【壓縮機(jī)網(wǎng)】隨著國內(nèi)節(jié)能減排工作的不斷推進(jìn)，中國壓縮機(jī)行業(yè)已經(jīng)關(guān)注到蒸汽應(yīng)用領(lǐng)域巨大的節(jié)能空間，并用不同方式進(jìn)行蒸汽回收的研究。主要技術(shù)路線包括單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)、雙螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)、雙螺桿式蒸汽提溫鼓風(fēng)機(jī)、離心式蒸汽提溫壓縮機(jī)、羅茨泵等。各種產(chǎn)品性能對比如表1。

　　綜合表1對比可見，單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)性能最優(yōu)，最高蒸汽出口溫度可達(dá)200℃，是所有其他類型壓縮機(jī)無法實現(xiàn)的。

　　根據(jù)2021年中國統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計，約74%的熱源需求集中在160℃以上，而能滿足此溫度的蒸汽壓縮機(jī)，目前只有單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)，具體數(shù)據(jù)如表2。

　　本文主要討論單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)設(shè)計。

　　1、蒸汽的特性

　　蒸汽按飽和度分，可以分為不飽和蒸汽、飽和蒸汽、過熱蒸汽。單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)提供的一般是飽和蒸汽。

　　蒸汽按溫度分，可以分為低溫蒸汽（100℃以內(nèi)）、中溫蒸汽（100-150℃）、高溫蒸汽（150-200℃）、超高溫蒸汽（200℃以上），單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)適用于提供中溫和高溫蒸汽。

　　2、單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

　　單螺桿蒸汽提溫壓縮機(jī)適用于多種工業(yè)場合，如化工濃縮液、化工蒸汽加熱、紡織行業(yè)印染定型烘干、釀酒、發(fā)酵、化學(xué)氣體升溫升壓、造紙、泡沫、建材等行業(yè)。

　　3、螺桿主機(jī)設(shè)計要求

　　3.1耐腐蝕性：由于蒸汽存在腐蝕性，故所有與蒸汽直接接觸部件需要具備耐腐蝕性，如機(jī)頭殼體和主軸選用316、轉(zhuǎn)子選用30408；星輪片選用PPS復(fù)合材料等；

　　3.2密封：壓縮機(jī)軸封系統(tǒng)采用單端面壓力油機(jī)械密封形式，保證在惡劣工況下介質(zhì)氣不泄露；特殊情況下選用雙端面密封；

　　3.3潤滑：采用單螺桿內(nèi)噴水+軸承采用強(qiáng)制潤滑油冷卻形式，保證轉(zhuǎn)子潤滑及機(jī)械密封、軸承潤滑；

　　3.4熱膨脹：考慮不同工況機(jī)器工作溫度不同，星輪片進(jìn)行定制化生產(chǎn)，每一個工況對應(yīng)的星輪片尺寸既滿足工況密封要求，又不會因轉(zhuǎn)子間隙太小而造成機(jī)頭卡死；

　　3.5冷卻：機(jī)頭噴油和噴水均應(yīng)設(shè)計成多點噴淋結(jié)構(gòu)，保證各部位受熱均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；

　　3.6耐溫：星輪片設(shè)計耐溫不低于204℃；潤滑油噴淋溫度不高于60℃。

　　4、系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)流程圖如下：

　　4.1氣液分離罐的設(shè)計

　　4.1.1蒸汽入罐流速10-12m/s，蒸汽出罐流速10-12m/s；蒸汽從罐體側(cè)方入罐，入罐角度保證能在罐體內(nèi)水位之上形成三圈以上的回旋，以保證離心分離效果；蒸汽在罐體頂部出罐，蒸汽在罐內(nèi)上升高度不低于罐體直徑的40%，以保證重力分離效果；

　　4.1.2罐體儲水量≥1/3每分鐘噴水量；罐體安裝磁翻板液位計觀測水位，并加裝自動補(bǔ)水和手動補(bǔ)水裝置；

　　4.1.3帶排污裝置，保證機(jī)組停機(jī)后可以快速放空，防止低溫罐體內(nèi)結(jié)冰；

　　4.1.4罐體上部安裝安全閥；安全閥排氣口螺紋或法蘭接口，在使用現(xiàn)場安全閥排氣口須接入專用排放管道，防止排放時燙傷人員；

　　4.1.5罐體耐溫設(shè)計按不小于成品蒸汽溫度+30℃設(shè)計；腐蝕裕量按1.5mm設(shè)計；工作壓力按不小于成品蒸汽壓力+20%設(shè)計。

　　4.2水冷卻器設(shè)計

　　4.2.1噴液流量流量按蒸汽體積流量的千分之一設(shè)計；噴液壓力按2-4bar設(shè)計；噴液經(jīng)熱交換后降溫按10-15℃設(shè)計；

　　4.2.2噴液流量的控制：噴液流量用渦輪流量計進(jìn)行讀數(shù)，通過比例閥調(diào)節(jié)噴液量大小；通過比例閥調(diào)節(jié)冷卻水量控制噴液溫度；

　　4.2.3水冷器器主題使用304不銹鋼材料；換熱管使用銅管或不銹鋼管加不銹鋼翅片；

　　4.2.4誰冷卻器帶排污裝置，保證機(jī)組停機(jī)后可以快速放空，防止低溫罐體內(nèi)結(jié)冰。

　　4.3潤滑油循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計

　　4.3.1油箱容積按不小于每分鐘循環(huán)油量的1.5倍設(shè)計；

　　4.3.2散熱器和風(fēng)機(jī)設(shè)計能保證潤滑油低于60℃；

　　4.3.3潤滑油噴淋壓力不小于5bar；

　　4.3.4潤滑油一般選用46#抗磨液壓油或螺桿機(jī)專用油；油品使用壽命按8000小時設(shè)計；

　　4.3.5系統(tǒng)監(jiān)測潤滑油噴淋溫度和噴淋壓力。

　　4.4其他控制

　　4.4.1低溫蒸汽進(jìn)氣管加裝進(jìn)氣過濾器和止回閥，并監(jiān)測進(jìn)氣溫度和壓力；

　　4.4.2成品蒸汽排氣端加裝排氣止回閥，并監(jiān)測排氣溫度和壓力；

　　4.4.3水循環(huán)系統(tǒng)和潤滑油循環(huán)系統(tǒng)加裝過濾器，過濾精度50μm；

　　5、蒸汽壓縮機(jī)設(shè)計計算案例（某化工企業(yè)蒸汽提溫）

　　5.1設(shè)計參數(shù)及組成

　　5.2選型計算

　　5.3壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

　　5.4經(jīng)濟(jì)效益

　　5.4.1按每年工作300天，每天工作24小時計，每年產(chǎn)氣量1*24*300=7200噸；

　　5.4.2按蒸汽220元/噸計，年回收蒸汽價值7200*220=1584000元；

　　5.4.3按峰谷電綜合電價0.75元/度計算，年耗電122*300*24*0.75=658800元；（電機(jī)功率110kW加附屬用電12kW共122kW）

　　5.4.4年節(jié)約費(fèi)用1584000-658800=925200元。

　　6、結(jié)語

　　蒸汽節(jié)能回收提溫，節(jié)能空間大，應(yīng)用前景廣闊，好的蒸汽壓縮機(jī)設(shè)計方案可以提供更好的產(chǎn)品和服務(wù)，希望本文對大家有幫助。

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