【壓縮機網】隨著國內節能減排工作的不斷推進，中國壓縮機行業已經關注到蒸汽應用領域巨大的節能空間，并用不同方式進行蒸汽回收的研究。主要技術路線包括單螺桿蒸汽提溫壓縮機、雙螺桿蒸汽提溫壓縮機、雙螺桿式蒸汽提溫鼓風機、離心式蒸汽提溫壓縮機、羅茨泵等。各種產品性能對比如表1。
綜合表1對比可見，單螺桿蒸汽提溫壓縮機性能最優，最高蒸汽出口溫度可達200℃，是所有其他類型壓縮機無法實現的。
根據2021年中國統計年鑒統計，約74%的熱源需求集中在160℃以上，而能滿足此溫度的蒸汽壓縮機，目前只有單螺桿蒸汽提溫壓縮機，具體數據如表2。
本文主要討論單螺桿蒸汽提溫壓縮機設計。
1、蒸汽的特性
蒸汽按飽和度分，可以分為不飽和蒸汽、飽和蒸汽、過熱蒸汽。單螺桿蒸汽提溫壓縮機提供的一般是飽和蒸汽。
蒸汽按溫度分，可以分為低溫蒸汽（100℃以內）、中溫蒸汽（100-150℃）、高溫蒸汽（150-200℃）、超高溫蒸汽（200℃以上），單螺桿蒸汽提溫壓縮機適用于提供中溫和高溫蒸汽。
2、單螺桿蒸汽提溫壓縮機應用領域
單螺桿蒸汽提溫壓縮機適用于多種工業場合，如化工濃縮液、化工蒸汽加熱、紡織行業印染定型烘干、釀酒、發酵、化學氣體升溫升壓、造紙、泡沫、建材等行業。
3、螺桿主機設計要求
3.1耐腐蝕性：由于蒸汽存在腐蝕性，故所有與蒸汽直接接觸部件需要具備耐腐蝕性，如機頭殼體和主軸選用316、轉子選用30408；星輪片選用PPS復合材料等；
3.2密封：壓縮機軸封系統采用單端面壓力油機械密封形式，保證在惡劣工況下介質氣不泄露；特殊情況下選用雙端面密封；
3.3潤滑：采用單螺桿內噴水+軸承采用強制潤滑油冷卻形式，保證轉子潤滑及機械密封、軸承潤滑；
3.4熱膨脹：考慮不同工況機器工作溫度不同，星輪片進行定制化生產，每一個工況對應的星輪片尺寸既滿足工況密封要求，又不會因轉子間隙太小而造成機頭卡死；
3.5冷卻：機頭噴油和噴水均應設計成多點噴淋結構，保證各部位受熱均勻，運轉平穩；
3.6耐溫：星輪片設計耐溫不低于204℃；潤滑油噴淋溫度不高于60℃。
4、系統設計
系統流程圖如下：
4.1氣液分離罐的設計
4.1.1蒸汽入罐流速10-12m/s，蒸汽出罐流速10-12m/s；蒸汽從罐體側方入罐，入罐角度保證能在罐體內水位之上形成三圈以上的回旋，以保證離心分離效果；蒸汽在罐體頂部出罐，蒸汽在罐內上升高度不低于罐體直徑的40%，以保證重力分離效果；
4.1.2罐體儲水量≥1/3每分鐘噴水量；罐體安裝磁翻板液位計觀測水位，并加裝自動補水和手動補水裝置；
4.1.3帶排污裝置，保證機組停機后可以快速放空，防止低溫罐體內結冰；
4.1.4罐體上部安裝安全閥；安全閥排氣口螺紋或法蘭接口，在使用現場安全閥排氣口須接入專用排放管道，防止排放時燙傷人員；
4.1.5罐體耐溫設計按不小于成品蒸汽溫度+30℃設計；腐蝕裕量按1.5mm設計；工作壓力按不小于成品蒸汽壓力+20%設計。
4.2水冷卻器設計
4.2.1噴液流量流量按蒸汽體積流量的千分之一設計；噴液壓力按2-4bar設計；噴液經熱交換后降溫按10-15℃設計；
4.2.2噴液流量的控制：噴液流量用渦輪流量計進行讀數，通過比例閥調節噴液量大小；通過比例閥調節冷卻水量控制噴液溫度；
