喷水式螺杆水蒸气压缩机及其使用方法技术

本发明专利技术涉及旋转活塞或摆动活塞的气体变容式机械领域，具体为一种喷水式螺杆水蒸气压缩机及其使用方法。一种喷水式螺杆水蒸气压缩机，包括壳体(1)，其特征是：还包括转子(2)、低压侧轴承(31)、高压侧轴承(32)、低压侧轴封组件(41)、高压侧轴封组件(42)、同步齿轮组件(5)和软水喷嘴(6)，转子(2)共有两根，每根转子(2)的两端分别通过低压侧轴承(31)和高压侧轴承(32)套设在壳体(1)的低压侧和高压侧，两根转子(2)的螺杆(21)互相啮合。一种喷水式螺杆水蒸气压缩机的使用方法，其特征是：用驱动机驱动转子(2)。本发明专利技术循环利用率高、优化混合状态、提高压缩机绝热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转活塞或摆动活塞的气体变容式机械领域，具体为一种。
技术介绍
石油化工、造纸、水泥等行业普遍需要高压高温的高品位蒸气，蒸气做完功释放部分热量后，会形成低压凝结水闪蒸气，或者低压蒸气。由于这些蒸气参数很低，不能满足工艺生产的需要而只能白白浪费，其结果造成设备能耗大，成本高，严重制约企业产品的竞争力。其实，这些低品位蒸气仍然蕴藏着巨大的热值，善加利用前景无限。作为最有效利用低品位蒸气的手段之一，机械蒸气再压缩技术越来越受业界关注，机械蒸气压缩技术可以将低品位的蒸气变为高品位的蒸气，实现废热资源的合理梯级利用，不但能提高能源利用率、有效降低产品单位能耗，而且能达到节约能源，保护环境的目的。现有的喷水式水蒸气压缩机，存在喷入的水和低压蒸气混合不完全，影响压缩机效率；同时为了防止被压缩的水蒸气沿压缩机转子轴向向低压侧泄漏或者当压缩机入口为负压状态时，大气和轴承润滑油被吸入压缩机压缩腔，往往轴封结构和控制手段复杂，造成对使用工况要求高、轴封可靠性低、检维修频繁，对整机的可靠性产生了较大的影响。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，提供一种循环利用率高、优化混合状态、提高压缩机绝热效率的压缩机械，本专利技术公开了一种。本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的: 一种喷水式螺杆水蒸气压缩机，包括壳体，壳体的两端分别设有用于吸入水蒸气的吸气口和用于排出水蒸气的排气口，其中，吸气口所在位置为壳体的低压侧，排气口所在位置为壳体的高压侧，其特征是:还包括转子、低压侧轴承、高压侧轴承、低压侧轴封组件、高压侧轴封组件、同步齿轮组件和软水喷嘴， 转子共有两根，每根转子都由螺杆和转轴构成，螺杆套设在转轴的中部，螺杆和转轴这两者的中心轴线互相重合，每根转子的两端分别通过低压侧轴承和高压侧轴承套设在壳体的低压侧和高压侧，两根转子互相平行设置，两根转子都设于同一水平面上，两根转子的螺杆互相啮合； 在壳体的低压侧，转轴和壳体的内壁之间都衬有低压侧轴封组件，低压侧轴封组件的外侧壁贴合在壳体的内壁上，低压侧轴封组件的内壁和转轴之间留有间隙，低压侧轴封组件设于低压侧轴承和螺杆之间；在壳体的高压侧，转轴和壳体的内壁之间都衬有高压侧轴封组件，高压侧轴封组件的外侧壁贴合在壳体的内壁上，高压侧轴封组件的内壁和转轴之间留有间隙，高压侧轴封组件设于高压侧轴承和螺杆之间； 每根转轴的一端分别固定在同步齿轮组件的一个齿轮的中心处； 壳体的吸气口内设有软水喷嘴；设软水喷嘴的作用是在本专利技术工作过程中向壳体的进气管道中的蒸汽喷入一部分雾化均匀的软化水，防止水蒸汽在压缩过程中温度过度上升，导致转子和壳体等结构因温度过高而损坏； 软水喷嘴包括多个软水喷头，软水喷头的数量根据需要软化水的总量进行确定，即公式:N=Q/q，此公式中:N——所需要的软水喷头的数量；Q——需要喷入软化水的总量；q—每个软水喷头的流量。软水喷头的水压根据实际工况确定，为了达到一定的雾化效果，不同的软化水压力下需要选用不同的软水喷头。喷入的软化水的总量Q可通过如下方法予以确定: (1)可以根据驱动机的电流计算出水蒸汽压缩机消耗的总功率，然后减去此时进出口饱和水蒸汽对应的焓差，计算出剩余的能量，将该剩余的能量除以单位状态喷入的软水在对应压力下气化所需要的热量，就可以计算出所需要的软化水总量Q ； (2)可以根据驱动机额定功率乘以一定的效率，然后然后减去此时进出口饱和水蒸汽对应的焓差，计算出剩余的能量，将该剩余的能量除以单位状态喷入的软水在对应压力下气化所需要的热量，就可以计算出所需要的软化水总量Q ; (3)可以在试验过程中对水蒸汽出口状态进行检测确定喷水总量Q:如果水蒸汽出口温度高于对应压力下的饱和水蒸汽温度，就说明喷水总量Q较小，需要增加喷水量，如果水蒸汽出口密度大于对应压力下饱和水蒸汽密度，就说明喷液量加大，出口水蒸汽含有液态水，就需要减小喷液量，通过对喷液量不断调整，就可以得到一个比较准确的喷液量Q。