低速多级离心式蒸汽压缩机
一、前言
随着现代生产工艺过程对能源的利用要求越来越高,节能、高效成为产业升级的重要指标;因此,近几年机械蒸汽再压缩(MVR)技术在我国得到迅速发展,市场需求旺盛。蒸汽压缩机做为机械蒸汽再压缩(MVR)技术领域里的核心设备,已逐步从引进消化到吸收创新,实现了国产化和系列化;目前国产的蒸汽压缩机主要有罗茨式和离心式两类机型。
罗茨式蒸汽压缩机属体积直接压缩型,要求叶轮与腔体之间的间隙小才能保证足够的压比,然而设备材质(不锈钢等)的热形变系数,往往与罗茨机要求的动间隙在同一个尺寸范围(一般在50-70个丝);这要就大大地限制了罗茨式压缩机的温升指标,此外罗茨式蒸汽压缩机一般都采用机械密封形式,这类密封装置的使用寿命一般为5-6个月,因此罗茨压缩机的密封器件更换频繁;影响机体使用寿命。
离心式蒸汽压缩机,目前国内生产的机型主要是单级高速离心式压缩机,这类压缩机的叶轮是以三元流原理设计制造的,克服了罗茨式压缩机某些不可避免的问题,如它的叶轮与蜗壳的间隙就可以允许较大(一般可以允许100-200个丝);而且该类机型热熵效率也较高,温升指标比较理想,能够满足大多数情况下的市场需求;但整机的结构复杂,造价高;且维护难度和费用也很高。
人们对事物的认识规律,总是由简单到复杂,然后再由复杂做到简单,这样才能完成一次技术的飞跃;我公司根据市场的需求,在国内率先推出的低速多级离心式蒸汽压缩机,能像普通水泵或风机那样使用和管理;结构简单,工作可靠,维护成本低廉,是国内MVR技术领域的又一次重大进步,该机的噪音指标低于50db,大大地低于其他形式的压缩机组,非常适合对环境噪音要求低的工作场所,今后必将成为国内MVR技术装备的主导产品。
二、单极高速离心压缩机和低速多级离心机的结构区别
单级高速和多级低速离心机都是工作轮在旋转的过程中,由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动,使气体的速度得到提高,随后在扩压器中把速度能转化为压力能。不同的是单级离心机只有一组叶轮,蒸汽的压缩是一次压缩完成的,而多级离心机在一根主轴上有多组叶轮,蒸汽的压缩是在多组叶轮间逐级完成的。由于离心机是依靠提高蒸汽的流动速度即蒸汽动能来压缩蒸汽提高压力的,所以要获得同样的压力,单级离心机的叶轮必须要比多级机的转速高数倍,通常情况下多级离心机的转速只有数千转/分钟,而单级离心机的转速却高达数万转/分钟。由于压力的提高很大程度上依靠转速的提高,而转速的提高受到平衡、润滑及材料性能等多方面的限制,所以单级离心机更多使用于低压力场合,而高压力工况更多使用多级离心机。单级离心机一般是依靠齿轮变速获得极高转速,由于转速特别高,所以压缩机的控制和维护保养特别重要,必须同时配套单独的润滑油站,同时由于高转速带来诸多部件如叶片等磨损较大,所以单级离心机的寿命较多级离心机低。单级离心机主要缺点(相对的)有:
1、机构复杂,机组有润滑油站,齿轮变速箱等辅助机构和设置;
2、转速高,噪音大
3、维护量大,维护难度高;由于压缩机的部件磨损快,而且对平衡、装配要求极高;
4、控制复杂,操作难度大;
5、压缩机容易产生振动,需要设置一套较完备的轴温度、转速、位移、振动等的自动化监控系统。
一套完整的单级高速离心式蒸汽压缩机机组应包括:压缩机本体、电动机、集成式增速齿轮箱、联轴器及其防护罩壳、润滑油系统、底座及其安装地脚螺栓、仪表和控制系统(包括就地控制箱至MCP柜电缆,压缩机配套仪表至就地控制箱及MCP电缆等)以及有效和安全运行所需的所有附件。见下图:
图1. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机
单级高速离心式蒸汽压缩机一般采用全三元流设计理念,径向离心叶轮、低稠度扩压器以及进口可调导叶系统,保证了GVC系列蒸汽压缩机的高效特性以及宽广的工作范围。叶轮与高速轴采用拉杆式装配,保证了传扭的可靠性和安全性。压缩机的转子经过多次动平衡校验,所以保证运行振动非常低。叶轮为TC4钛合金材料,叶轮和扩压器型线的设计都基于大量机器的丰富数据分析及现代空气动力学的基础上,所以具有***高的效率。
叶轮:材质TC4 (5轴联动数控加工叶轮,设计使用寿命20年);
扩压器: 材质316L ;蜗壳:材质316L
图2. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的压气叶轮及转子总成
单级离心式蒸汽压缩机的压气叶轮出口装有高效机翼型叶片扩压器确保压缩机取得较高的效率,达到82%。材料选用316L,扩压器叶片型线数控加工中心铣削一体成型。
增速齿轮箱体:整体铸造(或钢结构件)半剖分式:
材 质:铸铁GG25
小齿轮轴:单斜齿 AGMA13级带止推环
材 质:合金结构钢SNCM439 20CrMnMo
大齿轮轴:单斜齿 AGMA13级 17CrNiMo6
材 质:合金结构钢 42CrMoA
高速轴可以将自身所承受的轴向力通过止推轴肩传递到低速的大齿轮轴上。从而使高速轴上无推力摩擦,增强了高速轴的运行可靠性,提高了高速轴的轴承使用寿命。
图3. GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的大、小齿轮轴
润滑油系统:
单台蒸汽压缩机配有独立的、模块化设计的供油系统,该系统能为齿轮和所有轴承提供所需的干净润滑油。所有供油系统部件与压缩机底座安装成一体且便于维修、检查和清洗。
(1) 油箱内部需按制造厂标准进行防锈处理。设备安装于垫板上,所有开口处加垫片密封。油箱有足够的容积,在正常供油量情况下至少满足 3 分钟的持续供油时间。
(2) 油箱配带滑油加热器(额定电压:380V/3Ph/50Hz)、温度传感器、液位继电器、温度表。
