CN207229467U - 一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，包括机壳、轴流静叶轮、轴流动叶轮、导叶、扩压室、离心叶轮和转轴；所述的离心叶轮安装在转轴上，所述的轴流静叶轮、轴流动叶轮、导叶、离心叶轮沿着蒸汽进入的方向依次同轴心安装，且轴流静叶轮、导叶卡装在机壳上，固定不动；所述的轴流动叶轮与离心叶轮相连，随着离心叶轮一起转动；所述的轴流动叶轮、轴流静叶轮以及导叶的轴心为中空结构，且该中空结构形成了蒸汽进口，蒸汽进口与离心叶轮连通，形成蒸汽流入通道；所述导叶用于调整气流方向，与机壳之间形成了扩压室；所述的扩压室与蒸汽出口连通，所述的蒸汽出口的方向与蒸汽进口正好相反。

Description

一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构

技术领域

本实用新型涉及蒸汽浓缩领域，尤其涉及一种在离心式蒸汽压缩机内加装轴流压缩以提高压缩比的结构。

背景技术

机械蒸汽再压缩蒸发(MVR)将蒸发器蒸发产生的原本需要冷却水冷凝的二次蒸汽，采用机械压缩的方法，提高温度、压力，增加热焓，再送入蒸发器作为加热蒸汽使用的一种技术。将能量品位较低的蒸汽提高到作为加热蒸汽的水平所消耗的能量，要比将水加热到相同蒸汽状态所需要的能量小得多。MVR技术使原来需要废弃的低品位蒸汽得到了充分的利用，在回收了潜热的同时提高了热效率，是现有蒸发工艺中能耗效率最高的工艺，成本是传统三效蒸发技术的20％左右。并且省去了二次蒸汽处理，可以节约大量的冷却水和动力消耗。

在20世纪初，瑞士苏尔寿公司即开发出工业应用的MVR设备。该技术已经在化工、轻工、食品、制药、海水淡化、污水处理等工业生产领域得到了广泛的应用并创造了可观的效益。由于该技术的设备、工艺等方面的要求较高，目前掌握该技术的主要为国外的GE、GEA和Messo等公司，国内还处于起步阶段，关键部件仍然需要依靠进口或国外设计。近两年，随着能源成本的上升和废水零排放的环保要求提高，蒸汽压缩机在国内得到了进一步的发展，尤其伴随着沈鼓、陕鼓、金通灵、章鼓、三一重工、江增等大型机加工、风机行业的介入，利用其原有人才和技术上和加工水平的优势，使得蒸汽压缩机在技术上得到进一步的提高，产品更加稳定可靠，得到了用户的信赖，使MVR产业得到了迅猛发展，在许多行业也取代了一些国外大品牌的市场。发展MVR技术，对于提升我国工业领域发展水平和推动节能环保产业的发展具有重要的意义。

在机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发系统中，蒸汽压缩机是“心脏”设备，是系统的动力源，也是其推广使用的重要技术限制，目前主要的蒸汽压缩机型式有罗茨压缩机(容积式)、离心压缩机(速度式)。罗茨压缩机作为容积式机械，具有启动快、结构简单、对蒸汽中的水滴敏感度不高、温升高等优点，但其适用蒸汽流量较小；离心压缩机具有流量大、噪音小、压缩蒸汽受污染程度小等优点，但离心式蒸汽压缩机压缩比小，能够提供的有效温升较小，不适合沸点升高大的废水。目前，大型MVR工艺中压缩机以离心式为主，很多情况下需串联两级离心式压缩机，造成能源浪费。要提高离心式蒸汽压缩机的有效温升，必须提高其压缩比。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种与轴流叶片相结合的离心式压缩机，结合离心式压缩机与轴流式压缩机的优势，旨在提高压缩比，提升蒸汽温升。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，包括机壳、轴流静叶轮、轴流动叶轮、导叶、扩压室、离心叶轮和转轴；

所述的离心叶轮安装在转轴上，所述的轴流静叶轮、轴流动叶轮、导叶、离心叶轮沿着蒸汽进入的方向依次同轴心安装，且轴流静叶轮、导叶卡装在机壳上，固定不动；所述的轴流动叶轮与离心叶轮相连，随着离心叶轮一起转动；所述的轴流动叶轮、轴流静叶轮以及导叶的轴心为中空结构，且该中空结构形成了蒸汽进口，蒸汽进口与离心叶轮连通，形成蒸汽流入通道；所述导叶用于调整气流方向，与机壳之间形成了扩压室；所述的扩压室与蒸汽出口连通，所述的蒸汽出口的方向与蒸汽进口正好相反。

具体的工作原理如下：

蒸汽从蒸汽进口进入，离心叶轮与转轴相连接；蒸汽进口进入的蒸汽通过离心叶轮加速后，进入到扩压室内；每列导叶、轴流静叶轮的叶片、轴流动叶轮的叶片组成轴流压缩的一级，导叶用于调整气流方向，轴流动叶轮用于对蒸汽做功，使其获得高的动能，轴流静叶轮提供的扩压通道将动能转换为压力能；轴流压缩区与蒸汽出口相连，蒸汽最终通过蒸汽出口排出。