所述的喷水式螺杆水蒸气压缩机，其特征是:在壳体的低压侧，壳体上设有低压侧平衡孔、低压侧排凝孔和低压侧隔离气孔，低压侧平衡孔、低压侧排凝孔和低压侧隔离气孔从螺杆向壳体低压侧的外端依次设置；在壳体的高压侧，壳体上设有高压侧平衡孔、高压侧排凝孔和高压侧隔离气孔，高压侧平衡孔、高压侧排凝孔和高压侧隔离气孔从螺杆向壳体高压侧的外端依次设置。所述的喷水式螺杆水蒸气压缩机，其特征是:在壳体的低压侧和高压侧各设一个润滑油孔，两个润滑油孔分别正对低压侧轴承和高压侧轴承。所述的喷水式螺杆水蒸气压缩机，其特征是:吸气口和壳体之间以及排气口和壳体之间都为一体式或都为分体式；螺杆和转轴之间以一体式或分体式构成转子。本专利技术使用时，用驱动机驱动转子，在同步齿轮组件的驱动下，两根转子同步转动，转子转动时螺杆的螺纹周期性的啮合、脱离，使得转子之间的齿间容积周期性地重复增大一封闭一减小的过程，从而实现从壳体的吸气口吸入低温低压水蒸气，在壳体内压缩后，将一部分机械功转化成水蒸汽内能，再从壳体的排气口排出高温高压水蒸气。为了防止壳体内的水蒸气沿轴向泄漏至轴承箱及外界大气，防止轴承箱中的油气和大气泄漏至和水蒸气相混，在转子靠近吸气侧即水蒸气吸气腔的位置设置了低压侧轴封组件，在转子靠近排气侧即水蒸气排气腔的位置设置了高压侧轴封组件。低压侧轴封组件和高压侧轴封组件都由a、b和c三段组成，a段和b段之间分别设有低压侧平衡孔和高压侧平衡孔，用以平衡高压侧的密封压力；b段上分别设有低压侧排凝孔和高压侧排凝孔，低压侧排凝孔和高压侧排凝孔都连接汽封冷却器以和外界大气贯通，用以冷凝回收泄压和泄露的蒸气；b段和c段之间分别设有低压侧隔离气孔和高压侧隔离气孔，用以充入压缩空气以隔离蒸气和润滑油。运行时，状态1:如果水蒸气的入口压力和出口压力都高于大气压，则壳体高压侧的泄露蒸气由高压侧平衡孔接入壳体的吸气口，使高压侧平衡孔处的压力略高于低压侧蒸气压力，而低压侧平衡孔封闭停用，低压侧排凝孔和高压侧排凝孔全部吸收所有泄露蒸气并将其冷凝成软化水予以回收，低压侧隔离气孔和高压侧隔离气孔充入压缩空气，压缩空气的压力通过外部调节阀控制后，略高于大气压，防止水蒸气和轴承的润滑油互相混合，压缩空气和一部分水蒸汽从低压侧放空口和高压侧放空口放空，由于放空处压力最低，所以能够保证轴封处的水蒸汽和隔离空气全部从放空口放空，不会互蹿；状态2:如果水蒸气的入口压力低于大气压，水蒸气的出口压力高于大气压，高压侧的泄露蒸气由高压侧平衡孔接入壳体的低压侧平衡孔，使高压侧平衡孔和低压侧平衡孔处的压力都近似达到或略高于大气压，防止大气从低压侧吸入当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷水式螺杆水蒸气压缩机，包括壳体(1)，壳体(1)的两端分别设有用于吸入水蒸气的吸气口(11)和用于排出水蒸气的排气口(12)，其中，吸气口(11)所在位置为壳体(1)的低压侧，排气口(12)所在位置为壳体(1)的高压侧，其特征是：还包括转子(2)、低压侧轴承(31)、高压侧轴承(32)、低压侧轴封组件(41)、高压侧轴封组件(42)、同步齿轮组件(5)和软水喷嘴(6)，转子(2)共有两根，每根转子(2)都由螺杆(21)和转轴(22)构成，螺杆(21)套设在转轴(22)的中部，螺杆(21)和转轴(22)这两者的中心轴线互相重合，每根转子(2)的两端分别通过低压侧轴承(31)和高压侧轴承(32)套设在壳体(1)的低压侧和高压侧，两根转子(2)互相平行设置，两根转子(2)都设于同一水平面上，两根转子(2)的螺杆(21)互相啮合；在壳体(1)的低压侧，转轴(22)和壳体(1)的内壁之间都衬有低压侧轴封组件(41)，低压侧轴封组件(41)的外侧壁贴合在壳体(1)的内壁上，低压侧轴封组件(41)的内壁和转轴(22)之间留有间隙，低压侧轴封组件(41)设于低压侧轴承(31)和螺杆(21)之间；在壳体(1)的高压侧，转轴(22)和壳体(1)的内壁之间都衬有高压侧轴封组件(42)，高压侧轴封组件(42)的外侧壁贴合在壳体(1)的内壁上，高压侧轴封组件(42)的内壁和转轴(22)之间留有间隙，高压侧轴封组件(42)设于高压侧轴承(32)和螺杆(21)之间；每根转轴(21)的一端分别固定在同步齿轮组件(5)的一个齿轮的中心处；壳体(1)的吸气口(11)内设有软水喷嘴(6)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范晓军，
申请(专利权)人：上海柯因罗特压缩机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31