(整理)离心蒸汽压缩机用于MVR技术简介

精品文档MVR 技术简介精品文档德维透平机械有限公司精品文档机械蒸汽再压缩的原理由于成本原因，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。

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Δ hp。

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 (η s 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。

基于精品文档精品文档除其他因素之外，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。

精品文档精品文档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： ■ 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 热损失精品文档精品文档二效直接加热蒸发器的热流图 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 热力蒸汽再压缩加热蒸发器的热流图 3．机械蒸汽再压缩技术 机械蒸汽再压缩时，通过机械驱动的压缩机将蒸发器蒸出的蒸汽压缩至较高压力。

因此再压缩机也作为热 泵来工作，给蒸汽增加能量。

与用循环工艺流体（即封闭系统，制冷循环）的压缩热泵相反，因为蒸汽再 压缩机是作为开放系统来工作，故可将其视为特殊的压缩热泵。

在蒸汽压缩和随后的加热蒸汽冷凝之后， 冷凝液离开循环。

加热蒸汽（热的一侧）与二次蒸汽（冷的一侧）被蒸发器的换热表面分隔开来。

开放式 精品文档精品文档压缩热泵与封闭式压缩热泵的对比表明：在开放系统中的蒸发器表面基本上取代了封闭系统中工艺流体膨 胀阀的功能。

通过使用相对少的能量，即在压缩热泵情况下的压缩机叶轮的机械能，能量被加入工艺加热 介质中并进入连续循环。

在此情况下，不需要一次蒸汽作为加热介质。

A 产品 B 二次蒸汽 B1 残余蒸汽 C 浓缩液 D 电能 E 动力蒸汽冷凝水 V 热损失 机械蒸汽再压缩加热蒸发器的热流图 在多效热力蒸汽再压缩系统中，待释放的冷凝热仍然很高。

在多效装置中，如果有 n 效，冷凝热约为一次 能量输入的 1/n。

而且，蒸汽喷射压缩器只能压缩一部分的二次蒸汽，动力蒸汽的能量必须作为余热释放 给冷却水。

然而，开放式压缩热泵原理的使用可以显著减少甚至消除通过冷凝器释放的热量。

为达到最终 的热平衡，可能需要少量的剩余能量或残余蒸汽的冷凝，因此允许恒定的压力比和稳定的操作条件。

采用 机械蒸汽再压缩的原因： ■ 单位能量消耗低 ■ 因温差低使产品的蒸发温和 ■ 由于常用单效使产品停留时间短 ■ 工艺简单，实用性强 ■ 部分负荷运转特性优异 ■ 运行成本低 精品文档精品文档节能效果5t/hr 三效蒸发器 设备成本：80 万元/套，每年折算成本（10 年记）8 万元。

运行成本：蒸汽消耗 0.45t/t，蒸汽价格 200 元/t，电耗 50 千瓦/时(循环水泵、真空泵)，平均电价 0.6 元/千瓦时； 每小时运行成本：5 吨蒸发量*0.45 吨蒸汽/吨水*200 元/吨汽+50 千瓦*0.6 元/千瓦时=360 元+30 元=480 元/小时； 每日运行成本（20 小时/天）：480 元/小时*20 小时=9600 元/天； 年运行成本（300 天/年）9600 元/天*300 天/年=2880000 元/年。

年总成本：288+10=298 万元/年。

5t/hr 机械蒸汽再压缩（蒸汽温升 8℃）蒸发器 设备成本：250 万元/套 每年折算成本（10 年记）25 万元。

运行成本：蒸汽消耗 0.02 吨/小时（机组密封补汽），蒸汽价格 200 元/吨，电耗 170 千瓦/时（主 电机、循环泵、真空泵、凝水泵），平均电价 0.6 元/千瓦时； 每小时运行成本：0.02 吨*200 元/吨+170 千瓦*0.6 元/千瓦时=4+102=106 元/小时； 每日运行成本（20 小时/天）：106 元*20 小时=2120 元/天； 年运行成本（300 天/年）2120 元*300 天=636000 元/年。

