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摘要：传统无油压缩机主要用于压缩普通工艺气体，按照通用工况设计的，无法应对水蒸气压缩过程中防腐、耐高温、密封性的需求，转子的啮合间隙调节也比较复杂。本文对水蒸气压缩机中的重要结构零件进行改进，有效地满足水蒸气压缩的需要，保障压缩机的稳定、高效运行。
关键词：水蒸气压缩机;同步齿轮;改进
引言：
随着国内能源成本的上升和环保要求的提高，高效能量回收设备成为这些年发展的新趋势。机械蒸汽再压缩技术，是指将蒸发（蒸馏等）过程的二次蒸汽（低温、低压）用压缩机进行压缩，提高其温度、压力、重新将流程中的废气二次利用，用于达到循环利用蒸汽的目的，广泛应用于食品加工，化工，纸业，盐厂，制药等领域的蒸汽压缩再循环系统中。将以往直接排放的蒸汽充分回收利用，效率可以大幅提高50%以上，具有明显的经济效率。本文所涉及的水蒸汽压缩机就是化工领域水蒸气回收系统的核心设备。
1工作原理
水蒸气压缩机作为一种无油螺杆压缩机，按照啮合原理，是靠阴阳转子齿相互啮合作回转运动而形成周期性变化的容积腔来完成吸入、压缩和排出工质气体的功能
水蒸气压缩机作为一种无油螺杆压缩机，按照啮合原理，是靠阴阳转子齿相互啮合作回转运动而形成周期性变化的容积腔来完成吸入、压缩和排出工质气体的功能。螺杆压缩机按运行方式的不同，大体可分为喷油螺杆压缩机和无油螺杆压缩机两类;喷油螺杆压缩机中，大量的润滑油被喷入所压缩的气体介质中，起着润滑、密封、冷却的作用，阴阳转子可以直接接触，由阳转子直接带动阴转子旋转;无油螺杆压缩机中，气体在压缩过程中完全不与油接触，转子不直接接触，相互之间保持一定的间隙，必须由同步齿轮传递运动、传输动力并确保转子间的间隙。具体来说，电机带动主动轴及主动轴上的阳转子旋转，主动轴上的主动齿轮带动从动齿轮及从动轴和从动轴上的阴转子旋转，从而实现阴、阳转子同步旋转，并保持啮合间隙不变。螺杆压缩机工作中，阴阳转子啮合间隙是非常重要的数值，对压缩机性能的好坏有决定性影响。压缩机装配时，通过调节一对同步齿轮的啮合来决定阴阳转子的啮合情况。一方面，要考虑工作转向时阴阳转子的啮合间隙，即主动啮合面间隙;另一方面，考虑到压缩机停机时，存在阴阳转子反转的风险，也需要保证阴阳转子反转时的啮合间隙，即从动啮合面间隙。
2水蒸气压缩机结构改进的关键技术
传统无油压缩机主要用于压缩普通工艺气体，按照通用工况设计的，无法应对水蒸气压缩过程中防腐、耐高温、密封性的需求，转子的啮合间隙调节也比较复杂。传统设计中，同步齿轮通过齿轮套与转子轴相连;同步齿轮内径与齿轮套小外径配合，通过螺栓压紧;齿轮套内径与转子轴配合，通过压紧盖压紧。若压紧盖压紧力不够，可能造成齿轮套与转子轴不能同步转动，从而使调整好的转子间隙发生改变，甚至造成转子卡死。另外，为了保证从动啮合面间隙，必须要求同步齿轮侧隙小于阴阳转子啮合间隙，而水蒸气压缩机的转子啮合间隙往往很小，这对同步齿轮的加工和装配提出了很高的要求。
本文讨论一种设计合理、结构新颖、稳定可靠的水蒸气压缩机的机体。该机体能有效地满足水蒸气压缩的需要，保障压缩机的稳定、高效运行。