进一步的，在所述的机壳上设有一圈凹槽，所述的轴流动叶轮的叶片卡装在该凹槽内，在该凹槽内转动。

进一步的，所述的轴流静叶轮包括一个类似于伞状结构的中空轴，在该中空轴的外圈设有一圈固定的叶片。

进一步的，所述轴流静叶轮的中空轴半径是沿着蒸汽进入的方向逐渐增大。

进一步的，所述的轴流动叶轮包括一个柱状结构的中空轴，在该中空轴的外圈设有一圈叶片，且该中空轴卡装在离心叶轮上，随着离心叶轮一起转动。

进一步的，所述的导叶为一个类似于伞状的叶轮结构，其最外缘与机壳之间形成了使蒸汽反向流动的出口通道。

进一步的，所述导叶半径大的端部位于离心叶轮侧，半径小的端部位于轴流静叶轮侧，其引导蒸汽由径向向轴向运动。

进一步的，所述的导叶与离心叶轮的叶片之间存在有间隙，防止导叶影响离心叶轮的旋转。

进一步的，所述的蒸汽经过扩压室增压后穿过导叶、轴流静叶轮、轴流动叶轮形成的轴流压缩区后从蒸汽出口排出。

蒸汽从蒸汽进口进入，转轴带动离心叶轮高速旋转，对蒸汽做功，蒸汽从离心叶轮流出时，具有较高的速度，随后进入扩压室，动能转化为压力能；蒸汽通过导叶调整流动方向后进入轴流部分，轴流动叶轮随着离心叶轮一起高速旋转，高速旋转的轴流动叶轮继续对蒸汽做功，使其第二次获得高速，轴流静叶轮则为高速气流将动能转换为压力能提供了扩压通道，蒸汽被进一步压缩，压缩比提高，从而蒸汽温升提高。

本实用新型在离心式蒸汽压缩机的基础上，结合轴流式压缩机效率高、耗能低的优势，将离心式压缩及轴流式压缩布置在一台压缩机中，利于提高压缩效率，增加压缩比，提高蒸汽温升。

本实用新型的有益效果为：

1.通过本实用新型可实现蒸汽压缩比的提高；

2.本实用新型结合了离心压缩机和轴流压缩机的优势，利于提高整体效率，提高压缩比；

3.本实用新型将离心压缩和轴流压缩集中于一台压缩机上，利于节省空间；

4.主轴同时为离心压缩和轴流压缩提供动力，利于节能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构的主视图；

图2为本实用新型结构的侧视图；

其中，1.蒸汽进口，2.蒸汽出口，3.机壳，4.轴流静叶轮，5.轴流动叶轮，6.导叶，7.扩压室，8.离心叶轮，9.转轴。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在大型MVR工艺中压缩机以离心式为主，很多情况下需串联两级离心式压缩机，造成能源浪费；要提高离心式蒸汽压缩机的有效温升，必须提高其压缩比。为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种以离心式压缩机后加装轴流叶片，以提高整个压缩机的压缩比，从而提高蒸汽温升。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，包括机壳3、轴流静叶轮4、轴流动叶轮5、导叶6、扩压室7、离心叶轮8和转轴9；

离心叶轮8安装在转轴9上，所述的轴流静叶轮4、轴流动叶轮5、导叶6、离心叶轮8沿着蒸汽进入的方向依次同轴心安装，且轴流静叶轮4、导叶6卡装在机壳3上，固定不动；

轴流动叶轮5与离心叶轮8相连，随着离心叶轮8一起转动；所述的轴流动叶轮5、轴流静叶轮4以及导叶6的轴心为中空结构，且该中空结构形成了蒸汽进口1，蒸汽进口1与离心叶轮8连通，形成蒸汽流入通道；所述导叶6用于调整气流方向，与机壳之间形成了扩压室；所述的扩压室7与蒸汽出口2连通，所述的蒸汽出口2的方向与蒸汽进口正好相反。

具体的工作原理如下：

蒸汽从蒸汽进口进入，离心叶轮8与转轴相连接；蒸汽进口进入的蒸汽通过离心叶轮加速后，进入到扩压室7内；每列导叶6、轴流静叶轮4的叶片、轴流动叶轮5的叶片组成轴流压缩的一级，导叶用于调整气流方向，轴流动叶轮用于对蒸汽做功，使其获得高的动能，轴流静叶轮提供的扩压通道将动能转换为压力能；轴流压缩区与蒸汽出口相连，蒸汽最终通过蒸汽出口排出。

