蒸汽压缩机原理
随着国内能源成本的上升和环保要求的提高（废水零排放的指标要求），高效能量回收设备成为近些年发展的新趋势。MVR（MechanicalVaporRe-compression）-机械蒸汽再压缩技术，是指将蒸发（蒸馏等）过程的二次蒸汽（温度低、压力低）用压缩机进行压缩，提高其温度、压力，重新作为热源加热需要被蒸发的物料，从而达到循环利用蒸汽的目的。蒸发过程不需要外加蒸汽，即用少量的电能获得较多的热能，从而减少系统对外界能源的需求的一项高效节能技术。MVR蒸发器中核心部件是蒸汽压缩机，蒸汽压缩机是热回收系统对产生的新鲜蒸汽通过压缩作用而提高蒸汽汽温度和压力的关键设备，对应于传统多效蒸发工艺设备，广泛应用于食品加工、化工、纸业、盐场、制药等领域的蒸汽压缩再循环利用系统。
蒸汽压缩机作用是将从再沸器出来的清洁蒸汽加压，以达到工艺所需的压力要求。该设备总体构成较为复杂，主要由压缩系统、蒸汽降温器和润滑系统三个基本单元组成。早在上世纪80年代，国际上一些从事传统蒸发行业的大公司已致力于这种机械蒸汽压缩机的研制和开发，目前国内该类产品大多是从国外配套引进。目前采用的蒸汽压缩机主要有容积式：罗茨式压缩机、螺杆压缩机；离心式：多台串接式离心式压缩机、多级低速离心式鼓风机、单级高速离心式鼓风机、组装式压缩机等。而在实际应用中多采用成熟的单级高速离心式蒸汽压缩机和罗茨式蒸汽压缩机。
MVR技术节能的核心是将二次蒸汽的热焓通过压缩提升其温度作为热源替代新鲜蒸汽，即外加一部分压缩机做功来实现循环蒸发。从而可以不需要外部鲜蒸汽，依靠蒸发系统自循环来实现蒸发浓缩的目的。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率。从理论上来看，使用MVR蒸发技术比传统多效蒸发技术节省80%以上的能源，节省90%以上的冷凝水。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便，经常使用单效离心再压缩器，也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1：1.2到1：2压缩比范围内其体积流量较高。
蒸汽压缩机是热回收系统对产生的蒸汽通过压缩作用而提高蒸汽温度和压力的关键设备。作用是将低压（或低温）的蒸汽加压升温，以达到工艺或者工程所需的温度和压力要求。蒸汽压缩机总体构成较为复杂，主要由压缩系统、蒸汽降温器和润滑系统三个基本单元组成。再沸器（蒸发器）内产生的蒸汽经过内嵌式微滴分离器除去蒸汽中的部分液体，然后再进入蒸汽压缩机或相应的用汽点。在工艺设计时可留有不经压缩的蒸汽旁路，以自动控制而满足生产对不同蒸汽压力和温度的要求或防止压缩机出现故障时维修的余地。
压缩系统
蒸汽压缩机压缩形式根据原理不同，是由一个整体的齿轮装置驱动的单级离心压缩机。根据不同的需求压缩机的形式也不尽相同，一般常见的有罗茨式压缩机（容积式）、离心式压缩机（速度式）等。
蒸汽降温器
蒸汽降温器是一个特别设计的喷嘴，它安装在回收蒸汽管中。使流动中的蒸汽使尽量多的水雾化为蒸汽。通向降温器的供水流量由降温器后的蒸汽的温度来控制。
润滑系统
润滑系统包括油罐、两个并联的水冷式冷却器、一套并联的油过滤器和两个油泵。主油泵是一个螺杆泵，直接由低速齿轮轴驱动。备用油泵由电机驱动在启动时使用。油冷却器是一个管状的换热器，油在换热管中流动。油罐上安装有油除沫器和电加热器，润滑油通过油冷却器和油过滤器从油罐泵送到齿轮箱，油的温度由油冷却器旁路的温度控制器调节。油过滤器上有压差指示器，以检测过滤器中的污染物。
蒸汽压缩机形式
根据流体通过蒸汽压缩机叶轮的方向，将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。最适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参数是需要达到的温升和待压缩蒸汽的流量。
在蒸发工业中，经常是在真空范围内操作，加热表面负荷中等，温差小，所以通常采用离心式和罗茨式蒸汽压缩机。
目前应用于水蒸气压缩的蒸汽压缩机类型主要包括有罗茨式与离心式两种。对于罗茨式的蒸汽压缩机而言其优势主要在于其压比高，稳定性较高。从机械的角度来看越低的转速其稳定性越高，通常情况下，罗茨式的蒸汽压缩机为980rmp-1450rmp之间，而离心压缩机转速通常在9000rmp以上，然而对于罗茨式蒸汽压缩机而言，其体积流过小、单机效率低是其先天缺陷。从技术角度分析罗茨式蒸汽压缩机轮子往往加工精度要求较高，才能把漏气率降低到可接受的范围之内，而漏气率是与整体的效率成反比的。相同加工精度的离心压缩机漏气率更小，效率更高。从材质角度分析，罗茨压缩机滚子之间间隙很小，不宜采用不锈钢等刚度较低的材质，否则易发生黏齿，所以一般采用碳钢材质。为了提高压缩机的耐腐蚀能力，在设计上提高二次蒸汽的纯度，压缩机采用碳钢镀镍铬的材质。而离心式蒸汽压缩机的过流部件采用超级不锈钢材质（2507）或钛材，设备抗腐蚀能力强，在相同的腐蚀环境中寿命高。从工作原理上看，罗茨式蒸汽压缩机为容积式风机，提供的压差大，流量小，在高压比小流量的工况中具有极大的优势。对离心式蒸汽压缩机为压差式风机，提供的压差小，流量大，排气均匀，气流无脉冲，在蒸发量较大的工况下通常被选用。
国内蒸汽压缩机的发展状况
国内最早开发介入MVR市场的代表是德维透平（离心式）和乐科（罗茨式），在2013年以前，市场不温不火。近两年，随着能源成本的上升和废水零排放的环保要求提高，蒸汽压缩机在国内得到了进一步的发展，尤其伴随着沈鼓、陕鼓、金通灵、章鼓、三一重工、江增等大型机加工，风机行业的介入，利用其原有人才和技术上和加工水平的优势，使得蒸汽压缩机在技术上得到进一步的提高，产品更加稳定可靠，得到了用户的信赖，使MVR产业得到了迅猛发展，在许多行业也取代了一些国外大品牌的市场。蒸汽压缩机市场会随着这些重量级企业的重视和参与，竞争程度将愈加激烈。
由于MVR工艺所要解决的是整个蒸发、结晶工艺，因此，蒸汽压缩机厂家在开发市场阶段，所要解决的问题不止会有压缩机本身的技术与维护问题，还要解决整个MVR工艺的问题，因此，未来会形成企业与设计单位与蒸发器厂家联手共同开发MVR市场的局面。
蒸汽压缩机的应用
目前国内的蒸汽压缩机主要运用于蒸发、结晶、塔器、干燥等化工领域，尤其在工业和市政废水除盐方面得到了广泛发展。同时，也逐步取代了多效蒸发应用的中药和医药中间体提取、蛋白氨基酸提取、染料、果汁浓缩等传统行业。由于可凝性气体的通性，蒸汽压缩机也可运用溶剂回收这个方面，譬如甲醇、乙醇等。
原标题：国内蒸汽压缩机发展简论及应用
