箱加热单元52及油箱热电偶53,所述底座油箱5向所述齿轮增速箱2提供润滑所需要的油。所述清洁孔51为了方便后期工作人员对所述底座油箱5进行清洁,其中所述油箱热电偶53用于监测所述底座油箱5中的润滑油的油温,其联锁到中控室,可远程监测油温,设定有高值和低值,当超过高值会报警及停机,当油温过低时不允许启动所述主驱动源3,将其数据传输至所述油箱加热单元52,所述油箱加热单元52自带控温系统,如设定某个温度值,油温低于此温度时会自动加热,加热到这个值时才会自动工作,以应对所述压缩机1在某些寒冷地区油温过低。
进一步的,所述底座油箱5的顶部开设有回油孔54及吸油孔55,所述回油孔54与所述齿轮增速箱4内贯通,所述吸油孔55内插设有吸油管56,所述底座油箱5内设置有多个隔栅板57,多个所述隔栅板57交错排列,所述隔栅板57一侧开设有导流口57a,多个所述导流口57a使得底座油箱5的润滑油分腔室流动,引导润滑后的高温油流经每个隔栅板57的腔室,增大润滑油与所述隔栅板57的接触面积,有助于润滑油逐渐散热降温,也避免所述回油孔54排出的热油与所述吸油孔55处的冷油混合。
进一步的,所述底座油箱5的顶部还设置有抽风组件58,所述抽风组件58的作用是对所述底座油箱5内部润滑油位上方空间的混合气进行抽取外排至大气,使所述底座油箱5内部上方处于微负压环境,防止高温润滑油产生的油雾向外渗漏造成渗油,同时有助于所述底座油箱5内部散热。其中,所述抽风组件58包括抽风管581、油雾分离器582及抽风驱动源583,所述油雾分离器582的底端与所述抽风管583贯通固定连接,所述油雾分离器582的顶端与所述抽风驱动源583的一端固定连接,所述抽风管581远离所述油雾分离器582的一端与所述底座油箱5的内腔贯通。其中,所述油雾分离器582内部装有滤芯,可对油雾进行过滤分离,确保外排气体为洁净热空气,虽仍有微量油分不可避免地排出,但损耗量很小可接受。
进一步的,所述齿轮增速箱2的一侧设置有主供油泵6,所述主供油泵6的转动轴与所述齿轮增速箱2的内部齿轮转动连接以驱动所述主供油泵6工作,所述主供油泵6的吸油端贯通连接有主吸油管61,所述主供油泵6的出油端贯通连接有主出油管62,所述主吸油管61与所述吸油孔55贯通。具体的,所述主供油泵6是集成安装在所述齿轮增速箱2上的,属于机械泵,即通过所述齿轮增速箱2内的副齿轮组驱动轴转动从而带动所述主供油泵6进行泵油。
进一步的,所述底座油箱5的顶部还设置有辅助油泵7,所述辅助油泵7的吸油端贯通连接有辅助吸油管71,所述辅助油泵的出油端贯通连接有辅助出油管72,所述辅助吸油管71与所述吸油孔55贯通。具体的,所述辅助油泵7配电机驱动,安装在所述底座油箱5的顶部,启动前通过程序提前开启并进行润滑油循环,为所述齿轮增速箱2提供润滑,而当机器启机并达到一定转速后所述主供油泵6也已正常运转,此时所述主供油泵6和辅助油泵7在同时工作,润滑油泵送流量和压力会较大,因此在控制程序上会设置启机一段时间后关闭所述辅助油泵7,控制程序上通过设定一个延迟时间T实现。总之,所述辅助油泵7是作为启机润滑油泵,正常开机后关闭,后面由所述主供油泵进行。
进一步的,所述底座油箱5的一侧设置有油冷却器8,所述油冷却器8的进油端通过冷却器进油管81与所述主出油管62及所述辅助出油管72贯通,所述冷却器进油管81、主出油管62及所述辅助出油管72之间设置有三通单元82,所述三通单元82的内部两端设置有单向阀门,所述三通单元82的顶端设置有三通压力表83、三通温度表84,所述三通单元82的侧面设置有溢流阀73管路,实现油压保护,超压时一部分油量溢流回所述底座油箱,所述油冷却器8的另一端通过冷却器出油管85与所述齿轮增速箱2的另一端连通向所述齿轮增速箱2输送润滑油。具体的,所述冷却器8是管壳式换热器,采用水冷交换热量,从所述底座油5箱抽取的是热油,在此处进行换热冷却,冷却水进水口和出水口由现场外接。
进一步的,所述齿轮增速箱2与所述压缩机1之间设置有轴封组件9,所述轴封组件9包括轴封本体91及排液管92,所述轴封本体91的一端与所述齿轮增速箱2的一侧固定连接,所述轴封本体91的另一端与所述压缩机1的一侧固定连接,所述排液管92位于所述轴封本体91的底端,所述排液管92远离所述轴封本体91的一端连接有积液罐,所述轴封本体91的顶端设置有轴封压力传感单元93用于检测所述轴封本体91与所述压缩机2之间的蒸汽压。具体的,所述轴封组件9需用到密封气,选用了蒸汽作为密封气体,其压力需符合设计要求,否则会造成压缩介质泄露,所述轴封压力传感器实时监测密封蒸汽压力值,设有低压和超压的报警值和停机值,联锁至中控系统,对设备安全运行起到保护作用。另外,蒸汽密封后会冷凝成水,从所述轴封本体91的底部排出,在积液罐中积累,当积液罐内积液到一定液位后会泵送到系统进料中进行蒸发浓缩结晶处理。