4.2.3水冷器器主題使用304不銹鋼材料；換熱管使用銅管或不銹鋼管加不銹鋼翅片；
4.2.4誰冷卻器帶排污裝置，保證機組停機后可以快速放空，防止低溫罐體內結冰。
4.3潤滑油循環系統設計
4.3.1油箱容積按不小于每分鐘循環油量的1.5倍設計；
4.3.2散熱器和風機設計能保證潤滑油低于60℃；
4.3.3潤滑油噴淋壓力不小于5bar；
4.3.4潤滑油一般選用46#抗磨液壓油或螺桿機專用油；油品使用壽命按8000小時設計；
4.3.5系統監測潤滑油噴淋溫度和噴淋壓力。
4.4其他控制
4.4.1低溫蒸汽進氣管加裝進氣過濾器和止回閥，并監測進氣溫度和壓力；
4.4.2成品蒸汽排氣端加裝排氣止回閥，并監測排氣溫度和壓力；
4.4.3水循環系統和潤滑油循環系統加裝過濾器，過濾精度50μm；
5、蒸汽壓縮機設計計算案例（某化工企業蒸汽提溫）
5.1設計參數及組成
5.2選型計算
5.3壓縮機技術參數
5.4經濟效益
5.4.1按每年工作300天，每天工作24小時計，每年產氣量1*24*300=7200噸；
5.4.2按蒸汽220元/噸計，年回收蒸汽價值7200*220=1584000元；
5.4.3按峰谷電綜合電價0.75元/度計算，年耗電122*300*24*0.75=658800元；（電機功率110kW加附屬用電12kW共122kW）
5.4.4年節約費用1584000-658800=925200元。
6、結語
蒸汽節能回收提溫，節能空間大，應用前景廣闊，好的蒸汽壓縮機設計方案可以提供更好的產品和服務，希望本文對大家有幫助。
【壓縮機網】隨著國內節能減排工作的不斷推進，中國壓縮機行業已經關注到蒸汽應用領域巨大的節能空間，并用不同方式進行蒸汽回收的研究。主要技術路線包括單螺桿蒸汽提溫壓縮機、雙螺桿蒸汽提溫壓縮機、雙螺桿式蒸汽提溫鼓風機、離心式蒸汽提溫壓縮機、羅茨泵等。各種產品性能對比如表1。
綜合表1對比可見，單螺桿蒸汽提溫壓縮機性能最優，最高蒸汽出口溫度可達200℃，是所有其他類型壓縮機無法實現的。
根據2021年中國統計年鑒統計，約74%的熱源需求集中在160℃以上，而能滿足此溫度的蒸汽壓縮機，目前只有單螺桿蒸汽提溫壓縮機，具體數據如表2。
本文主要討論單螺桿蒸汽提溫壓縮機設計。
1、蒸汽的特性
蒸汽按飽和度分，可以分為不飽和蒸汽、飽和蒸汽、過熱蒸汽。單螺桿蒸汽提溫壓縮機提供的一般是飽和蒸汽。
蒸汽按溫度分，可以分為低溫蒸汽（100℃以內）、中溫蒸汽（100-150℃）、高溫蒸汽（150-200℃）、超高溫蒸汽（200℃以上），單螺桿蒸汽提溫壓縮機適用于提供中溫和高溫蒸汽。
2、單螺桿蒸汽提溫壓縮機應用領域
單螺桿蒸汽提溫壓縮機適用于多種工業場合，如化工濃縮液、化工蒸汽加熱、紡織行業印染定型烘干、釀酒、發酵、化學氣體升溫升壓、造紙、泡沫、建材等行業。
3、螺桿主機設計要求
3.1耐腐蝕性：由于蒸汽存在腐蝕性，故所有與蒸汽直接接觸部件需要具備耐腐蝕性，如機頭殼體和主軸選用316、轉子選用30408；星輪片選用PPS復合材料等；
3.2密封：壓縮機軸封系統采用單端面壓力油機械密封形式，保證在惡劣工況下介質氣不泄露；特殊情況下選用雙端面密封；
3.3潤滑：采用單螺桿內噴水+軸承采用強制潤滑油冷卻形式，保證轉子潤滑及機械密封、軸承潤滑；
