一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机制造技术

本发明专利技术涉及蒸汽压缩设备技术领域，提供了一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，包括蒸发器、冷却器、第一离心叶轮和第二离心叶轮；蒸发器与冷却器、第一离心叶轮、第二离心叶轮分别通过第一管路相串联，冷却器设置在第一离心叶轮与第二离心叶轮之间；第一离心叶轮与第二离心叶轮分别连接驱动机构；本发明专利技术实现了对蒸发器输出的二次蒸汽进行多级压缩，蒸汽提高到相对较高的压力，并且通过在不同的压缩级之间设置中间冷却器，实现了在接近等温的状态下对蒸汽进行压缩做功，大大减少了对能量的消耗。

A Two-stage Steam Compressor with Intermediate Cooling

【技术实现步骤摘要】
一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机
本专利技术涉及蒸汽压缩设备
，尤其涉及一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机。
技术介绍
近年来，由于人类对能源的需求越来越大，能源供应成为瓶颈问题。面对如此状况，节能成为目前摆脱能源短缺束缚的有效途径之一。蒸汽压缩技术是一项高效环保的节能技术，广泛应用于溶液的蒸发工艺过程中，如化工、轻工、食品、制药、海水淡化、污水处理等生产领域。机械蒸汽再压缩技术是蒸汽压缩技术的典型代表，其基本原理是基于回收蒸发器所产生的二次蒸汽的潜热进行的，二次蒸汽经过蒸汽压缩机机械压缩，提高了二次蒸汽的压力和饱和温度，提高了热焓的二次蒸汽被送进蒸发系统用于补充或完全代替生蒸汽，因此蒸发所耗的能量仅仅是压缩机所耗的能量。根据机械蒸汽再压缩技术的原理可知，其效率取决于回收利用的潜热值与输入的机械功之间的比值，即回收的潜热值越高，所消耗机械压缩功越少，则机械蒸汽压缩系统的效率越高。然而，传统的进行单级压缩作业的压缩机往往存在稳定性差、易喘振、温升高、效率低的问题，它难以将蒸发器产生的二次蒸汽提高到相对较高的压力。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种能够实现对蒸发器产生的二次蒸汽进行多级压缩的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，用以解决传统的单级离心压缩机难以将二次蒸汽提高到相对较高的压力的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，包括蒸发器、冷却器、第一离心叶轮和第二离心叶轮；所述蒸发器与冷却器、第一离心叶轮、第二离心叶轮分别通过第一管路相串联，所述冷却器设置在所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮之间；所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮分别连接驱动机构。优选的，本专利技术中所述蒸发器与风机、所述冷却器通过第二管路相串联并构成闭环系统，所述冷却器用于对所述第一管路和所述第二管路中的蒸汽进行热交换。优选的，本专利技术中在所述第一管路和所述第二管路上对应装有第一控制阀和第二控制阀。优选的，本专利技术中所述驱动机构包括电机与单轴输入双轴输出的齿轮变速箱，所述齿轮变速箱的输入端连接所述电机的输出轴，所述齿轮变速箱的两个输出端分别连接所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮的叶轮轴。优选的，本专利技术中所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮安装于一体式蜗壳中；所述一体式蜗壳内设有对应与所述第一离心叶轮、所述第二离心叶轮匹配的第一蜗壳状气室和第二蜗壳状气室；所述一体式蜗壳上设有对应连通所述第一蜗壳状气室的第一进气口和第一出气口，并设有对应连通所述第二蜗壳状气室的第二进气口和第二出气口。优选的，本专利技术中所述一体式蜗壳包括底座和左、右拼装为一体的左壳盖、右壳盖；所述第一进气口和所述第二进气口设置在所述左壳盖上；所述第一出气口和所述第二出气口对应设置在左、右壳盖的对应拼装处。优选的，本专利技术中所述第一离心叶轮、所述第二离心叶轮和所述冷却器各设有一台。优选的，本专利技术所述蒸汽压缩机的输出压比Π为：其中，n表示所述电机的转速，Z表示所述齿轮变速箱中与所述电机联结的齿轮的齿数，Z1和Z2表示所述齿轮变速箱中分别与第一离心叶轮、第二离心叶轮相联结的齿轮的齿数，P0表示从所述蒸发器流出至所述第一管路的生蒸气静压，K1表示第一离心叶轮的特性系数、K2表示第二离心叶轮的特性系数，K1＞0，K2＞0。优选的，本专利技术中所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮沿着所述第一管路中的蒸汽输送方向对应设置在所述冷却器的前、后侧，并且所述第一离心叶轮的输出压比大于所述第二离心叶轮的输出压比。优选的，本专利技术中所述第一离心叶轮的输出压比范围为2.0-2.5，并且所述第一离心叶轮的转速范围为20000r/min-24000r/min；所述第二离心叶轮的输出压比范围为1.5-1.8，并且所述第二离心叶轮的转速范围为16000r/min-18000r/min。(三)技术效果本专利技术提供的蒸汽压缩机，通过设置第一离心叶轮与第二离心叶轮，可实现对蒸发器输出的二次蒸汽进行多级压缩，蒸汽提高到相对较高的压力，并且通过在不同的压缩级之间设置冷却器，实现了不同的压缩级在接近等温的状态下对蒸汽进行压缩做功，大大减少了对能量的消耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的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专利技术的一些实施例，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为本专利技术实施例1所述的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机的结构示意图；图2为本专利技术实施例2所述的带双级压缩的蒸汽压缩机的正等轴测图；图3为本专利技术实施2所述的一体式蜗壳的爆炸结构示意图。图中：1-蒸发器，2-第一离心叶轮，3-冷却器，4-第二离心叶轮，5-第一管路，6-第一控制阀，7-风机，8-第二管路，9-第二控制阀，10-电机，11-齿轮变速箱，12-一体式蜗壳，12a-底座，12b-左壳盖，12c-右壳盖，13-第一蜗壳状气室，14-第二蜗壳状气室，15-第一进气口，16-第一出气口，17-第二进气口，18-第二出气口。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1参见图1，本实施例提供了一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，具有蒸发器1，蒸发器1与第一离心叶轮2、第二离心叶轮4、冷却器3分别通过第一管路5相串联；在实际使用过程中，第一离心叶轮2、冷却器3和第二离心叶轮4这三台依次连接的设备构成一组压缩单元，可在第一管路5上设置一组或多组压缩单元，其中，在图1中只显示有一组压缩单元，并在每组压缩单元中，冷却器3位于第一离心叶轮2与第二离心叶轮4之间，即每组压缩单元均对管路中的蒸汽实现双级压缩功能。在第一管路5上装有第一控制阀6，其中，第一控制阀6具体可采用截止阀，并设置在蒸发器1到第一离心叶轮2之间的第一管路5上；第一离心叶轮2与第二离心叶轮4分别连接驱动机构。本实施例所述的蒸汽压缩机的工作过程如下：首先，蒸发器1输出的低温低压蒸汽经过第一组压缩单元，由该压缩单元中的第一离心叶轮2吸入并加压，加压后输出的高温高压蒸汽经过冷却器3进行降温，接着，经过降温后的高压蒸汽经过第二离心叶轮4进行二次增压，经过二次增压后的蒸汽进行下一个压缩单元继续增压或直接供给至执行设备。公知，由多级压缩机构组成的蒸汽压缩系统在压缩做功过程中，每级压缩机构以等温过程进行压缩做功时对能量的损耗最少。然而，由于压缩系统的复杂性，这导致完全实现等温过程是难以实现的，但根据这样的理论可以推出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特征在于，包括蒸发器、冷却器、第一离心叶轮和第二离心叶轮；所述蒸发器与冷却器、第一离心叶轮、第二离心叶轮分别通过第一管路相串联，所述冷却器设置在所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮之间；所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮分别连接驱动机构。

