[发明专利]一种喷水螺杆蒸汽压缩机

说明书

技术领域

本发明属于机械蒸汽再压缩热泵技术领域，涉及一种喷水螺杆蒸汽压缩机。

背景技术

随着能源问题的日益突出，高能耗工艺流程都面临节能改造的技术要求。机械蒸汽再压缩技术利用蒸汽压缩机压缩低温蒸汽，使其温度与压力提高后可取代锅炉蒸汽使用，可应用于海水淡化、污水处理、碱液回收等不同领域。

蒸汽压缩机是机械蒸汽再压缩技术的关键，也是主要的技术难点和发展限制所在。机械压缩机多为旋转机械，需要配有油润滑轴承，为保证压缩蒸汽的品质，压缩机轴承腔与工作腔之间必须要有可靠的密封。专利文献1提供了一种汽体密封型式，但因需额外引入高压蒸汽，会一定程度上减少压缩蒸汽流量，并且汽体密封难度较大，成本也较高。

为提高压缩蒸汽的饱和温升(排汽饱和温度与吸汽饱和温度的差值)，蒸汽压缩机压比需求较高，这就会导致排汽温度及排汽过热度较高。螺杆压缩机因其耐液的特性，可以通过吸汽腔或工作容积内喷水的方式降低排汽温度，是一种较为理想的蒸汽压缩机机型。

专利文献2给出了一种喷水量的控制方法，但因为水的蒸发潜热明显大于其显热吸热量，所以希望喷入水在压缩机工作容积内有限的时间内蒸发，并且实际应用时，如果喷水温度过低，不断增加喷水量对排汽温度的降低没有明显效果，所以在进行喷水量调节时，也需要能够根据压缩机吸汽状态进行喷水温度调节。

专利文献1：JP特开2009-255008号公报

专利文献2：JP特开2011-127205号公报

发明内容

本发明是为了解决上述蒸汽压缩机技术难题，提供一种通过喷水可以实现可靠密封，并可进行吸汽过热度及排汽过热度的控制，以及喷水温度调节的喷水螺杆蒸汽压缩机，而且还能结合螺杆压缩机固定内容积比特性，控制压缩机排汽压力，保证其不同工况下的高效运行。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

该压缩机包括压缩机机体、稳压罐以及喷水管路，所述压缩机机体内的工作腔与轴承腔之间布置三道密封，第一道密封靠近工作腔，第二道密封靠近轴承腔，第三道密封位于第一道密封与第二道密封之间，第三道密封与第一、第二道密封之间分别形成密封腔，所述喷水管路上分别设置有用于向第一道密封与第三道密封之间形成的密封腔、压缩机吸汽结束时刻的工作容积以及压缩机吸汽管路或吸汽腔内喷水的分支管路，各个分支管路上分别设置有流量调节阀件，稳压罐与压缩机排汽管路相连，稳压罐的上端设置有用于排出过热蒸汽并调节排汽压力的流量调节阀件，该流量调节阀件与用户蒸汽供给管路之间设置有用于对过热蒸汽进行温度调节的换热单元，换热单元分别与喷水管路以及用于输送低温软化水或蒸馏水的外部管路相连。

所述压缩机还包括用于根据压缩机吸汽管路的吸汽压力以及所述稳压罐内的蒸汽压力调节所述用于排出过热蒸汽并调节排汽压力的流量调节阀件的开度的第一控制器。

所述换热单元包括由换热器以及与换热器相连的流量调节阀件组成的过热蒸汽换热支路，所述过热蒸汽换热支路的一端与所述用于排出过热蒸汽并调节排汽压力的流量调节阀件相连，另一端与所述用户蒸汽供给管路相连。

所述换热单元还包括用于根据所述稳压罐内的蒸汽压力和蒸汽温度以及所述用户蒸汽供给管路的蒸汽温度调节所述与换热器相连的流量调节阀件的开度的第二控制器以及用于构成所述过热蒸汽换热支路的旁通路的流量调节阀件，该流量调节阀件的一端与所述用户蒸汽供给管路相连，另一端与所述用于排出过热蒸汽并调节排汽压力的流量调节阀件相连。

所述换热单元还包括由所述换热器以及与所述换热器相连的水泵组成的喷水温度调节支路，所述喷水温度调节支路的一端与所述用于输送低温软化水或蒸馏水的外部管路相连，另一端与所述喷水管路相连。

所述换热单元还包括用于构成所述换热器的旁通路的流量调节阀件以及用于根据所述喷水管路的水温以及压力调节该流量调节阀件的开度的第三控制器，该流量调节阀件的一端与所述水泵相连，另一端与所述喷水管路相连。

所述稳压罐的下端设置用于根据稳压罐内的液位将经稳压罐气液分离后的液体排出稳压罐的流量调节阀件，该流量调节阀件与所述用于输送低温软化水或蒸馏水的外部管路以及所述水泵通过三通阀相连，所述用于输送低温软化水或蒸馏水的外部管路上设置有由所述第三控制器控制开度的流量调节阀件。

所述第一道密封为非接触密封，所述第二道密封为双向液体密封，所述第三道密封为单向或双向液体密封。

所述第二道密封与第三道密封之间形成的密封腔通过排污阀与外界相通。

本发明的有益效果体现在：