[發明專利]一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組

在審

• 申請號: 201810420998.9
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108644132A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 李偉華;李傳旭
• 申請（專利權）人: 重慶沖能動力機械有限公司
• 主分類號: F04D17/16
• 分類號: F04D17/16;F04D25/06;F04D25/16;F04D27/00;B01D53/047
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發明公開了一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組，包括至少一個高速異步變頻電機，分別安裝在每一個所述高速異步變頻電機兩端的兩個離心鼓風機頭，以及控制系統；所述控制系統用于接收機組運行的數據信號，并根據該信號控制高度異步變頻電機轉動，進而使得至少一個所述離心鼓風機頭機頭在指定轉速下運行；所述控制系統通過控制所述高速異步變頻電機在運行周期內變轉速來控制兩個離心鼓風機頭機頭在運行期間同時循環抽負壓。與羅茨、水環等容積式鼓風機相比，本發明轉子轉動慣量小，變轉速響應時間快、單機流量大、效率高、噪聲低、后期維護簡單。

技術領域

本發明屬于真空變壓吸附領域，具體來說，是一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組。

背景技術

真空變壓吸附(Vacuum Pressure SwingAd-sorption，VPSA)是一種使較難吸附的雜質在負壓下強行解析出來的氣體分離與提純技術。它通過吸附劑這個載體依靠工藝介質壓力的變化，實現氣體的吸附與再生，完成氣體的分離與提純。變壓吸附制純氫技術廣泛應用于制氫變換氣、煉廠重整氫、各種加氫尾氣、乙烯尾氣以及丙烯尾氣等多種氣源制純氫的領域。真空變壓吸附制氫主要為物理吸附，其原理是依靠吸附劑(密度相對較大的多孔固體)與吸附質(密度相對較小的氣體或液體)之間的分子力(即范德華力)進行吸附，該吸附的特點包括無化學反應、過程進行極快、各項物質的平衡瞬間完成、完全可逆。

現階段國內VPSA氣體分離系統吸附加壓全部采用羅茨式鼓風機。在長期使用過程發現羅茨真空泵機存在噪聲大，其低頻噪聲造成處理困難，同時兩者效率低的缺點，單臺機組的流量小，最大不超過1500m3/min，因此在較大的VPSA系統中不得不采用多臺組合的方式運行，造成一次投資提高。

發明內容

針對上述缺點，本發明目的是旨在提供了一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組，該機組轉子轉動慣量小，變轉速響應時間快、單機流量大、效率高、噪聲低、后期維護簡單。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組，包括至少一個高速異步變頻電機，分別安裝在每一個所述高速異步變頻電機兩端的兩個離心鼓風機頭，以及控制系統；所述控制系統用于接收機組運行的數據信號，并根據該信號控制高度異步變頻電機轉動，進而使得至少一個所述離心鼓風機頭機頭在指定轉速下運行；所述控制系統通過控制所述高速異步變頻電機在運行周期內變轉速來控制兩個離心鼓風機頭機頭在運行期間同時循環抽負壓。

作為本發明一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組的一種優選，兩個所述離心鼓風機頭的出口匯合形成一個總出口。

作為本發明一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組的另一種優選，所述控制系統控制高速異步變頻電機驅動至少一個所述離心鼓風機頭，使所述離心鼓風機頭的入口處和總出口處產生壓比。

作為本發明一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組的又一種優選，所述控制系統根據離心鼓風機頭的入口溫度以及壓比信號反饋確定高速異步變頻電機最佳運行轉速，并通過控制變頻器來驅動高速異步變頻電機轉動。

作為本發明一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組的再一種優選，所述離心鼓風機頭包括葉輪罩殼、離心開式葉輪、排氣蝸殼、擴壓器、迷宮氣體密封，所述離心開式葉輪布置在所述高速異步變頻電機轉子的一端，所述迷宮氣體密封安裝在所述離心開式葉輪背后，以防止排氣蝸殼內被增壓的氣體泄漏，葉輪罩殼安裝在離心開式葉輪的入口處，保證增壓氣體高效進入離心開式葉輪。

作為本發明一種用于VPSA氣體分離系統的高速直驅雙級離心鼓風機頭組的另一種優選，離心開式葉輪由五軸聯動機床銑削成型。