CN207500115U - 螺杆式水蒸汽压缩系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了螺杆式水蒸汽压缩系统，包括喷液双螺杆压缩机、驱动电机、气液分离器、水蒸汽入口管路、补液管路、排气管路以及循环喷液管路。驱动电机与压缩机的阳转子相连。喷液双螺杆压缩机的吸气口与水蒸汽入口管路连通，排气口通过排气管路与气液分离器的进气口连通，补液口与补液管路连通，补液管路上设有流量控制阀。气液分离器的出液口通过循环喷液管路与喷液双螺杆压缩机的循环喷液口连通，气液分离器设有用于测量分离出的液体的液位的液位变送器，液位变送器的第一控制输出端与流量控制阀的控制输入端电连接。本实用新型能够以较高的压比压缩水蒸汽，压缩过程可以喷液冷却，压缩效率高。

Description

螺杆式水蒸汽压缩系统

技术领域

本实用新型涉及用于压缩水蒸汽的压缩系统。

背景技术

现有的水蒸汽压缩机以离心式、罗茨式为主，对气体的限制较多，压缩机压比有限制，通常限于2.5左右，此外，现有的水蒸汽压缩机一般不允许进气带液，而干式压缩的效率较低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够以较高的压比压缩水蒸汽、压缩过程可以喷液冷却、压缩效率高的螺杆式水蒸汽压缩系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

螺杆式水蒸汽压缩系统，包括喷液双螺杆压缩机、驱动电机、气液分离器、水蒸汽入口管路、补液管路、排气管路以及循环喷液管路；喷液双螺杆压缩机包括压缩机壳体、阴转子及阳转子；阴转子和阳转子可转动地设置在压缩机壳体上，且相互啮合；驱动电机与阳转子相连，以驱动阳转子旋转；喷液双螺杆压缩机设有吸气口、排气口、补液口和循环喷液口；喷液双螺杆压缩机的吸气口与水蒸汽入口管路连通，喷液双螺杆压缩机的排气口通过排气管路与气液分离器的进气口连通，喷液双螺杆压缩机的补液口与补液管路连通，补液管路上设有流量控制阀；气液分离器的出液口通过循环喷液管路与喷液双螺杆压缩机的循环喷液口连通，气液分离器设有用于测量分离出的液体的液位的液位变送器，液位变送器的第一控制输出端与流量控制阀的控制输入端电连接，液位变送器用于在测量到的分离出的液体的液位未达到预设的第一液位时控制补液管路上的流量控制阀开启，以实现补液。

由于本实用新型采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：

1、根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统使用喷液双螺杆压缩机，单机压比最高可达10，内压比固定，压缩水蒸汽过程为湿压缩，喷有一定量液体冷却压缩过程，使压缩过程更接近于等温过程，提高了压缩效率；

2、根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统设有补液系统，保证可压缩机持续可靠高效的运转；而且由于采用了循环喷液和吸气补液，实现了喷液降温的双保险，从而能够确保压缩机的排气温度不至过高；

3、根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统实现了工作过程的自动化控制：自动调节喷液量和补液量以控制排气温度，自动启动排气放空以控制排气压力，自动调节转速以适应吸排气压力和流量的变化；

4、根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统所采用的喷液双螺杆压缩机，压缩机上不设气阀、滑阀等调节机构，无易损件，运行寿命高，最大连续运行周期可达24000小时以上。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统的整体示意图。

图2示出了根据本实用新型一实施例的阴转子和阳转子的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图1示出了根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统的示意图。请参阅图1，根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统包括喷液双螺杆压缩机1、驱动电机2、气液分离器3、水蒸汽入口管路41、补液管路42、排气管路43、循环喷液管路44、变频器5和控制器6。

喷液双螺杆压缩机1包括压缩机壳体10、阴转子11及阳转子12。阴转子11和阳转子12可转动地设置在压缩机壳体10上，且相互啮合。驱动电机2与阳转子12相连，以驱动阳转子12旋转。喷液双螺杆压缩机1设有吸气口、排气口、补液口和循环喷液口。喷液双螺杆压缩机1的吸气口与水蒸汽入口管路41连通，喷液双螺杆压缩机1的排气口通过排气管路43与气液分离器3的进气口连通，喷液双螺杆压缩机1的补液口与补液管路42连通，补液管路42上设有流量控制阀91。

