【压缩机网】随着国内节能减排工作的不断推进，中国压缩机行业已经关注到蒸汽应用领域巨大的节能空间，并用不同方式进行蒸汽回收的研究。主要技术路线包括单螺杆蒸汽提温压缩机、双螺杆蒸汽提温压缩机、双螺杆式蒸汽提温鼓风机、离心式蒸汽提温压缩机、罗茨泵等。各种产品性能对比如表1。
综合表1对比可见，单螺杆蒸汽提温压缩机性能最优，最高蒸汽出口温度可达200℃，是所有其他类型压缩机无法实现的。
根据2021年中国统计年鉴统计，约74%的热源需求集中在160℃以上，而能满足此温度的蒸汽压缩机，目前只有单螺杆蒸汽提温压缩机，具体数据如表2。
本文主要讨论单螺杆蒸汽提温压缩机设计。
1、蒸汽的特性
蒸汽按饱和度分，可以分为不饱和蒸汽、饱和蒸汽、过热蒸汽。单螺杆蒸汽提温压缩机提供的一般是饱和蒸汽。
蒸汽按温度分，可以分为低温蒸汽（100℃以内）、中温蒸汽（100-150℃）、高温蒸汽（150-200℃）、超高温蒸汽（200℃以上），单螺杆蒸汽提温压缩机适用于提供中温和高温蒸汽。
2、单螺杆蒸汽提温压缩机应用领域
单螺杆蒸汽提温压缩机适用于多种工业场合，如化工浓缩液、化工蒸汽加热、纺织行业印染定型烘干、酿酒、发酵、化学气体升温升压、造纸、泡沫、建材等行业。
3、螺杆主机设计要求
3.1耐腐蚀性：由于蒸汽存在腐蚀性，故所有与蒸汽直接接触部件需要具备耐腐蚀性，如机头壳体和主轴选用316、转子选用30408；星轮片选用PPS复合材料等；
3.2密封：压缩机轴封系统采用单端面压力油机械密封形式，保证在恶劣工况下介质气不泄露；特殊情况下选用双端面密封；
3.3润滑：采用单螺杆内喷水+轴承采用强制润滑油冷却形式，保证转子润滑及机械密封、轴承润滑；
3.4热膨胀：考虑不同工况机器工作温度不同，星轮片进行定制化生产，每一个工况对应的星轮片尺寸既满足工况密封要求，又不会因转子间隙太小而造成机头卡死；
3.5冷却：机头喷油和喷水均应设计成多点喷淋结构，保证各部位受热均匀，运转平稳；
3.6耐温：星轮片设计耐温不低于204℃；润滑油喷淋温度不高于60℃。
4、系统设计
系统流程图如下：
4.1气液分离罐的设计
4.1.1蒸汽入罐流速10-12m/s，蒸汽出罐流速10-12m/s；蒸汽从罐体侧方入罐，入罐角度保证能在罐体内水位之上形成三圈以上的回旋，以保证离心分离效果；蒸汽在罐体顶部出罐，蒸汽在罐内上升高度不低于罐体直径的40%，以保证重力分离效果；
4.1.2罐体储水量≥1/3每分钟喷水量；罐体安装磁翻板液位计观测水位，并加装自动补水和手动补水装置；
4.1.3带排污装置，保证机组停机后可以快速放空，防止低温罐体内结冰；
4.1.4罐体上部安装安全阀；安全阀排气口螺纹或法兰接口，在使用现场安全阀排气口须接入专用排放管道，防止排放时烫伤人员；
4.1.5罐体耐温设计按不小于成品蒸汽温度+30℃设计；腐蚀裕量按1.5mm设计；工作压力按不小于成品蒸汽压力+20%设计。
4.2水冷却器设计
4.2.1喷液流量流量按蒸汽体积流量的千分之一设计；喷液压力按2-4bar设计；喷液经热交换后降温按10-15℃设计；
4.2.2喷液流量的控制：喷液流量用涡轮流量计进行读数，通过比例阀调节喷液量大小；通过比例阀调节冷却水量控制喷液温度；