本实施例还提供了一种采用所述MVR单级高速蒸汽压缩机装置的控制方法,包括齿轮增速箱热电偶101及振动传感器102,所述齿轮箱热电偶101对所述齿轮增速箱2内部轴承进行测温并将其数据传输至中控室,当超过正常值范围时进行停机保护,所述振动传感器102测量所述齿轮增速箱2的振动值,当其超过正常值范围,进行停机保护,所述轴封压力传感单元93对所述轴封本体91内部进行测压判断其是否泄露,从而联控至中控室。
进一步的,还包括冷却器出油管压力表103、冷却器出油管温度表104、冷却器出油管压力传感器105、冷却器出油管温度表108、液位视镜106、液位开关107,所述冷却器出油管压力表103、冷却器出油管温度表104供运行期间巡检时查看;所述冷却器出油管压力传感器105将所述冷却器出油管85的润滑油参数传输至中控室,当超过正常范围值时,中控室控制所述主驱动源3停机;所述液位开关107监测所述底座油箱5的润滑油量并联锁至中控室实现低液位停机保护功能;所述齿轮增速箱热电偶101监测所述齿轮增速箱2内的润滑油温并将其数据传输至所述油箱加热单元52及中控室。
进一步的,还包括蒸汽喷管热电偶45、蒸汽喷管压力传感器46、蒸汽喷管温度表47、蒸汽喷管压力表48;所述蒸汽喷管热电偶45、蒸汽喷管压力传感器46实时监测新蒸汽的参数并传输至中控室,从而控制喷淋水量及通过所述主驱动源3调节所述叶轮12转速改变蒸汽流量;所述蒸汽喷管温度表47、蒸汽喷管压力48表供运行期间巡检时查看。
其中,参考图2,所述油箱热电偶53对所述底座油箱5的油温进行温度监测,当温度过高时,所述油箱热电偶53将数据传输至中控室,中控室控制所述主驱动源3停机保护,若温度过低,将数据传输至加热单元52对润滑油进行加热,直至到正常值范围。所述液位开关107监测所述底座油箱5的润滑油量并联锁至中控室实现低液位停机保护功能,所述齿轮增速箱热电偶101监测所述齿轮增速箱2内的润滑油温并将其数据传输至所述油箱加热单元52及中控室。
工作原理:该发明提供的MVR单级高速蒸汽压缩机装置利用所述压缩机1将低焓值的蒸汽压缩至高焓值的蒸汽,其中在所述蜗壳11的出口设置喷淋水系统4将压缩得到的高焓值蒸汽进行进一步的降温,使得蒸汽能够为后续工作使用,其中所述齿轮增速箱2为提高所述压缩机1的转速,所述压缩机1及所述齿轮增速箱2之间设置轴封组件9为了防止该结构泄压,所述底座油箱5内储存有润滑油,其中底座油箱5内设置若干隔栅板57使得润滑油在所述底座油箱5内沿着流道进行流动,从而增大润滑油与所述隔栅板57之间的接触面积,提升润滑油的散热、冷却效果。其中,所述底座油箱5内的润滑油通过主供油泵6及辅助油泵7泵向所述齿轮增速箱2,润滑所述齿轮增速箱2,提高该装置的使用寿命。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (11)
1.一种MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,包括:
压缩机,所述压缩机包括蜗壳、叶轮;所述叶轮内置于所述蜗壳且配合转动连接;所述压缩机的一端固定连接有齿轮增速箱;所述齿轮增速箱提高所述叶轮的转速;所述压缩机的另一端设置有喷淋水系统;所述喷淋水系统包括进水总管、分流管、喷头单元、蒸汽喷管;所述蒸汽喷管的一端与所述蜗壳输出端固定连接;所述蒸汽喷管的另一端周向开设有多个喷头安装孔;所述喷头安装孔上固定连接有喷头单元;所述喷头单元远离所述蒸汽喷管的一端对称固定连通有分流管;其中一个所述喷头单元远离所述蒸汽喷管的一端还固定连通有进水总管;
所述齿轮增速箱的底部固定连接有底座油箱;所述底座油箱的周向开设有清洁孔;所述底座油箱内设置有油箱加热单元及油箱热电偶;所述底座油箱向所述齿轮增速箱提供润滑所需要的油。
2.根据权利要求1所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,所述底座油箱的顶部开设有回油孔及吸油孔;所述回油孔与所述齿轮增速箱内贯通;所述吸油孔内插设有吸油管;所述底座油箱内设置有多个隔栅板;多个所述隔栅板交错排列;所述隔栅板一侧开设有导流口;多个所述导流口使得底座油箱的润滑油分腔室流动,增大润滑油与所述隔栅板的接触面积。
3.根据权利要求1所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,所述底座油箱的顶部还设置有抽风组件;所述抽风组件包括抽风管、油雾分离器及抽风驱动源;所述油雾分离器的底端与所述抽风管贯通固定连接;所述油雾分离器的顶端与所述抽风驱动源的一端固定连接;所述抽风管远离所述油雾分离器的一端与所述底座油箱的内腔贯通。
4.根据权利要求2所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,所述齿轮增速箱的一侧设置有主供油泵;所述主供油泵的转动轴与所述齿轮增速箱的内部齿轮转动连接以驱动所述主供油泵工作;所述主供油泵的吸油端贯通连接有主吸油管;所述主供油泵的出油端贯通连接有主出油管;所述主吸油管与所述吸油孔贯通。