在图1的示例中，螺杆式水蒸汽压缩系统设有吸气短节7，吸气短节7的一端与喷液双螺杆压缩机的吸气口连通，吸气短节7的另一端与水蒸汽入口管路41连通；上述的补液口和循环喷液口分别设置在吸气短节7上。在其它实施例中，补液口和循环喷液口也可设置在压缩机壳体10的压缩段上，此时可将液体喷入压缩机的压缩腔内。喷入压缩机内的液体能够冷却压缩过程，使压缩过程更接近于等温过程，提高了压缩效率；该液体不限于水，也可以是柴油等。

进一步地，喷液双螺杆压缩机1与水和水蒸汽相接触的金属零件的材质为不锈钢。喷液双螺杆压缩机1允许吸气带液、带微小颗粒等，整个系统能够稳定运行，不会腐蚀或磨损。

气液分离器3的出液口通过循环喷液管路44与喷液双螺杆压缩机1的循环喷液口连通，以将分离出的液体循环喷入压缩机吸气位置。气液分离器3设有用于测量分离出的液体的液位的液位变送器31，液位变送器31的第一控制输出端与流量控制阀91的控制输入端电连接，液位变送器31用于在测量到的分离出的液体的液位未达到预设的第一液位时控制补液管路42上的流量控制阀91开启，以实现补液，在测量到的分离出的液体的液位达到预设的第一液位时控制流量控制阀91关闭。补液管路42可应对喷液不足或气液分离效果不良造成的循环喷液不足的情况，或者刚开机无循环喷液的情况。

进一步地，气液分离器3的底部与排污管路32相连，排污管路32上设有排污阀33。液位变送器31的第二控制输出端与排污阀33的控制输入端电连接，液位变送器31用于在测量到的分离出的液体的液位达到预设的第二液位时控制排污阀33开启，以排去多余积液。其中，第二液位高于第一液位。

进一步地，气液分离器3的顶部分别与蒸汽出口管路34和放空管路35相连，放空管路35与大气连通，放空管路35上设有泄压放空阀36。排气管路43上设有压力变送器92，压力变送器92用于测量喷液双螺杆压缩机1的排气压力，压力变送器92的控制输出端与泄压放空阀36的控制输入端电连接，压力变送器92用于在测量到的排气压力达到预设的排气压力阈值时控制泄压放空阀36开启，从而可以快速卸掉排气压力，保护压缩机运转平稳。此外，当水蒸汽中的空气等气体含量较高时，还可以通过开启泄压放空阀提纯水蒸汽。

进一步地，水蒸汽入口管路41设有进气切断阀93，蒸汽出口管路34上设有排气切断阀94。

变频器5的电源输出端与驱动电机2的电源输入端电连接，驱动电机2的输出轴通过增速齿轮箱与阳转子12连接。本发明采用增速齿轮加变频电机的形式控制压缩机排量，可以实现低至600rpm、最高可达9000rpm的转速调节，能够较大范围的进行负荷调节，并能适应工况的波动，同时有利于避开压缩机组的共振频率。在其它实施例中，也可以使用液气耦合器、磁力耦合器、离合器等代替增速齿轮箱进行转速调节。

压力变送器92的信号输出端与控制器6的信号输入端电连接，控制器6与变频器5通信连接。控制器6可根据压力变送器92检测到的排气压力值，控制变频器5调节压缩机的转速以适应吸排气压力和流量的变化。控制器6可选用PLC控制器。

请参考图2。阴转子11的两端和阳转子12的两端均分别设有轴封，各轴封包括靠近喷液双螺杆压缩机的压缩腔的前置密封13和远离喷液双螺杆压缩机的压缩腔的主密封14。优选地，前置密封13为迷宫密封，主密封14为干气密封。干气密封可保证压缩机内部工质气体与外部环境隔离开。

干气密封可使用氮气、水蒸汽等气体，在本实施例中，干气密封使用工厂易得的压缩空气。螺杆式水蒸汽压缩系统包括一压缩空气入口管路45，压缩空气入口管路45分别与水蒸汽入口管路41、阳转子两端的干气密封以及阴转子两端的干气密封相连通。此时，压缩空气除了作为密封气体使用外，还作为管道吹扫气、启动阀门控制气。