【技术特征摘要】
1.一种带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特征在于，包括蒸发器、冷却器、第一离心叶轮和第二离心叶轮；所述蒸发器与冷却器、第一离心叶轮、第二离心叶轮分别通过第一管路相串联，所述冷却器设置在所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮之间；所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮分别连接驱动机构。2.根据权利要求1所述的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特征在于，所述蒸发器与风机、所述冷却器通过第二管路相串联并构成闭环系统，所述冷却器用于对所述第一管路和所述第二管路中的蒸汽进行热交换。3.根据权利要求2所述的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特征在于，在所述第一管路和所述第二管路上对应装有第一控制阀和第二控制阀。4.根据权利要求1或2或3所述的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特征在于，所述驱动机构包括电机与单轴输入双轴输出的齿轮变速箱，所述齿轮变速箱的输入端连接所述电机的输出轴，所述齿轮变速箱的两个输出端分别连接所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮的叶轮轴。5.根据权利要求4所述的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特征在于，所述第一离心叶轮与所述第二离心叶轮安装于一体式蜗壳中；所述一体式蜗壳内设有对应与所述第一离心叶轮、所述第二离心叶轮匹配的第一蜗壳状气室和第二蜗壳状气室；所述一体式蜗壳上设有对应连通所述第一蜗壳状气室的第一进气口和第一出气口，并设有对应连通所述第二蜗壳状气室的第二进气口和第二出气口。6.根据权利要求5所述的带有中间冷却的双级蒸汽压缩机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育隆，吴宏，魏红伟，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11