水蒸气压缩设备及其控制方法和水蒸气循环系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水蒸气压缩设备及其控制方法和水蒸气循环系统，水蒸气压缩设备包括：第一压缩部，用于压缩水蒸气；第二压缩部，与第一压缩部通过中间流路连接并被配置成压缩经第一压缩部压缩后的水蒸气；第一冷却用水蒸气流路，与中间流路连通，以向中间流路输送降低第二压缩部吸入的水蒸气的温度的冷却用水蒸气；温度检测部件，设在中间流路中，以检测向第二压缩部输送的水蒸气的温度；第一控制阀，设在第一冷却用水蒸气流路中；控制器，与温度检测部件和第一控制阀分别信号连接，并被配置成根据温度检测部件检测到的温度调节第一控制阀的开度，以使第二压缩部吸入的水蒸气的温度高于饱和温度。高于饱和温度。高于饱和温度。

【技术实现步骤摘要】
水蒸气压缩设备及其控制方法和水蒸气循环系统


[0001]本专利技术涉及压缩机领域，具体而言，涉及一种水蒸气压缩设备及其控制方法和水蒸气循环系统。

技术介绍

[0002]蒸汽被广泛应用在各种工业生产中，是现代工业不可或缺的一种动力能源。目前，蒸汽多由各类锅炉生产出，但无论是电锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉，都存在着比较大的缺陷，其能源利用效率不高，而且燃煤锅炉还可能会对大气造成污染，在国家明确提出“碳达峰”、“碳中和”的节能减排目标后，能源利用效率已经是一个不得不考虑的问题。机械蒸汽再压缩是一项高效节能技术，它可以通过对热泵产出的较低温低压的蒸汽再压缩，生产出符合工程所需要的温度、压力的蒸汽，被广泛应用于食品加工、化工、纸业、盐场、制药与及海水淡化的领域，热泵通过提取空气源中的热量，输出一定温度压力水蒸气，远超锅炉的能源利用效率。
[0003]水蒸气压缩机是机械蒸汽再压缩系统的核心部件，它将低压或低温蒸汽进行加压升温，以达到工艺或者工程所需的温度和压力要求。目前主要有离心式水蒸气压缩机、螺杆式水蒸气压缩机以及罗茨式水蒸气压缩机三种水蒸气压缩机。螺杆式水蒸气压缩机以及罗茨式水蒸气压缩机都是容积型压缩机，容量较小，在需要大流量水蒸气的场景下并不适用。离心式水蒸气压缩机容量大，但压缩比小，在制取高温高压水蒸气时需要使用到多级压缩技术，在多级压缩系统中，每一级的水蒸气排气温度都很高，排气过热度很大，这会造成每级压缩的功耗增大，同时也会造成电机转子、定子的温度升高，加大压缩机电机的冷却难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种水蒸气压缩设备及其控制方法和水蒸气循环系统，以改善现有技术中存在的压缩机的压缩部的能耗大、电机转子和定子的温度高的问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种水蒸气压缩设备，在一些实施例中，包括：
[0006]第一压缩部，用于压缩水蒸气；
[0007]第二压缩部，与第一压缩部通过中间流路连接并被配置成压缩经第一压缩部压缩后的水蒸气；
[0008]第一冷却用水蒸气流路，与中间流路连通，以向中间流路输送降低第二压缩部吸入的水蒸气的温度的冷却用水蒸气；
[0009]温度检测部件，设在中间流路中，以检测向第二压缩部输送的水蒸气的温度；
[0010]第一控制阀，设在第一冷却用水蒸气流路中；
[0011]控制器，与温度检测部件和第一控制阀分别信号连接，并被配置成根据温度检测部件检测到的温度调节第一控制阀的开度，以使第二压缩部吸入的水蒸气的温度高于饱和
温度。
[0012]在一些实施例中，水蒸气压缩设备还包括设在中间流路中的压力检测部件，控制器与压力检测部件信号连接并被配置成根据压力检测部件检测到的压力计算中间流路中的水蒸气的饱和温度。
[0013]在一些实施例中，
[0014]控制器还被配置成计算中间流路中的水蒸气的过热度T
过热度
并在T
过热度
与目标过热度T
目标过热度
之间的过热度差值
△
T大于预定值时增大第一控制阀的开度，
[0015]其中，
[0016]△
T＝T
过热度
‑
T
目标过热度
；
[0017]过热度T
过热度
＝温度检测部件检测到的温度
‑
饱和温度。
[0018]在一些实施例中，增大第一控制阀的开度的增量
△
D＝A*
△
T1+B*(
△
T1‑△
T2)；
[0019]其中，A和B均为常数；
[0020]开度为阀的流通面积与全开状态的流通面积的比值；
[0021]△
T1为第一控制阀当前调节周期的过热度差值
△
T；
[0022]△
T2为第一控制阀前一个调节周期的过热度差值
△
T，
[0023]△
T为表示T
过热度
和T
目标过热度
差值的数值。
[0024]在一些实施例中，在中间流路中的水蒸气的流动方向上，第一冷却用水蒸气流路位于压力检测部件的上游。
[0025]在一些实施例中，在中间流路中的水蒸气的流动方向上，第一冷却用水蒸气流路位于温度检测部件的上游。
