螺桿水蒸氣壓縮機(jī)的MVR系統(tǒng)在堿回收中的應(yīng)用

　　在環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重以及節(jié)約能源的迫切需求下，目前許多印染公司采取濃縮絲光淡堿液加以回用的方式來達(dá)到節(jié)能(Energy saving)減排的目的。采用高溫(high temperature)高：2014-04-02；修改稿日期：2014-05-13.基金項(xiàng)目：國家自然(natural)科學(xué)基金項(xiàng)目（51276134）。
　　第一作者：高磊（1990―）男，碩士研究生。聯(lián)系人：邢子文，教授。E-mailzwxingmail.xtu.edu.cn.壓蒸汽直接加熱廢液進(jìn)行單效濃縮的方式方法，消耗蒸汽量大，換熱過程劇烈，且濃縮過程產(chǎn)生的二次蒸汽得不到利用，整體能耗較大。
　　多效處理(chǔ lǐ)能有效利用前效二次蒸汽的能量作為下一效的加熱(heating)蒸汽，但是末效產(chǎn)生的廢汽直接冷凝排放，消耗（consume)生蒸汽的同時(shí)又損失（loss)大量低溫(Low temperature)潛熱；熱泵(Heat Pump) 蒸發(fā)(evaporation)技術(shù)是將大量沒有辦法直接利用的低品位二次蒸汽通過(tōng guò)壓縮過程提升為高品位的熱源來加熱工質(zhì)的一種蒸發(fā)方式。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應(yīng)選用適宜的進(jìn)排氣消聲器。空壓機(jī)進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個(gè)、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)。空壓機(jī)的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機(jī)排氣口使用小孔消聲器蒸發(fā)過程中既回收了潛熱又利用了壓縮功，所以具有較顯著的節(jié)能效果(xiàoguǒ)。熱泵蒸發(fā)按照原理的不同分為兩類：機(jī)械壓縮的沸點(diǎn)r呈直線關(guān)系。
　　除了以上由于堿液沸點(diǎn)升高導(dǎo)致(cause)的各效有效傳熱溫差的損失外，還應(yīng)包括液面高度造成液體內(nèi)(in vivo)部壓強(qiáng)高于液面導(dǎo)致的沸點(diǎn)升高值A(chǔ)，“，以及除第一效外二次蒸汽流動(dòng)至下一效過程中流動(dòng)阻力引起的壓降而產(chǎn)生的傳熱溫差損失A，”‘。在降膜蒸發(fā)器中A/較小，A/“的值一般取0.51°C，本文計(jì)算過程中取A/+A/”= 1C，所以蒸發(fā)過程的有效傳熱溫差為為7C，同時(shí)假設(shè)3種壓縮(compression)機(jī)等熵效率為=0.75，生蒸汽的壓力為0.8MPa，堿液預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)能達(dá)到沸點(diǎn)。
　　多效系統(tǒng)工況的合理性是在假定各效蒸發(fā)量以表3三效系統(tǒng)中各效二次蒸汽、溶液的物性項(xiàng)目第一效第二效第三效溶液沸點(diǎn)纟/C加熱蒸汽溫度L/C二次蒸汽汽化潛熱r/k溶液焓值H/k.kg-1表4四效系統(tǒng)中各效二次蒸汽、溶液的物性項(xiàng)目第一效第二效第三效第四效溶液沸點(diǎn)/加熱蒸汽溫度T；/°C二次蒸汽汽化潛熱溶液焓值/k.kg1 3.2.3四效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)按照雙效中壓縮機(jī)出口壓力的方法(method)計(jì)算得到四效系統(tǒng)出口壓力id=.274MPa，各效溶液沸點(diǎn)、蒸汽溫度、汽化潛熱值、溶液焓值歸納如表4.根據(jù)假定工況計(jì)算得到：四效處理(chǔ lǐ)時(shí)r3c= 2223k/kg，=501.8k/kg；第二效的二次蒸汽汽化潛熱不滿足假定壓力下汽化潛熱值，此時(shí)可以適當(dāng)降低（reduce)第二效的蒸發(fā)壓力、提高第一效的壓力，以增大冷凝液閃蒸汽量，同時(shí)提高二次蒸汽的理論閾值；但二次蒸汽作為下一效加熱汽，蒸汽壓不可降低太多，當(dāng)i1=0.165MPa，/2=.135MPa，id=0.282MPa時(shí)重=488.8k/kg，濃縮基本可以達(dá)到預(yù)期要求。
　　3.3系統(tǒng)熱力性能的計(jì)算結(jié)果根據(jù)。昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。蒸發(fā)(evaporation)系統(tǒng)每天工作(gōng zuò)24h，一年365天，將配置不同壓縮機(jī)的多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)的成本歸納如表6.表6多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性對比單位：元/年項(xiàng)目固定成本運(yùn)行成本總計(jì)壓縮機(jī)換熱器耗電量(Electricity)生蒸汽單效離心雙效羅茨三效螺桿三效TVR四效螺桿四效TVR將表6中數(shù)據(jù)（data)與簡單處理的年運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行對比，可以看出采用多效蒸發(fā)熱泵系統(tǒng)處理技術(shù)均比簡單凈化處理節(jié)省年運(yùn)行費(fèi)用。