为实现上述目的，本文讨论的压缩机机体，其特殊之处在于：一，所述压缩机使用的同步齿轮采用分体可调式设计，将同步齿轮的从动齿轮分为可相对调节的主齿圈和副齿圈，两同步齿轮与两转子轴分别通过胀紧连接套连接;二，所述压缩机在阴阳转子轴颈处配置集装式多级碳环密封，将压缩腔与轴承腔隔离，确保高温工况下的密封性，并且轴承腔与碳环密封之间设有乏汽泄放孔，避免泄漏的水蒸气累积在轴承腔;三，所述压缩机的机体内壁，阴阳转子表面喷涂防腐涂层进行防腐处理。
上诉改进的优点在于：一，压缩机所用的同步齿轮设计为分体可调式，其中从动齿轮分拆分为主齿圈和副齿圈，主齿圈负责调节阴阳转子主动啮合面间隙，副齿圈负责调节阴阳转子从动啮合面间隙，由于同步齿轮侧隙可以大于转子啮合间隙，大大降低齿轮加工难度，还可以简化装配调试过程，并且当同步齿轮侧隙因齿面磨损而增大时，通过调节主齿圈和副齿圈相对位置，仍可恢复初始阴阳转子啮合间隙，不需更换齿圈;其次，同步齿轮与转子轴通过胀紧连接套连接，定心性好，承载能力高，便于调节同步齿轮与转子轴的相对位置。二，压缩机高压侧、低压侧转子轴颈处分别配置的集装式多级碳环密封采用多道密封碳环串联组成，可以保证高温条件下密封的可靠性，解决了传统橡胶密封结构高温条件下易老化失效的缺点。轴承腔与碳环密封之间设置乏汽泄放孔，用于排出少量压缩腔泄漏过来的水蒸气，一方面避免水蒸气凝结造成压差，另一方面避免凝结的水蒸气污染润滑油。三，压缩机的机体内壁，阴阳转子表面喷涂防腐涂层进行防腐，避免水蒸气腐蚀铸铁材质的机体和转子;在某些工况下，也直接采用不锈钢材质转子和机体。
以下重点描述分体式同步齿轮工作原理：在分体式同步齿轮中，主动齿轮通过胀套与主动轴（阳转子）相连，从动齿轮通过胀套与从动轴（阴转子）相连，其中，从动齿轮由主齿圈、副齿圈通过压紧螺栓和圆锥销固定相对位置。胀套（组件）松开轴端的紧固螺钉后，内外圈可以相互转动，因此主动齿轮与主动轴（阳转子），从动齿轮主齿圈与从动轴（阴转子）安装后都具备可调性;从动齿轮主齿圈、副齿圈松开压紧螺栓，取下圆锥销后，也具备可调性。压缩机装配时，先通过盘车将阴阳转子主动啮合面间隙调至规定值，拧紧胀套的紧固螺钉，将主动齿轮与主动轴（阳转子）相对位置固定;将从动齿轮主齿圈转到与主动齿轮刚好啮合的位置，拧紧胀套的紧固螺钉，此时转子主动啮合面间隙调好。反向转动阴阳转子，通过盘车将阴阳转子从动啮合面间隙调至规定值;转动副齿圈，使其相对主齿圈产生滑动，到达与主动齿轮刚好啮合的位置停止;拧紧压紧螺栓，配钻铰定位销孔，装入圆锥销，此时转子从动啮合面间隙调好。压缩机维修时，若因齿轮磨损导致转子啮合间隙偏差过大，可按上述步骤重新调整同步齿轮。
另外，上述提到的集装式多级碳环密封，设置在压缩机高压侧、低压侧转子轴颈处（共4处）。集装式多级碳环密封由多道密封碳环串联组成，可以满足高温条件下的密封要求。压缩腔内的水蒸气由3集装式多级碳环密封进行一次密封，并由密封座进行二次密封，保证水蒸气与轴承腔隔离，少量经过集装式多级碳环密封泄漏过来的水蒸气由乏汽泄放孔排出，避免水蒸气富集、凝结。
参考文献：
[1]高丽丽、张琳、杜明照.MVR蒸發与多效蒸发技术的能效对比分析研究【J】.现代化工技术，2012，32（10）;84～86.