4.2.3水冷器器主题使用304不锈钢材料；换热管使用铜管或不锈钢管加不锈钢翅片；
4.2.4谁冷却器带排污装置，保证机组停机后可以快速放空，防止低温罐体内结冰。
4.3润滑油循环系统设计
4.3.1油箱容积按不小于每分钟循环油量的1.5倍设计；
4.3.2散热器和风机设计能保证润滑油低于60℃；
4.3.3润滑油喷淋压力不小于5bar；
4.3.4润滑油一般选用46#抗磨液压油或螺杆机专用油；油品使用寿命按8000小时设计；
4.3.5系统监测润滑油喷淋温度和喷淋压力。
4.4其他控制
4.4.1低温蒸汽进气管加装进气过滤器和止回阀，并监测进气温度和压力；
4.4.2成品蒸汽排气端加装排气止回阀，并监测排气温度和压力；
4.4.3水循环系统和润滑油循环系统加装过滤器，过滤精度50μm；
5、蒸汽压缩机设计计算案例（某化工企业蒸汽提温）
5.1设计参数及组成
5.2选型计算
5.3压缩机技术参数
5.4经济效益
5.4.1按每年工作300天，每天工作24小时计，每年产气量1*24*300=7200吨；
5.4.2按蒸汽220元/吨计，年回收蒸汽价值7200*220=1584000元；
5.4.3按峰谷电综合电价0.75元/度计算，年耗电122*300*24*0.75=658800元；（电机功率110kW加附属用电12kW共122kW）
5.4.4年节约费用1584000-658800=925200元。
6、结语
蒸汽节能回收提温，节能空间大，应用前景广阔，好的蒸汽压缩机设计方案可以提供更好的产品和服务，希望本文对大家有帮助。
【压缩机网】随着国内节能减排工作的不断推进，中国压缩机行业已经关注到蒸汽应用领域巨大的节能空间，并用不同方式进行蒸汽回收的研究。主要技术路线包括单螺杆蒸汽提温压缩机、双螺杆蒸汽提温压缩机、双螺杆式蒸汽提温鼓风机、离心式蒸汽提温压缩机、罗茨泵等。各种产品性能对比如表1。
综合表1对比可见，单螺杆蒸汽提温压缩机性能最优，最高蒸汽出口温度可达200℃，是所有其他类型压缩机无法实现的。
根据2021年中国统计年鉴统计，约74%的热源需求集中在160℃以上，而能满足此温度的蒸汽压缩机，目前只有单螺杆蒸汽提温压缩机，具体数据如表2。
本文主要讨论单螺杆蒸汽提温压缩机设计。
1、蒸汽的特性
蒸汽按饱和度分，可以分为不饱和蒸汽、饱和蒸汽、过热蒸汽。单螺杆蒸汽提温压缩机提供的一般是饱和蒸汽。
蒸汽按温度分，可以分为低温蒸汽（100℃以内）、中温蒸汽（100-150℃）、高温蒸汽（150-200℃）、超高温蒸汽（200℃以上），单螺杆蒸汽提温压缩机适用于提供中温和高温蒸汽。
2、单螺杆蒸汽提温压缩机应用领域
单螺杆蒸汽提温压缩机适用于多种工业场合，如化工浓缩液、化工蒸汽加热、纺织行业印染定型烘干、酿酒、发酵、化学气体升温升压、造纸、泡沫、建材等行业。
3、螺杆主机设计要求
3.1耐腐蚀性：由于蒸汽存在腐蚀性，故所有与蒸汽直接接触部件需要具备耐腐蚀性，如机头壳体和主轴选用316、转子选用30408；星轮片选用PPS复合材料等；
3.2密封：压缩机轴封系统采用单端面压力油机械密封形式，保证在恶劣工况下介质气不泄露；特殊情况下选用双端面密封；
