液環(huán)真空壓縮機(jī)幾乎無處不在,尤其是用于回收氣體和蒸汽。到2029年,對這種設(shè)備的需求預(yù)計(jì)將繼續(xù)以每年5%的速度增長,因?yàn)橐涵h(huán)壓縮機(jī)為煉廠應(yīng)用提供了可靠的解決方案。液環(huán)壓縮機(jī)也非常適合于特殊應(yīng)用,例如氯氣或氫氣壓縮以及氯乙烯單體,生物柴油或乙醇的生產(chǎn)以及其他酯交換工藝。
氣體與工作液體緊密接觸,導(dǎo)致幾乎等溫的壓縮,這與較低的排放溫度相關(guān)。液環(huán)壓縮機(jī)可以處理可能會(huì)對其他技術(shù)產(chǎn)生不利影響的可冷凝氣體。
可以使用不同的液體作為密封液,最常見的是水,使其成為禁止過程污染的應(yīng)用的理想選擇。在機(jī)械上,與往復(fù)式或活塞式壓縮機(jī)相比,壓縮室內(nèi)沒有金屬接觸。
液環(huán)壓縮機(jī)的主要應(yīng)用包括火炬氣的回收和處理特別腐蝕性,易燃或腐蝕性的氣體和蒸氣,這些氣體和蒸氣存在于:
化學(xué)加工
壓縮氯氣
CO 2處理
臭氧漂白
氯乙烯單體(VCM)或芳烴回收
水處理
關(guān)鍵過程包括:
間歇反應(yīng)器
脫氣和氣化
氣體壓縮
火炬氣回收
廢氣回收
排氣壓縮
蒸氣回收
唯一的旋轉(zhuǎn)部件是轉(zhuǎn)子組件。這也使壓縮機(jī),使用壽命更長,停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本更低。
液環(huán)壓縮機(jī)如何工作?
液環(huán)壓縮機(jī)在各種類型的壓縮機(jī)中占有特殊的位置,因?yàn)楦鱾€(gè)零件之間沒有接觸以產(chǎn)生摩擦:
帶有彎曲葉片的葉輪在裝有服務(wù)液體(通常是水)的圓柱形外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,該離心力形成流體運(yùn)動(dòng)環(huán),緊靠殼體的內(nèi)壁。 這導(dǎo)致在液環(huán)的流出部分中的體積膨脹,這導(dǎo)致氣態(tài)過程介質(zhì)通過導(dǎo)向板中的入口被吸入。
在液環(huán)的流入部分中,體積減小,壓縮了介質(zhì)。 壓縮后,介質(zhì)與輔助液體一起通過導(dǎo)板中的出口排出。 被泵送的介質(zhì)與工作液接觸,從而使這些介質(zhì)相互影響。
液環(huán)性能
當(dāng)過程中存在液體,顆粒(碎屑)或蒸汽時(shí),某些壓縮機(jī)技術(shù)可能變得不可靠。液環(huán)機(jī)有效地處理了過程中的氣體,這些過程氣體與不需要的液體或蒸氣分離并再循環(huán)或回收。
液環(huán)壓縮機(jī)因其可靠性高,初期和維護(hù)成本低而可優(yōu)選用于火炬氣回收應(yīng)用。
壓縮機(jī)設(shè)計(jì)
當(dāng)今可用的某些液環(huán)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)有增大的輪轂直徑,以在彎曲載荷和固有頻率方面獲得最大載荷。任何軸向載荷都由油潤滑軸承吸收。軸承間隙應(yīng)保持盡可能短,以防止軸在任何運(yùn)行條件下彎曲。在評估哪種壓縮機(jī)最符合用戶工藝要求時(shí)要考慮的其他功能包括:
等溫效率
液環(huán)壓縮機(jī)內(nèi)部的每個(gè)葉輪的葉片都是彎曲的,以實(shí)現(xiàn)最佳的能量傳遞。由于壓縮力是由液環(huán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的能量得出的,因此壓縮力所包含的能量應(yīng)至少等于等溫壓縮額定值。該設(shè)計(jì)在入口和出口壓力之間的全部可用壓力比上支持穩(wěn)定的液環(huán)條件。用于工作液的內(nèi)部導(dǎo)向裝置可最大程度地減少葉輪和導(dǎo)向盤之間軸向密封表面上的內(nèi)部損失。然后減少了溢流損失。
