一种蒸汽制备设备及控制方法与流程

本发明涉及蒸汽制备，具体涉及一种蒸汽制备设备及控制方法。

背景技术：

1、目前，国内水蒸汽的制作方法普遍使用锅炉水蒸汽，传统的锅炉蒸汽虽然技术成熟，但是其效率低下，耗能严重。并且，随着节能计划的推进，不可再生能源的减少，锅炉蒸汽被其他高温蒸汽设备取代是趋势。

2、采用压缩机制备水蒸汽是近年来水蒸汽制备的一种高效节能的方式，它通常先由热泵技术制备温度较低的蒸汽源，然后供给水蒸汽压缩机得到高温高压的水蒸汽，温度可达120℃以上。目前，市场对于水蒸汽压缩机集中于罗茨压缩机、螺杆压缩机、离心式压缩机。其中，离心式水蒸汽压缩机是市场主流，这得益于离心式压缩机流量大、可承受压比高等特点。随着企业环保和节能减排压力持续增大，水蒸汽压缩机应用领域将不断得到扩展。

3、目前，在离心式水蒸汽压缩机市场，采用油润滑轴承的较为多数，但是，油润滑轴承存在许多弊端，比如油温过高、密封效果差以及额外的供油设备维护保养等问题，常常导致售后问题突出。而市场少有的气悬浮压缩机，其成本低，轴承摩擦损耗小，无需供油设备等特点，近年来也在离心式压缩机市场中不断壮大，且无论是动压还是静压，气悬浮压缩机都可直接从自身或蒸汽源取气以用来支持轴承悬浮。

4、常规的油润滑轴承引用蜗壳气态冷媒在铸件流道内形成气封，防止润滑油进入电机腔。气悬浮离心压缩机单级或双级压缩的常常也只能应用于小冷量需求，针对于水蒸汽压缩机这种高压比、大冷量的需求根本无法满足，故离心式气悬浮水蒸汽压缩机采用多级压缩是必然的。水蒸汽压缩机多级压缩过程中，其排气过热度较大，有用功损失较大。

5、因此，现有技术有待于进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种蒸汽制备设备及控制方法，以解决相关技术中的高温蒸汽设备排气过热度大、水蒸汽进入电机腔造成电机短路和机组运行过程中轴承磨损的问题技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：提供了一种蒸汽制备设备，包括：压缩机结构，包括至少两个用于做功的压缩机；供气流路，与压缩机结构的轴承供气接口连接，以向轴承供气接口内通入气体；储液罐，用于储存液体，储液罐上设置有供液泵；供液流路，供液流路的一端与供液泵连接，供液流路的另一端与压缩机结构的水封结构连接；喷水流路，喷水流路的一端与供液泵连接，喷水流路的另一端与压缩机结构的排气口连接；内部压力传感器，与压缩机结构连接，以检测压缩机结构的压缩机的内部压力；供气压力传感器，用于检测供气流路的压力；供液压力传感器，设置在供液流路上。

3、进一步地，蒸汽制备设备还包括：排气流路，与压缩机结构连接，排气流路上设置有用于将压缩机结构产生的蒸汽引出的蒸汽排气口；单向阀，单向阀设置在排气流路上，单向阀位于蒸汽排气口与压缩机结构之间。

4、进一步地，蒸汽制备设备还包括：储气罐，储气罐用于储存气体，储气罐与供气流路连接；供气泵，与供气流路连接，供气泵用于将储气罐内的流体通入供气流路；供气电磁阀，设置在供气流路上，以控制供气流路的开启和关闭；蒸汽源设备，蒸汽源设备与供液流路和供气流路均连接，以将蒸汽源设备内的液体通入供液流路，将蒸汽源设备内的气体融入供气流路。

5、进一步地，蒸汽制备设备包括：温压一体传感器，温压一体传感器设置在压缩机结构的排气口上，以测量排气口内的温度和压力。

6、进一步地，压缩机结构包括至少两个压缩机，至少两个压缩机内分别设置有至少两个用于做功的叶轮；供液流路为多个，多个供液流路与多个叶轮一一对应地设置，多个供液流路上均设置有供液压力传感器；喷水流路为多个，多个喷水流路与多个压缩机的排气口一一对应地设置，喷水流路上均设置有温压一体传感器。