根据本实用新型一实施例的螺杆式水蒸汽压缩系统可用于水蒸汽增压流程，即通过电功给低压的气态的水蒸汽加压，以获得高压的水蒸汽。具体应用领域包括但不限于以下几种工业场所：水蒸汽增压输送、水蒸汽闭式循环热泵系统、MVR（机械式蒸汽再压缩）技术及应用该技术的海水淡化、污水处理、化工精馏、余热利用等领域。

以上描述是结合具体实施方式和附图对本实用新型所做的进一步说明。但是，本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本实用新型确定的保护范围。

Claims (10)

1.螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，包括喷液双螺杆压缩机、驱动电机、气液分离器、水蒸汽入口管路、补液管路、排气管路以及循环喷液管路；

所述喷液双螺杆压缩机包括压缩机壳体、阴转子及阳转子；所述阴转子和所述阳转子可转动地设置在所述压缩机壳体上，且相互啮合；所述驱动电机与所述阳转子相连，以驱动所述阳转子旋转；所述喷液双螺杆压缩机设有吸气口、排气口、补液口和循环喷液口；喷液双螺杆压缩机的吸气口与水蒸汽入口管路连通，喷液双螺杆压缩机的排气口通过排气管路与所述气液分离器的进气口连通，喷液双螺杆压缩机的补液口与所述补液管路连通，所述补液管路上设有流量控制阀；

气液分离器的出液口通过所述循环喷液管路与喷液双螺杆压缩机的循环喷液口连通，所述气液分离器设有用于测量分离出的液体的液位的液位变送器，所述液位变送器的第一控制输出端与所述流量控制阀的控制输入端电连接，所述液位变送器用于在测量到的分离出的液体的液位未达到预设的第一液位时控制所述补液管路上的流量控制阀开启，以实现补液。

2.根据权利要求1所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述螺杆式水蒸汽压缩系统包括吸气短节，所述吸气短节的一端与喷液双螺杆压缩机的吸气口连通，所述吸气短节的另一端与所述水蒸汽入口管路连通；所述补液口和所述循环喷液口分别设置在所述吸气短节上。

3.根据权利要求1所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述气液分离器的底部与排污管路相连，所述排污管路上设有排污阀；

所述液位变送器的第二控制输出端与所述排污阀的控制输入端电连接，所述液位变送器用于在测量到的分离出的液体的液位达到预设的第二液位时控制所述排污阀开启。

4.根据权利要求1或3所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述气液分离器的顶部分别与蒸汽出口管路和放空管路相连，所述放空管路与大气连通，所述放空管路上设有泄压放空阀；

所述排气管路上设有压力变送器，所述压力变送器用于测量所述喷液双螺杆压缩机的排气压力，所述压力变送器的控制输出端与所述泄压放空阀的控制输入端电连接，所述压力变送器用于在测量到的排气压力达到预设的排气压力阈值时控制所述泄压放空阀开启。

5.根据权利要求4所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述螺杆式水蒸汽压缩系统包括控制器，所述压力变送器的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述螺杆式水蒸汽压缩系统包括变频器，所述变频器的电源输出端与所述驱动电机的电源输入端电连接，所述控制器与所述变频器通信连接。

7.根据权利要求1所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述喷液双螺杆压缩机与水和水蒸汽相接触的金属零件的材质为不锈钢。

8.根据权利要求1所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述阴转子的两端和所述阳转子的两端均分别设有轴封，各所述轴封包括靠近喷液双螺杆压缩机的压缩腔的前置密封和远离喷液双螺杆压缩机的压缩腔的主密封。

9.根据权利要求8所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述的前置密封为迷宫密封；所述主密封为干气密封。

10.根据权利要求9所述的螺杆式水蒸汽压缩系统，其特征在于，所述螺杆式水蒸汽压缩系统包括一压缩空气入口管路，所述压缩空气入口管路分别与所述水蒸汽入口管路、阳转子两端的干气密封以及阴转子两端的干气密封相连通。