結(jié)果,等溫效率提高了23%3,同時(shí)還降低了功耗。
減少徑向力
在某些壓縮機(jī)上使用第二階段來管理高差壓。該級的中心體設(shè)計(jì)成在葉輪每次旋轉(zhuǎn)時(shí),液環(huán)兩次流入和流出葉輪葉片單元。這樣可以確保避免徑向力,并最大程度地減小軸的撓度,以減少振動(dòng),這會(huì)對效率和使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。
可變的出氣口溫度和耗水量
可以使用液環(huán)壓縮機(jī)以及預(yù)冷卻器和后冷卻器系統(tǒng)將冷卻水降至最低。溫度控制還可以確保介質(zhì)中的組件不會(huì)硬化并阻塞處理系統(tǒng)。
在將氣體和液體的混合物從壓縮機(jī)中排出后,可以在分離器中將氣體中的液體除去,并在冷卻后重新用作服務(wù)液體。冷卻是必要的,因?yàn)閴嚎s和各種冷凝過程中產(chǎn)生的大部分熱量都被液體吸收。這些壓縮機(jī)中的某些可以將工作液體流量控制在53至106加侖/分鐘。
鑄件與焊接件
通過鑄造主要零件(例如殼體和葉輪)而不是焊接它們,可以實(shí)現(xiàn)更高的性能和可靠性。與焊接結(jié)構(gòu)相比,鑄造材料表現(xiàn)出更高的剛性。另外,必須通過射線照相檢查和染料滲透測試檢查焊接零件,以確保它們符合API 681標(biāo)準(zhǔn)。用戶可以避免使用鑄件進(jìn)行這些昂貴且費(fèi)時(shí)的質(zhì)量檢查。用戶應(yīng)詢問制造商如何設(shè)計(jì)和測試鑄件。一些壓縮機(jī)制造商根據(jù)鑄造模擬的結(jié)果來設(shè)計(jì)其機(jī)器。這樣就可以可視化模具填充,凝固和冷卻,并預(yù)測內(nèi)部缺陷的位置,例如收縮孔隙率,夾雜物和冷堆。
尋找在軸水平方向上具有排氣連接的液環(huán)壓縮機(jī),該排氣連接可以連接在殼體的左側(cè)或右側(cè)。這節(jié)省了空間,并使機(jī)器能夠以滑行方式面對面或背對背布置??梢酝ㄟ^更改排放法蘭的位置將壓縮機(jī)設(shè)置在所有位置。殼體設(shè)計(jì)可將排放連接定位在軸的高度,也有助于技術(shù)人員避免啟動(dòng)時(shí)壓縮機(jī)的注滿。軸和葉輪單元的變形會(huì)損壞完全充滿液體的機(jī)器。
減少振動(dòng)
液環(huán)壓縮機(jī)的某些設(shè)計(jì)會(huì)縮小軸承與機(jī)器腳上的固定點(diǎn)之間的距離,使其滑到地板或地板上。在積極地影響壓縮機(jī)的彈性振動(dòng)性能的同時(shí),減小了運(yùn)行期間的撓度和振幅。結(jié)果,減少了振動(dòng)。這樣可以防止過度的材料應(yīng)力,過早的老化以及軸承和機(jī)械密封件的損壞。
集成轉(zhuǎn)子支架
尋找具有機(jī)械密封的液體密封壓縮機(jī),該機(jī)械密封設(shè)計(jì)為包括內(nèi)部轉(zhuǎn)子支架,以便輕松檢修軸承進(jìn)行維修。密封件設(shè)計(jì)用于承受靜態(tài)轉(zhuǎn)子重量。其他設(shè)計(jì)要求技術(shù)人員現(xiàn)場拆卸壓縮機(jī),斷開管道連接,并用起重機(jī)吊起機(jī)器,然后將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場維修中心。