7、进一步地，蒸汽制备设备还包括：供液调节阀，供液调节阀设置在供液流路上，以控制供液流路的流量；喷水调节阀，喷水调节阀设置在喷水流路上，与控制喷水流路的流量。

8、一种控制方法，包括：利用供液泵为压缩机结构的供液流路和喷水流路提供所需的压力和流量；利用内部压力传感器检测压缩机结构的压缩机的压力p内；利用供气压力传感器检测供气流路的供气压力p3；利用供液压力传感器检测供液流路的供液压力p4；根据p内、p3、p4的值，调节供液流路和喷水流路的流量。

9、进一步地，控制方法包括：设置供气压差值p0；其中p0＝p3-p内；设置目标值p和最小供气压力值p7；将p0与p和p7进行比较，从而调节供液流路、喷水流路以及供气流路的流量，以使p7≤p0≤p内。

10、进一步地，在压缩机启动之前，判断是否满足p7≤p0≤p，若是，则启动压缩机；若否，则不启动压缩机。

11、进一步地，在压缩机启动之后，开启供气流路，通过调节供气流路内的气体的流量，以使p7≤p0≤p；其中，当p0＜p7时，提升供气流路内的压力；当p0＞p时，降低供气流路内的压力；当p7≤p0≤p时，维持供气流路内的压力不变。

12、进一步地，控制方法包括：检测压缩机结构的排气口的排气温度t，以及与排气温度t相对应的饱和温度t；计算压缩机结构的排气过热度△t排＝t-t；设定阈值△t0和△t,使△t0＜△t排＜△t。

13、进一步地，检测压缩机的排气口的排气压力值p排、供液流路的压力值p液；设置压缩机结构的水封结构的压差为△p排＝p液-p排；设定阈值△p0和△p，使△p0≤△p排≤△p。

14、进一步地，控制方法包括：当△p排＜△p0时，增大供液流路的流量，以提升压缩机结构的水封结构的压力p液；当△p排＞△p时，减小供液流路的流量，以减小压缩机结构的水封结构的压力p液；△p0≤△p排≤△p时，使供液流路的流量保持不变。

15、有益效果：

16、本发明的这个蒸汽制备设备实现了水蒸汽压缩机的整体控制，解决了高温蒸汽设备排气过热度大的问题，从而提升能效，通过引用高压液体对蜗壳高温蒸汽进行密封，可避免高温蒸汽进入电机腔内造成绕组短路；其次在提供完整的供气方案的同时，对轴承的紧急供气方案也进行了完善，使轴承始终处于悬浮状态，规避机组整个运行过程的磨轴风险。

技术特征：

1.一种蒸汽制备设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蒸汽制备设备，其特征在于，所述蒸汽制备设备还包括：

3.根据权利要求1所述的蒸汽制备设备，其特征在于，所述蒸汽制备设备还包括：

4.根据权利要求1所述的蒸汽制备设备，其特征在于，所述蒸汽制备设备包括：

5.根据权利要求4所述的蒸汽制备设备，其特征在于，所述压缩机结构(1)包括至少两个压缩机(11)，至少两个压缩机(11)内分别设置有至少两个用于做功的叶轮(111)；所述供液流路(4)为多个，多个所述供液流路(4)与多个所述叶轮(111)一一对应地设置，多个供液流路(4)上均设置有供液压力传感器(30)；所述喷水流路(5)为多个，多个所述喷水流路(5)与多个所述压缩机的排气口一一对应地设置，所述喷水流路(5)上均设置有所述温压一体传感器(40)。

6.根据权利要求5所述的蒸汽制备设备，其特征在于，所述蒸汽制备设备还包括：

7.一种控制方法，适用于权利要求1至6中任一项所述的蒸汽制备设备，其特征在于，所述控制方法包括：

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，

11.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

12.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

技术总结本发明提供了一种蒸汽制备设备及控制方法，蒸汽制备设备包括：压缩机结构，包括至少两个用于做功的压缩机；供气流路，与压缩机结构的轴承供气接口连接；储液罐，用于储存液体，储液罐上设置有供液泵；供液流路，供液流路的一端与供液泵连接，供液流路的另一端与压缩机结构的水封结构连接；喷水流路，喷水流路的一端与供液泵连接，喷水流路的另一端与压缩机结构的排气口连接；内部压力传感器，以检测压缩机结构的压缩机的内部压力；供气压力传感器，用于检测供气流路的压力；供液压力传感器，设置在供液流路上。本发明的蒸汽制备设备解决了相关技术中高温蒸汽设备排气过热度大、水蒸汽进入电机腔造成电机短路和机组运行过程中轴承磨损的问题。技术研发人员：张恒,梁海英,周宇,黄成武受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/11