[2]谢小强.螺杆压缩机同步齿轮损坏原因分析及对策【D】石油化工设备技术.2012.33（1）.30.
关键词：水蒸气压缩机;同步齿轮;改进
引言：
随着国内能源成本的上升和环保要求的提高，高效能量回收设备成为这些年发展的新趋势。机械蒸汽再压缩技术，是指将蒸发（蒸馏等）过程的二次蒸汽（低温、低压）用压缩机进行压缩，提高其温度、压力、重新将流程中的废气二次利用，用于达到循环利用蒸汽的目的，广泛应用于食品加工，化工，纸业，盐厂，制药等领域的蒸汽压缩再循环系统中。将以往直接排放的蒸汽充分回收利用，效率可以大幅提高50%以上，具有明显的经济效率。本文所涉及的水蒸汽压缩机就是化工领域水蒸气回收系统的核心设备。
1工作原理
水蒸气压缩机作为一种无油螺杆压缩机，按照啮合原理，是靠阴阳转子齿相互啮合作回转运动而形成周期性变化的容积腔来完成吸入、压缩和排出工质气体的功能
水蒸气压缩机作为一种无油螺杆压缩机，按照啮合原理，是靠阴阳转子齿相互啮合作回转运动而形成周期性变化的容积腔来完成吸入、压缩和排出工质气体的功能。螺杆压缩机按运行方式的不同，大体可分为喷油螺杆压缩机和无油螺杆压缩机两类;喷油螺杆压缩机中，大量的润滑油被喷入所压缩的气体介质中，起着润滑、密封、冷却的作用，阴阳转子可以直接接触，由阳转子直接带动阴转子旋转;无油螺杆压缩机中，气体在压缩过程中完全不与油接触，转子不直接接触，相互之间保持一定的间隙，必须由同步齿轮传递运动、传输动力并确保转子间的间隙。具体来说，电机带动主动轴及主动轴上的阳转子旋转，主动轴上的主动齿轮带动从动齿轮及从动轴和从动轴上的阴转子旋转，从而实现阴、阳转子同步旋转，并保持啮合间隙不变。螺杆压缩机工作中，阴阳转子啮合间隙是非常重要的数值，对压缩机性能的好坏有决定性影响。压缩机装配时，通过调节一对同步齿轮的啮合来决定阴阳转子的啮合情况。一方面，要考虑工作转向时阴阳转子的啮合间隙，即主动啮合面间隙;另一方面，考虑到压缩机停机时，存在阴阳转子反转的风险，也需要保证阴阳转子反转时的啮合间隙，即从动啮合面间隙。
2水蒸气压缩机结构改进的关键技术
传统无油压缩机主要用于压缩普通工艺气体，按照通用工况设计的，无法应对水蒸气压缩过程中防腐、耐高温、密封性的需求，转子的啮合间隙调节也比较复杂。传统设计中，同步齿轮通过齿轮套与转子轴相连;同步齿轮内径与齿轮套小外径配合，通过螺栓压紧;齿轮套内径与转子轴配合，通过压紧盖压紧。若压紧盖压紧力不够，可能造成齿轮套与转子轴不能同步转动，从而使调整好的转子间隙发生改变，甚至造成转子卡死。另外，为了保证从动啮合面间隙，必须要求同步齿轮侧隙小于阴阳转子啮合间隙，而水蒸气压缩机的转子啮合间隙往往很小，这对同步齿轮的加工和装配提出了很高的要求。
本文讨论一种设计合理、结构新颖、稳定可靠的水蒸气压缩机的机体。该机体能有效地满足水蒸气压缩的需要，保障压缩机的稳定、高效运行。
