(整理)离心蒸汽压缩机用于MVR技术简介

隧洞衬砌MVR技术简介
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机械蒸汽再压缩的原理
帕斯卡裂桶实验

由于成本原因,单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下述说明是针对此类设计。 紧急切断装置
离心压缩机是体积控制机器,即无论吸入压力多大,体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。
单级离心压缩机需要的动力:

例如:将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7bar, t2=161 ℃(压缩比 Π= 1.4)。压缩循环沿着多变曲线1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。
对于蒸汽的比焓h2,通过压缩机内效率(等熵效率)的等式:
而得到的值是h2 =2785 kJ/kg (ηs 0.8适用于水蒸汽介质的单级离心压缩机)。t2=161℃相对于h2和p2。现在此蒸汽就能够用于加热第1效蒸发器。首先它失去过热并冷却至饱和温度t3(130℃),压力p2(2.7bar)。在此温度下,它进入到蒸发器的加热器。基于

除其他因素之外,单位多变压缩功hp取决于多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M,以及吸入温度和要求的压升。对于原动机(电动机、燃气机、涡轮机等)的实际耦合功率,考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升,如果采用钛等更高质量的材料,压缩因子可高达2.5。这样一来,最终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍,或最大2.5倍,这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K,最大温升可到30K,这取决于吸入压力。就蒸发技术而言,通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样,有效温差就被直接表示出来。
例如:吸入压力 p1 = 1 bar 对应于100 ℃,最终压力 p2 = 1.7 bar 对应于115.2 ℃,压力比Π=p2/p1=1.7,饱和蒸汽温升为15.2 K。
用于蒸发蒸馏等装置的三种技术比较

蒸发、蒸馏、蒸发结晶、蒸发干燥装置都是高能耗的。
能耗在这些装置的运行成本中占很大的比例,因此单位能耗的降低和优化对降低整个运行成本至关重要。
目前有三种主要的技术实现比能耗的最小化,可单独应用,也可联合应用: 圈套器
■ 多效技术(Multiple Effect Evaporator,MEE)
■ 热力蒸汽再压缩技术(Thermal Vapour Recompressor,TVR)
■ 机械蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapour Recompressor,MVR)
1.多效技术
在多效蒸发装置中,由新蒸汽加热第一效产生的蒸汽不进入冷凝器,而是作为第二效的加热介质得以再次利用。这样可以将新蒸汽消耗有效降低约50%。重复利用此原理,可进一步降低新蒸汽消耗。第一效的最高加热温度与最后一效的最低沸点温度形成了总温差,分布于各个效。结果,每效温差随效数增加而减小。所以为达到指定的蒸发速率必须增大加热面积。初步估算表明,用于所有效的加热面积随效数成比例增加,这样一来蒸汽节省量逐渐减少的同时,投资费用显著增加。



A 产品 B 残余蒸汽 C 浓缩液 D 动力蒸汽
E 动力蒸汽冷凝水 F 二次蒸汽冷凝水 V 热损失烧结线
二效直接加热蒸发器的热流图
螺杆并联压缩机组2.热力蒸汽再压缩技术
热力蒸汽再压缩时,根据热泵原理,来自沸腾室的蒸汽被压缩到加热室的较高压力;即能量被加到蒸汽上。由于与加热室压力相对应的饱和蒸汽温度更高,使得蒸汽能够再用于加热。为此采用蒸汽喷射压缩器。它们是根据喷射泵原理来操作,没有活动件,设计简单而有效,并能确保最高的工作可靠性。使用一台热力蒸汽压缩器与增加一效蒸发器具有相同的节省蒸汽/节能效果。热力蒸汽压缩器的操作需要一定数量的新蒸汽,即所谓的动力蒸汽。这些动力蒸汽必须被传送到下一效,或者被送至冷凝器作为残余蒸汽。包含在残余蒸汽中的剩余能量大约与动力蒸汽所提供的能量相当。
A 产品 B 二次蒸汽 B1 残余蒸汽 C 浓缩液
D 动力蒸汽 E 动力蒸汽冷凝水 V 热损失

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