[發(fā)明專利]一種機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610809729.2
• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: CN107213659B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 沈九兵;郭霆;孔祥雷
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/30;B01D3/00;B01D3/42;F22B3/04;C02F1/04
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明提供一種機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)，包括蒸發(fā)冷凝器、離心壓縮機、螺桿壓縮機、電熱水器、汽液分離器和淡水箱，蒸發(fā)冷凝器連通離心壓縮機和螺桿壓縮機，蒸發(fā)冷凝器與離心壓縮機之間設有第一閥門和泄水分離器，蒸發(fā)冷凝器與螺桿壓縮機之間設置有第二閥門，離心壓縮機連通螺桿壓縮機，螺桿壓縮機的出口連通進口，螺桿壓縮機通過汽液分離器連通蒸發(fā)冷凝器的冷凝管。本發(fā)明提供的機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)為一種無須啟動熱源蒸汽、能實現(xiàn)高蒸汽壓比(壓縮蒸汽飽和溫升)和高蒸汽流量的、具有較高能源效率的機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)，能起到擴充機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)應用范圍，實現(xiàn)工業(yè)節(jié)能的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)及控制方法，屬于工業(yè)蒸餾濃縮與供熱工程中低溫蒸汽余熱回收利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

全球能源問題日益突出，我國能源消耗高但能源利用率低，迫切需要對能源密集型工業(yè)領(lǐng)域進行節(jié)能改造。機械蒸汽再壓縮技術(shù)是利用熱泵原理，回收低溫蒸汽余熱，利用機械壓縮機壓縮蒸汽，能提供可替代鍋爐蒸汽的熱源蒸汽，并能廣泛應用于印染、污水處理、海水淡化、化工精餾等工業(yè)領(lǐng)域。研究表明，用壓縮機提高蒸汽壓力的能耗只有用鍋爐產(chǎn)生等量蒸汽能耗的5-10％。

雖然機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)具有較高的節(jié)能潛力，但其應用與推廣受限于機械蒸汽壓縮機技術(shù)。首先由于水蒸氣具有較高的比容，系統(tǒng)實際應用時的原料液處理能力受限于壓縮機所能實現(xiàn)的容積流量。其次由于水蒸氣的絕熱指數(shù)較高，當系統(tǒng)運行要求較高的壓縮蒸汽飽和溫升時，壓縮機運行壓比較高，因而壓縮機需要克服較高排汽溫度的問題。

此外，目前的機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)啟動時都需要提供額外的熱源蒸汽，必須先蒸發(fā)原料液，產(chǎn)生蒸汽進入壓縮機，當系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，再完全用壓縮蒸汽作為熱源蒸汽進入系統(tǒng)。一般開機啟動時用的熱源蒸汽都為鍋爐蒸汽，能源消耗較高，導致系統(tǒng)的成本增加。

通常離心壓縮機能實現(xiàn)較大的容積流量，但因其對液滴的敏感性和小流量的喘振問題，適應性交較差，運行壓比不宜太高。而螺桿壓縮機因其耐液特性，能通過工作容積噴水冷卻的方式，實現(xiàn)蒸汽壓縮的高壓比和低排汽溫度，但其只適用于中低容積流量。

因此機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)的應用推廣和成本降低，可通過解決系統(tǒng)開機啟動熱源蒸汽問題、提供大流量和高壓比的機械蒸汽壓縮形式這兩種主要途徑出發(fā)，進而能一定程度上緩解工業(yè)生產(chǎn)能源消耗的壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明能很好解決上述問題，提供一種開機無需額外熱源蒸汽，結(jié)合離心壓縮機與螺桿壓縮機各自特點，實現(xiàn)大流量、高壓比機械蒸汽壓縮的機械蒸汽再壓縮系統(tǒng)，以及系統(tǒng)的控制方法。