[0026]在一些实施例中，水蒸气压缩设备还包括与第一压缩部的进气口连接、以向第一压缩部输送待压缩的冷却用水蒸气的供给部，供给部与第一冷却用水蒸气流路连通，以向第一冷却用水蒸气流路提供冷却用水蒸气。
[0027]在一些实施例中，水蒸气压缩设备还包括：
[0028]冷却装置，包括与冷却用水蒸气供给部连通的进口和与第一冷却用水蒸气流路连通的出口。
[0029]在一些实施例中，水蒸气压缩设备包括：
[0030]进气口，用于引入待压缩的水蒸气；
[0031]出气口，用于输出压缩后的水蒸气；
[0032]第二冷却用水蒸气流路，与出气口连接，以调整出气口输出的水蒸气的温度；
[0033]第二控制阀，设在第二冷却用水蒸气流路中，以调节第二冷却用水蒸气流路的流量。
[0034]在一些实施例中，第二冷却用水蒸气流路的出口与在进气口和出气口之间的水蒸气流通路径上最临近出气口的压缩部和出气口之间的水蒸气流路连通。
[0035]根据本专利技术的另一方面，还提供一种水蒸气循环系统，在一些实施例中，包括上述的水蒸气压缩设备。
[0036]根据本专利技术的另一方面，还提供一种上述的水蒸气压缩设备的控制方法，在一些实施例中，包括：
[0037]获取向第二压缩部输送的水蒸气的温度；
[0038]根据水蒸气的温度的调节第一控制阀的开度，以使第二压缩部吸入的水蒸气的温度高于饱和温度。
[0039]在一些实施例中，控制方法还包括：
[0040]获取中间流路中的水蒸气的压力；
[0041]根据中间流路中的水蒸气的压力计算饱和温度。
[0042]在一些实施例中，控制方法还包括：
[0043]计算中间流路中的水蒸气的过热度T
过热度
，过热度T
过热度
＝温度检测部件检测到的温度
‑
饱和温度；
[0044]计算T
过热度
与目标过热度T
目标过热度
之间的过热度差值
△
T；
[0045]若热度差值
△
T大于预定值则增大第一控制阀的开度。
[0046]在一些实施例中，增大第一控制阀的开度的增量
△
D＝A*
△
T1+B*(
△
T1‑△
T2)，
[0047]其中，A和B均为常数；
[0048]开度为阀的流通面积与全开状态的流通面积的比值；
[0049]△本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水蒸气压缩设备，其特征在于，包括：第一压缩部(1)，用于压缩水蒸气；第二压缩部(2)，与所述第一压缩部(1)通过中间流路(5)连接并被配置成压缩经所述第一压缩部(1)压缩后的水蒸气；第一冷却用水蒸气流路(6)，与中间流路(5)连通，以向所述中间流路(5)输送降低所述第二压缩部(2)吸入的水蒸气的温度的冷却用水蒸气；温度检测部件(4)，设在所述中间流路(5)中，以检测向所述第二压缩部(2)输送的水蒸气的温度；第一控制阀(7)，设在所述第一冷却用水蒸气流路(6)中；控制器，与所述温度检测部件(4)和所述第一控制阀(7)分别信号连接，并被配置成根据所述温度检测部件(4)检测到的温度调节所述第一控制阀(7)的开度，以使所述第二压缩部(2)吸入的水蒸气的温度高于饱和温度。2.根据权利要求1所述的水蒸气压缩设备，其特征在于，还包括设在所述中间流路(5)中的压力检测部件(3)，所述控制器与所述压力检测部件(3)信号连接并被配置成根据所述压力检测部件(3)检测到的压力计算所述中间流路(5)中的水蒸气的饱和温度。3.根据权利要求2所述的水蒸气压缩设备，其特征在于，所述控制器还被配置成计算所述中间流路(5)中的水蒸气的过热度T
过热度
并在所述T
过热度
与目标过热度T
目标过热度
之间的过热度差值
△
T大于预定值时增大所述第一控制阀(7)的开度，其中，
△
T＝T
过热度
‑
T
目标过热度
；所述过热度T
过热度
＝所述温度检测部件(4)检测到的温度
‑
所述饱和温度。4.根据权利要求3所述的水蒸气压缩设备，其特征在于，所述增大所述第一控制阀(7)的开度的增量
△
D＝A*
△
T1+B*(
△
T1‑△
T2)；其中，A和B均为常数；开度为阀的流通面积与全开状态的流通面积的比值；
△
T1为所述第一控制阀(7)当前调节周期的过热度差值
△
T；
△
T2为所述第一控制阀(7)前一个调节周期的过热度差值
△
T；
△
T为表示T
过热度
和T
目标过热度
差值的数值。5.根据权利要求2所述的水蒸气压缩设备，其特征在于，在所述中间流路(5)中的水蒸气的流动方向上，所述第一冷却用水蒸气流路(6)位于所述压力检测部件(3)的上游。6.根据权利要求1所述的水蒸气压缩设备，其特征在于，在所述中间流路(5)中的水蒸气的流动方向上，所述第一冷却用水蒸气流路(6)位于所述温度检测部件(4)的上游。7.根据权利要求1所述的水蒸气压缩设备，其特征在于，还包括与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁马腾，任帅峰，梁湖，梁海英，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：