3.4熱膨脹：考慮不同工況機器工作溫度不同，星輪片進行定制化生產，每一個工況對應的星輪片尺寸既滿足工況密封要求，又不會因轉子間隙太小而造成機頭卡死；
3.5冷卻：機頭噴油和噴水均應設計成多點噴淋結構，保證各部位受熱均勻，運轉平穩；
3.6耐溫：星輪片設計耐溫不低于204℃；潤滑油噴淋溫度不高于60℃。
4、系統設計
系統流程圖如下：
4.1氣液分離罐的設計
4.1.1蒸汽入罐流速10-12m/s，蒸汽出罐流速10-12m/s；蒸汽從罐體側方入罐，入罐角度保證能在罐體內水位之上形成三圈以上的回旋，以保證離心分離效果；蒸汽在罐體頂部出罐，蒸汽在罐內上升高度不低于罐體直徑的40%，以保證重力分離效果；
4.1.2罐體儲水量≥1/3每分鐘噴水量；罐體安裝磁翻板液位計觀測水位，并加裝自動補水和手動補水裝置；
4.1.3帶排污裝置，保證機組停機后可以快速放空，防止低溫罐體內結冰；
4.1.4罐體上部安裝安全閥；安全閥排氣口螺紋或法蘭接口，在使用現場安全閥排氣口須接入專用排放管道，防止排放時燙傷人員；
4.1.5罐體耐溫設計按不小于成品蒸汽溫度+30℃設計；腐蝕裕量按1.5mm設計；工作壓力按不小于成品蒸汽壓力+20%設計。
4.2水冷卻器設計
4.2.1噴液流量流量按蒸汽體積流量的千分之一設計；噴液壓力按2-4bar設計；噴液經熱交換后降溫按10-15℃設計；
4.2.2噴液流量的控制：噴液流量用渦輪流量計進行讀數，通過比例閥調節噴液量大小；通過比例閥調節冷卻水量控制噴液溫度；
4.2.3水冷器器主題使用304不銹鋼材料；換熱管使用銅管或不銹鋼管加不銹鋼翅片；
4.2.4誰冷卻器帶排污裝置，保證機組停機后可以快速放空，防止低溫罐體內結冰。
4.3潤滑油循環系統設計
4.3.1油箱容積按不小于每分鐘循環油量的1.5倍設計；
4.3.2散熱器和風機設計能保證潤滑油低于60℃；
4.3.3潤滑油噴淋壓力不小于5bar；
4.3.4潤滑油一般選用46#抗磨液壓油或螺桿機專用油；油品使用壽命按8000小時設計；
4.3.5系統監測潤滑油噴淋溫度和噴淋壓力。
4.4其他控制
4.4.1低溫蒸汽進氣管加裝進氣過濾器和止回閥，并監測進氣溫度和壓力；
4.4.2成品蒸汽排氣端加裝排氣止回閥，并監測排氣溫度和壓力；
4.4.3水循環系統和潤滑油循環系統加裝過濾器，過濾精度50μm；
5、蒸汽壓縮機設計計算案例（某化工企業蒸汽提溫）
5.1設計參數及組成
5.2選型計算
5.3壓縮機技術參數
5.4經濟效益
5.4.1按每年工作300天，每天工作24小時計，每年產氣量1*24*300=7200噸；
5.4.2按蒸汽220元/噸計，年回收蒸汽價值7200*220=1584000元；
5.4.3按峰谷電綜合電價0.75元/度計算，年耗電122*300*24*0.75=658800元；（電機功率110kW加附屬用電12kW共122kW）
5.4.4年節約費用1584000-658800=925200元。
6、結語
蒸汽節能回收提溫，節能空間大，應用前景廣闊，好的蒸汽壓縮機設計方案可以提供更好的產品和服務，希望本文對大家有幫助。
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