并且，通過比較表6中雙效、三效系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，螺桿水蒸氣(簡稱水汽)壓縮機(jī)構(gòu)（organization)成的三效熱泵系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟(jì)性，與羅茨機(jī)型構(gòu)成的雙效系統(tǒng)相比雖然壓縮機(jī)和換熱器成本有所增加(increase)，但系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用要少，系統(tǒng)運(yùn)行一年即可收回增加的設(shè)備成本。當(dāng)然，相關(guān)電價(jià)、設(shè)備費(fèi)用等會(huì)隨市場(shì chǎng)價(jià)格變化，公司的回收期也會(huì)隨之變化。
　　4結(jié)論采用多效蒸發(fā)熱泵(Heat Pump) 系統(tǒng)對印染企業(yè)的堿液回收進(jìn)行了模擬計(jì)算，對比分析了利用離心機(jī)、羅茨機(jī)、螺桿機(jī)、噴射器構(gòu)成的單效、多效系統(tǒng)的性能及其經(jīng)濟(jì)性，得出如下結(jié)論。
　　隨多效蒸發(fā)熱泵(Heat Pump) 系統(tǒng)(system)處理效數(shù)的增加總換熱量(Heat)逐漸減小，但變化不大；壓縮機(jī)(compressor)功耗逐漸減小，系統(tǒng)的性能系數(shù)CQP逐漸升高。
　　系統(tǒng)的換熱面積隨處理(chǔ lǐ)效數(shù)的增加而增大，特別是四效處理時(shí)面積激增，其主要原因是溶液沸點(diǎn)的升高導(dǎo)致(cause)有效傳熱溫差隨蒸發(fā)過程減小較快。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中水或其它液體當(dāng)作活塞來壓縮氣體，然后將氣體排出。
　　與簡單的廢水凈化處理方式相比，利用熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)處理廢堿液具有比較高的經(jīng)濟(jì)性；系統(tǒng)運(yùn)行一年均能收回成本。在大氣壓下吸入二次蒸汽的噴射器的引射系數(shù)較低，導(dǎo)致TVR系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較MVR低，在堿回收項(xiàng)目中應(yīng)該盡量使用MVR系統(tǒng)。
　　利用螺桿水蒸氣(簡稱水汽)壓縮機(jī)(compressor)構(gòu)成的MVR系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用比離心機(jī)、羅茨機(jī)構(gòu)成的MVR系統(tǒng)要少，系統(tǒng)運(yùn)行一年即可收回增加的設(shè)備成本，所以相較其他系統(tǒng)更有優(yōu)勢。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應(yīng)選用適宜的進(jìn)排氣消聲器。空壓機(jī)進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個(gè)、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)。空壓機(jī)的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機(jī)排氣口使用小孔消聲器
　　過多增加效數(shù)會(huì)帶來包括(bāo kuò)中間泵、閃蒸罐、換熱器等設(shè)備成本的增加。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。對印染企業(yè)而言壓縮機(jī)耗功以及設(shè)備成本應(yīng)該綜合考慮（consider)，利用螺桿水蒸氣壓縮機(jī)采取三效處理(chǔ lǐ)即可達(dá)到較好的節(jié)能減排效果(xiàoguǒ)。
　　符號(hào)說明f完成堿液質(zhì)量(quality)流量(單位:立方米每秒)，kg/s f4初始?jí)A液質(zhì)量流量，kg/s H一一堿溶液的焓值，k/kgH4初始溶液熱焓值，k/kg h水或水蒸氣(簡稱水汽)焓值，k/kg h一一等熵壓縮(compression)出口處蒸汽的實(shí)際焓值，k/kg出口壓力下飽和水的焓值，k/kg屯等熵壓縮出口處蒸汽的理論焓值，k/kg K一一引射系數(shù)，量綱為1Q冷凝器的換熱量，kW 51第二效閃蒸量，kg/s t堿溶液的沸點(diǎn)，°C W一一壓縮機(jī)(compressor)功率，kW一一蒸發(fā)器蒸發(fā)的水量，kg/s%壓縮機(jī)出口蒸汽質(zhì)量流量，kg/s 1m一一閃蒸混合后第二效加熱蒸汽質(zhì)量流量，kg/s―一閃蒸混合后第三效加熱蒸汽質(zhì)量流量，kg/s叫噴射器引射的生蒸汽量，kg/s Wn噴入壓縮機(jī)的冷凝水質(zhì)(Water quality)量流量，kg/s x完成液濃度，量綱為1 X4初始?jí)A液濃度，量綱為1上角標(biāo)下角標(biāo)