3.3润滑：采用单螺杆内喷水+轴承采用强制润滑油冷却形式，保证转子润滑及机械密封、轴承润滑；
3.4热膨胀：考虑不同工况机器工作温度不同，星轮片进行定制化生产，每一个工况对应的星轮片尺寸既满足工况密封要求，又不会因转子间隙太小而造成机头卡死；
3.5冷却：机头喷油和喷水均应设计成多点喷淋结构，保证各部位受热均匀，运转平稳；
3.6耐温：星轮片设计耐温不低于204℃；润滑油喷淋温度不高于60℃。
4、系统设计
系统流程图如下：
4.1气液分离罐的设计
4.1.1蒸汽入罐流速10-12m/s，蒸汽出罐流速10-12m/s；蒸汽从罐体侧方入罐，入罐角度保证能在罐体内水位之上形成三圈以上的回旋，以保证离心分离效果；蒸汽在罐体顶部出罐，蒸汽在罐内上升高度不低于罐体直径的40%，以保证重力分离效果；
4.1.2罐体储水量≥1/3每分钟喷水量；罐体安装磁翻板液位计观测水位，并加装自动补水和手动补水装置；
4.1.3带排污装置，保证机组停机后可以快速放空，防止低温罐体内结冰；
4.1.4罐体上部安装安全阀；安全阀排气口螺纹或法兰接口，在使用现场安全阀排气口须接入专用排放管道，防止排放时烫伤人员；
4.1.5罐体耐温设计按不小于成品蒸汽温度+30℃设计；腐蚀裕量按1.5mm设计；工作压力按不小于成品蒸汽压力+20%设计。
4.2水冷却器设计
4.2.1喷液流量流量按蒸汽体积流量的千分之一设计；喷液压力按2-4bar设计；喷液经热交换后降温按10-15℃设计；
4.2.2喷液流量的控制：喷液流量用涡轮流量计进行读数，通过比例阀调节喷液量大小；通过比例阀调节冷却水量控制喷液温度；
4.2.3水冷器器主题使用304不锈钢材料；换热管使用铜管或不锈钢管加不锈钢翅片；
4.2.4谁冷却器带排污装置，保证机组停机后可以快速放空，防止低温罐体内结冰。
4.3润滑油循环系统设计
4.3.1油箱容积按不小于每分钟循环油量的1.5倍设计；
4.3.2散热器和风机设计能保证润滑油低于60℃；
4.3.3润滑油喷淋压力不小于5bar；
4.3.4润滑油一般选用46#抗磨液压油或螺杆机专用油；油品使用寿命按8000小时设计；
4.3.5系统监测润滑油喷淋温度和喷淋压力。
4.4其他控制
4.4.1低温蒸汽进气管加装进气过滤器和止回阀，并监测进气温度和压力；
4.4.2成品蒸汽排气端加装排气止回阀，并监测排气温度和压力；
4.4.3水循环系统和润滑油循环系统加装过滤器，过滤精度50μm；
5、蒸汽压缩机设计计算案例（某化工企业蒸汽提温）
5.1设计参数及组成
5.2选型计算
5.3压缩机技术参数
5.4经济效益
5.4.1按每年工作300天，每天工作24小时计，每年产气量1*24*300=7200吨；
5.4.2按蒸汽220元/吨计，年回收蒸汽价值7200*220=1584000元；
5.4.3按峰谷电综合电价0.75元/度计算，年耗电122*300*24*0.75=658800元；（电机功率110kW加附属用电12kW共122kW）
5.4.4年节约费用1584000-658800=925200元。
6、结语
蒸汽节能回收提温，节能空间大，应用前景广阔，好的蒸汽压缩机设计方案可以提供更好的产品和服务，希望本文对大家有帮助。
网友评论
条评论
最新评论