离心式压缩机的设计与叶轮CFD分析文献综述

 2022-10-30 09:10

文献综述(或调研报告)

摘要

MVR是蒸汽机械再压缩技术 (mechanical Vapor recompression )的简称,它是通过重新利用自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。MVR水蒸气压缩机作为MVR蒸发流程的核心机组,该压缩机的运转稳定性直接影响到了整个蒸发流程。为了提高压缩效率,就需要对离心式压缩机进行设计并对其中的叶轮进行优化。将传统的Krain叶轮通过CFD流场分析改型为适用于MVR中的压缩机中,使其更好地适用于低压压缩过程,提高压缩效率,改善其经济性。

关键词:MVR技术;离心式压缩机;Krain叶轮;CFD流场分析

1、机械蒸汽再压缩技术

1.1 机械蒸汽再压缩技术的原理

机械蒸汽再压缩技术的原理是依靠充分利用蒸汽的潜热,用机械方法将低品位蒸汽再压缩到较高温度和压力,使其热品位得以提高,重新取代新鲜蒸汽为热原,实现潜热的持续循环使用。它的运行方式其实可以简单概括为,采用压缩机将系统产生的二次蒸汽直接压缩,将机械能转变为热能,使蒸汽的温度和压力提高,并将高温高压的的蒸汽作为热原重新使用。机械蒸汽再压缩只需要在蒸发启动时提供一定的能量使得系统产生二次蒸汽,之后便可不再需要外加蒸汽而使蒸发能连续不断地进行。综上看来,MVR技术的使用使得原来需要废弃的低品位蒸汽得到了充分的再利用,在将潜热回收的同时还能提高系统的热效率,这是现有蒸发工艺中能耗效率最高的工艺,它的成本相比于传统的三效蒸发技术又大大降低,并且省去了二次蒸汽处理,节约了大量的冷却水和动力消耗。

该种技术可以说是一种经济的能量集成技术,减少了一次能源的浪费和大量的冷却、加热需求对环境造成的负面影响。对于没有生蒸汽的场所同样适用,可以使用电能产生二次蒸汽,系统输入少量外功,便可有效利用低压水蒸气的大量热能。

1.2 机械蒸汽再压缩技术的特点及应用

如今,MVR技术已经进入了快速发展时期,在诸如海水淡化、制盐、废水处理、全卤制碱等各类蒸发领域上都有了快速的发展,并且已经有部分企业的压缩机技术突飞猛进。它是一种成熟技术,而目前制约其快速发展的关键是如何找到合适的应用场合,但其潜力巨大。未来将主要应用于更多的大流量、低圧缩比的环保、化工、食品等行业中,尤其适用于因供汽、供水能力不足,场地不够而需要扩建或者改造蒸发设备的企业以及低温蒸发场合。

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