(3) 油箱配置滑油液位观察镜、油箱呼吸器、大型人工清洁口、滑油添加及泄油连接口。
(4) 滑油系统配置主轴驱动的主油泵,为机组正常运行提供润滑油,及断电惯性供油保护措施。
(5) 滑油系统配置电动辅助油泵,为机组的启动预润滑、停机后润滑、运行过程中滑油压力过低、机组突然失电提供供油保护。
(6) 马达驱动的辅助油泵额定电压:380V/3Ph/50Hz.
(7) 主油泵和辅助油泵进口设置过滤筒
(8) 滑油管路配备10微米的滑油过滤器,并具有压差发讯报警功能。
(9) 油冷却器使用水冷模式。
(10) 齿轮箱滑油进口压力、温度、过滤器压差等润滑油系统检测。
图4 GVC系列单级高速离心式蒸汽压缩机的底座油站
DJLX系列低速多级离心压缩机产品介绍
一、主要指标
排 量:15~1200m3/min 介质质量排量0.05-50吨/小时
升 压:19.6~156KPa 温 升:5-35℃
功 率:8~1200kW
二、用途
该系列压缩机由多级低速、单吸入、双支撑结构,采用联轴器传动,适用于蒸发器二次蒸汽的再压缩(MVR)和生产过程中乏蒸汽的升温,该机型单台设备的温升就可做到50℃以上,是多级离心机的又一优势(可根据客户要求特殊设计)。在低温升低压比的条件下也可采用皮带轮加速机构和单级叶轮完成增压,其转速一般在5000-8000转,温升为4-6℃,特别适合低温升的热敏性物料的蒸发浓缩。且具有效率高、噪音低、运行平稳,易损件少和安装,操作维护简便等特点。
三、转速和密封型式
多级离心式蒸汽压缩机一般为多级低速、单吸入、双支承结构,变频电机与压缩机采用联轴器直接传动,进口及出口方向一般为垂直向上。也可根据用户要求调整。每级叶轮的入口和机壳的两端装有组合式密封,可做充气或抽气补偿,密封可靠,使用寿命长,更换周期达三至五年。
机组在8-50℃温升是采用多级接力压缩方式,主轴转速在3000转以下;但在低压比的条件下也可采用单级皮带轮加速机构,其主轴转速在5000-8000转之间。
四、结构组成
压缩机机壳一般采用我公司特有的复合材料技术,也可由全不锈钢制成,一般机壳与轴承箱沿轴线水平上下中分。转子的主轴与叶轮用双向不锈钢或钛合金钢制成。每级叶轮进口圈处,级间和机壳两端装有迷宫式密封,以防止气体泄漏。压缩机转子经静、动平衡较正,运行平稳。
五、选型说明
蒸汽压缩机都由专业厂家非标准制作,一般用户很难自行定出完整的选型参数或依据,为此,我们为用户编制了一个《蒸汽压缩机需求信息表》,请你尽量完整地理解填写此表,以便我们的技术人员与你共同地完善和制定适合你的需求的压缩机。本公司将按您的要求设计、制造,保证满足使用要求。
本公司凭借着MVR系统丰富设计调试经验,可为用户提供从系统设计与压缩机匹配选型的技术支持服务。
填表日期 年 月 日
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部门
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邮箱
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公司名称
联系人
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电话
手机
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传真
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客户类别
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□设计院所 □设备厂商 □直接用户
□科研试验 □工程承包 □环保·水处理
□其他
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行业分类
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□石油化工 □精细化工 □生物化工
□食品医药 □轻工 □其他
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压缩机类别
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离心式
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压缩介质
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主要气体
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□水蒸气 □其他_______
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杂质气体及含量
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气体腐蚀性说明
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进口饱和温度
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℃
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进口***压力
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kPa
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出口饱和温度