5.根据权利要求4所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,所述底座油箱的顶部还设置有辅助油泵;所述辅助油泵的吸油端贯通连接有辅助吸油管;所述辅助油泵的出油端贯通连接有辅助出油管;所述辅助吸油管与所述吸油孔贯通。
6.根据权利要求5所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,所述底座油箱的一侧设置有油冷却器;所述油冷却器的进油端通过冷却器进油管与所述主出油管及所述辅助出油管贯通;所述冷却器进油管、主出油管及所述辅助出油管之间设置有三通单元;所述三通单元的内部两端设置有单向阀门;所述三通单元的顶端设置有三通压力表、三通温度表;所述三通单元的侧面设置有溢流阀管路,实现油压保护,超压时一部分油量溢流回所述底座油箱;所述油冷却器的另一端通过冷却器出油管与所述齿轮增速箱的一端连通向所述齿轮增速箱输送润滑油。
7.根据权利要求1所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,所述齿轮增速箱与所述压缩机之间设置有轴封组件;所述轴封组件包括轴封本体及排液管;所述轴封本体的一端与所述齿轮增速箱的一侧固定连接;所述轴封本体的另一端与所述压缩机的一侧固定连接;所述排液管位于所述轴封本体的底端;所述排液管远离所述轴封本体的一端连接有积液罐。
8.根据权利要求7所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置,其特征在于,还包括主驱动源;所述主驱动源的一端与所述齿轮增速箱远离所述压缩机的一端转动连接;所述轴封本体的顶端设置有轴封压力传感单元用于检测所述轴封本体与所述压缩机之间的蒸汽压。
9.一种采用权利要求1-8任一所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的控制方法,其特征在于,包括齿轮增速箱热电偶及振动传感器;所述齿轮箱热电偶对所述齿轮增速箱内部轴承进行测温并将其数据传输至中控室,当超过正常值范围时进行停机保护;所述振动传感器测量所述齿轮增速箱的振动值,当其超过正常值范围,进行停机保护;所述轴封压力传感单元对所述轴封本体内部进行测压判断其是否泄露,从而联控至中控室。
10.根据权利要求9所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的控制方法,其特征在于,还包括冷却器出油管压力表、冷却器出油管压力传感器、冷却器出油管温度表、液位视镜、液位开关;所述冷却器出油管压力表、冷却器出油管温度表供运行期间巡检时查看;所述冷却器出油管压力传感器将所述冷却器出油管的润滑油参数传输至中控室,当超过正常范围值时,中控室控制所述主驱动源停机;所述液位开关监测所述底座油箱的润滑油量并联锁至中控室实现低液位停机保护功能;所述齿轮增速箱热电偶监测所述齿轮增速箱内的润滑油温并将其数据传输至加热单元及中控室。
11.根据权利要求10所述的MVR单级高速蒸汽压缩机装置的控制方法,其特征在于,还包括蒸汽喷管热电偶、蒸汽喷管压力传感器、蒸汽喷管温度表、蒸汽喷管压力表;所述蒸汽喷管热电偶、蒸汽喷管压力传感器实时监测新蒸汽的参数并传输至中控室,从而控制喷淋水量及通过所述主驱动源调节所述叶轮转速改变蒸汽流量;所述蒸汽喷管温度表、蒸汽喷管压力表供运行期间巡检时查看。
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CN202310697596.4A CN116906345A (zh) | 2023-06-12 | 2023-06-12 | 一种mvr单级高速蒸汽压缩机装置及控制方法 |
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Cited By (1)
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CN117128308A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-11-28 | 山东豪迈机械制造有限公司 | 一种压缩机及齿轮箱的润滑系统 |
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2023
- 2023-06-12 CN CN202310697596.4A patent/CN116906345A/zh active Pending
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