年总成本：63.6+25=88.6 万元/年。

与三效蒸发器比较，每年节省费用：298-88.6=209.4 万元/年。

精品文档精品文档应用领域环境保护 很多工业生产都会产生大量的废水对环境造成很大污染，如金属冶炼、电镀、造纸、金属加工行 业、和原油生产行业等，工业污水处理是环境保护的重要课题。

采用 MVR 蒸发技术处理污水，可 以很低的能源代价浓缩工业废水，提取对环境有害的物质，使污水达到严格的排放标准，并变废 为保，把对环境有害的物质提取重新利用。

化工行业 很多化工企业的最终产品和中间物质都需要蒸发浓缩和结晶工艺处理，比如香精香料的提纯、亚 氯酸钠和过硫酸钠等化工原料的生产、有机添加剂的浓缩和结晶、合成染料有机颜料的生产等等。

传统单效多效蒸发技术能耗很大，热效率不高。

使用 MVR 蒸发浓缩结晶技术，可以大幅度提高工 艺的热效率，大幅度降低整个工艺的能耗。

 精品文档精品文档 食品发酵 我们日常生活中的很大食品原料都需要经过生物发酵方法来生产加工，庞大的生物发酵产业是能 源消耗和环境污染大户。

味精制造、淀粉糖生产加工、乙醇生产、各类糖醇生产等等，都会用到 蒸发浓缩结晶蒸馏工艺，这些正是 MVR 蒸发技术的用武之地，可以比传统蒸发蒸馏工艺大幅提高 热效率，可以较低的成本达到节能减排的效果。

 生物制药 制药企业在生产环境会经常用到蒸发蒸馏浓缩结晶工艺。

比如中药提取物、西药生产中的浓缩， 特别是有些在高温时容易发生变性的西药如各类维生素，需要在低温条件下蒸发蒸馏浓缩。

MVR 技术可以很好地解决低温蒸发蒸馏的问题，并大幅减少能耗，非常适合在制药行业中推广。

精品文档精品文档解决方案 蒸发浓缩法处理酒精废液 采用 MVR 蒸发技术浓缩处理酒精废液，再将酒精废液浓缩液作为生产生物有机肥原材料及蒸气锅炉的辅助 燃料。

减少 COD 排放，不仅解决了酒精废液污染排放问题，而且还为农业生产提供大量的绿色肥料和减少 用煤，符合国... 低温降膜蒸发技术生产奶粉使用 MVR 低温降膜蒸发技术可使牛奶在负压条件下低温沸腾蒸发水分，避免高温破坏营养成分；加之膜过 滤冷除菌技术，在低温条件下滤掉微生物的同时，不损失牛奶营养成分，使产品营养成分均衡，更接近母 乳。

精品文档精品文档浓缩无机盐和有机盐在很多工业生产过程中都会产生大量的含有较高的盐分的废水，对氯化钠含量较高的废水，采用 MVR 降膜 蒸发器和结晶器是最稳定有效且经济的方法。

氯化钠的溶解度一般在 26%左右，而且随温度的变化的波动 比较小。

... 味精生产污水处理 味精行业的污水处理一直是一个世界性难题，针对部分废水氨氮浓度较高的问题，采用高效的 MVR 蒸发器 浓缩结晶生产硫酸铵，生产的硫酸铵可作为发酵的原料使用，不仅解决排水氨氮高的问题，还能创造经济 效益。

精品文档精品文档 精品文档精品文档关于我们溧阳德维透平机械有限公司成立于 2008 年 9 月，是一家专业从事离心蒸汽压缩机的设计、生产、 安装调试的高新技术企业。

公司于 2008 年被列入常州市“千名海外人才集聚工程”，2009 年被 列入常州市“瞪羚计划”，2010 被列入“江苏省创新创业人才”引进计划。

公司引进中国科学院 院士，建立“江苏省企业院士工作站”，借助院士及其团队技术、智力优势，在节能产品科技创 新上取得优异成绩。