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℃
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出口***压力
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kPa
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质量流量
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t/hr
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进口体积流量
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m3/min
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主电机电压要求
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□380V □6kV □10kV
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电机防护等级
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主电机功率限制
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□无 □有_____ kw
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系统防爆要求
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□否 □是_____ __
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变频器
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□需要 □不需要
□不确定
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导叶机构
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□需要 □不需要
□不确定
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材质要求
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蜗壳
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转子
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其他
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压缩机其他要求
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为了准确了解用户需求,满足系统运行的可靠性和稳定性,请您认真填写以下客户需求表,我公司的技术人员将对你的MVR系统或MVR压缩机的选型提供专业指导。
蒸汽压缩机需求信息表
六、蒸汽压缩机安装、调试、运行现场技术支持
压缩机制造商派具有丰富安装调试经验的代表去检验安装情况和监督指导现场试车和调试。
当压缩机、电机、控制系统及所有附件安装完毕后,每台蒸汽压缩机均在实际运行条件下进行现场验收试验。该试验由蒸汽压缩机制造商代表在有用户及其工程师在场的情况下进行。
七、售后服务体系
公司将在全国多个城市设立了分支机构和维修服务站,为用户提供及时有效的服务。公司将以服务、创新、超越”的精神为统领,围绕“叶轮机械高技术产品”的发展目标,发挥研发和生产专业技术优势,服务用户、奉献社会,创造美好的未来。
1、质保期内售后服务承诺
负责指导设备安装、调试;
在设备调试和验收期间,由于卖方的责任造成的设备或备件的损坏由卖方免费维修或更换。
设备因卖方的原因发生质量问题时,卖方将无偿负责解决。
2、技术培训
机组安装调试期间,供方免费对需方操作人员及技术人员进行相关培训,
参加人员:供方高级服务工程师、需方技术管理人员,机、电、仪维修、操作人员;
培训内容:开机操作、安全规程、日常维护、常见故障判断;
培训地点:需方工厂;
达到效果:应保证需方人员初步能够独立使用设备,维护设备;
终验收时,供方免费对需方操作人员进一步指导培训:
参加人员:供方高级服务工程师、需方技术管理人员,机、电、仪维修、操作人员;
培训内容:常见故障判断及处理、备件采购程序、自控系统;
培训地点:需方工厂 ;
达到效果:应保证需方人员能够独立熟练使用设备,维护设备及维修设备,帮助需方建立蒸汽压缩机操作管理规程。
3、服务保证
应急响应时间(国内):
接到用户技术咨询电话、传真等信息后,承诺在4小时之内,给予回复,如需工厂服务工程师支持,48小时到达设备现场。
4、质保期限
自需方验收合格之日起12个月或货到现场后18个月,以先到为准。
质保期期外的服务内容及相关情况:
质保期外,接到用户技术咨询电话、传真等信息后,承诺4小时内给予回复,如需我司服务人员现场服务,承诺在48小时内到达产品使用现场,进行服务,同时按优惠价格收取相关费用。
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