进一步，在所述的机壳3上设有一圈凹槽，所述的轴流动叶轮5的叶片卡装在该凹槽内，可以在该凹槽内转动。

进一步的，所述的轴流静叶轮4包括一个扇状结构的中空轴，在该中空轴的外圈设有一圈固定的叶片。

进一步的，所述轴流静叶轮的中空轴半径是沿着蒸汽进入的方向逐渐增大。

进一步的，所述的轴流动叶轮5包括一个柱状结构的中空轴，在该中空轴的外圈设有一圈叶片，且该中空轴与卡装在离心叶轮8的上，随着离心叶轮一起转动。

进一步的，所述的导叶6为一个伞状的叶轮结构，其最外缘与机壳3之间形成了使蒸汽反向流动的出口通道。

进一步的，所述的蒸汽经过扩压室增压后穿过导叶6、轴流静叶轮4、轴流动叶轮5形成的轴流压缩区后从蒸汽出口排出。

进一步的，所述导叶6半径大的端部位于离心叶轮8侧，半径小的端部位于轴流静叶轮4侧，其引导蒸汽由径向向轴向运动。

进一步的，所述的导叶6与离心叶轮8的叶片之间存在有间隙，防止导叶6影响离心叶轮8的旋转。

轴流静叶轮4的中空轴、轴流动叶轮5的中空轴的内半径和外半径均大小相同，依次形成了蒸汽进口。

离心压缩机作为第一级压缩机，当转轴9及离心叶轮8高速旋转时，蒸汽从蒸汽进口1轴向进入离心叶轮8中心部，巨大的离心力将蒸汽沿着叶轮的径向槽道甩向叶轮的外端，由于叶轮的径向槽道是扩张性的，所以气流在通道中一边加速一边又在升高压力。当蒸汽离开离心叶轮8，进入离心叶轮8外边的扩压室7后，蒸汽进一步扩张减速并继续提高压力。轴流压缩部分作为第二级压缩机，导叶6引导蒸汽由径向向轴向运动，减少气流转弯带来的损失，随后蒸汽进入轴流动叶轮5给予气体加速扩压，轴流静叶轮4给予气体减速扩压，进一步提高蒸汽压力，最后高压蒸汽从机壳尾端轴向方向的蒸汽出口2流出。

本实用新型在离心式蒸汽压缩机的基础上，结合轴流式压缩机效率高、耗能低的优势，将离心式压缩及轴流式压缩布置在一台压缩机中，利于提高压缩效率，增加压缩比，提高蒸汽温升。

通过上面的描述，可以看出，本实用新型的有益效果为：

1.通过本实用新型可实现蒸汽压缩比的提高；

2.本实用新型结合了离心压缩机和轴流压缩机的优势，利于提高整体效率，提高压缩比；

3.本实用新型将离心压缩和轴流压缩集中于一台压缩机上，利于节省空间；

4.转轴9同时为离心压缩和轴流压缩提供动力，利于节能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (9)

1.一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，包括机壳、轴流静叶轮、轴流动叶轮、导叶、扩压室、离心叶轮和转轴；

所述的离心叶轮安装在转轴上，所述的轴流静叶轮、轴流动叶轮、导叶、离心叶轮沿着蒸汽进入的方向依次同轴心安装，且轴流静叶轮、导叶卡装在机壳上，固定不动；所述的轴流动叶轮与离心叶轮相连，随着离心叶轮一起转动；所述的轴流动叶轮、轴流静叶轮以及导叶的轴心为中空结构，且该中空结构形成了蒸汽进口，蒸汽进口与离心叶轮连通，形成蒸汽流入通道；所述导叶用于调整气流方向，与机壳之间形成了扩压室；所述的扩压室与蒸汽出口连通，所述的蒸汽出口的方向与蒸汽进口正好相反。

2.如权利要求1所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，在所述的机壳上设有一圈凹槽，所述的轴流动叶轮的叶片卡装在该凹槽内，在该凹槽内转动。

3.如权利要求1所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述的轴流静叶轮包括一个类似于伞状结构的中空轴，在该中空轴的外圈设有一圈固定的叶片。

4.如权利要求3所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述中空轴半径是沿着蒸汽进入的方向逐渐增大。

5.如权利要求1所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述的轴流动叶轮包括一个柱状结构的中空轴，在该中空轴的外圈设有一圈叶片，且该中空轴卡装在离心叶轮上，随着离心叶轮一起转动。

6.如权利要求1所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述的导叶为一个类似于伞状的叶轮结构，其最外缘与机壳之间形成了使蒸汽反向流动的出口通道。

7.如权利要求6所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述导叶半径大的端部位于离心叶轮侧，半径小的端部位于轴流静叶轮侧，其引导蒸汽由径向向轴向运动。

8.如权利要求1所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述的导叶与离心叶轮的叶片之间存在有间隙。

9.如权利要求1所述的提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构，其特征在于，所述的蒸汽经过扩压室增压后穿过导叶、轴流静叶轮、轴流动叶轮形成的轴流压缩区后从蒸汽出口排出。