为实现上述目的，本文讨论的压缩机机体，其特殊之处在于：一，所述压缩机使用的同步齿轮采用分体可调式设计，将同步齿轮的从动齿轮分为可相对调节的主齿圈和副齿圈，两同步齿轮与两转子轴分别通过胀紧连接套连接;二，所述压缩机在阴阳转子轴颈处配置集装式多级碳环密封，将压缩腔与轴承腔隔离，确保高温工况下的密封性，并且轴承腔与碳环密封之间设有乏汽泄放孔，避免泄漏的水蒸气累积在轴承腔;三，所述压缩机的机体内壁，阴阳转子表面喷涂防腐涂层进行防腐处理。
上诉改进的优点在于：一，压缩机所用的同步齿轮设计为分体可调式，其中从动齿轮分拆分为主齿圈和副齿圈，主齿圈负责调节阴阳转子主动啮合面间隙，副齿圈负责调节阴阳转子从动啮合面间隙，由于同步齿轮侧隙可以大于转子啮合间隙，大大降低齿轮加工难度，还可以简化装配调试过程，并且当同步齿轮侧隙因齿面磨损而增大时，通过调节主齿圈和副齿圈相对位置，仍可恢复初始阴阳转子啮合间隙，不需更换齿圈;其次，同步齿轮与转子轴通过胀紧连接套连接，定心性好，承载能力高，便于调节同步齿轮与转子轴的相对位置。二，压缩机高压侧、低压侧转子轴颈处分别配置的集装式多级碳环密封采用多道密封碳环串联组成，可以保证高温条件下密封的可靠性，解决了传统橡胶密封结构高温条件下易老化失效的缺点。轴承腔与碳环密封之间设置乏汽泄放孔，用于排出少量压缩腔泄漏过来的水蒸气，一方面避免水蒸气凝结造成压差，另一方面避免凝结的水蒸气污染润滑油。三，压缩机的机体内壁，阴阳转子表面喷涂防腐涂层进行防腐，避免水蒸气腐蚀铸铁材质的机体和转子;在某些工况下，也直接采用不锈钢材质转子和机体。
以下重点描述分体式同步齿轮工作原理：在分体式同步齿轮中，主动齿轮通过胀套与主动轴（阳转子）相连，从动齿轮通过胀套与从动轴（阴转子）相连，其中，从动齿轮由主齿圈、副齿圈通过压紧螺栓和圆锥销固定相对位置。胀套（组件）松开轴端的紧固螺钉后，内外圈可以相互转动，因此主动齿轮与主动轴（阳转子），从动齿轮主齿圈与从动轴（阴转子）安装后都具备可调性;从动齿轮主齿圈、副齿圈松开压紧螺栓，取下圆锥销后，也具备可调性。压缩机装配时，先通过盘车将阴阳转子主动啮合面间隙调至规定值，拧紧胀套的紧固螺钉，将主动齿轮与主动轴（阳转子）相对位置固定;将从动齿轮主齿圈转到与主动齿轮刚好啮合的位置，拧紧胀套的紧固螺钉，此时转子主动啮合面间隙调好。反向转动阴阳转子，通过盘车将阴阳转子从动啮合面间隙调至规定值;转动副齿圈，使其相对主齿圈产生滑动，到达与主动齿轮刚好啮合的位置停止;拧紧压紧螺栓，配钻铰定位销孔，装入圆锥销，此时转子从动啮合面间隙调好。压缩机维修时，若因齿轮磨损导致转子啮合间隙偏差过大，可按上述步骤重新调整同步齿轮。
另外，上述提到的集装式多级碳环密封，设置在压缩机高压侧、低压侧转子轴颈处（共4处）。集装式多级碳环密封由多道密封碳环串联组成，可以满足高温条件下的密封要求。压缩腔内的水蒸气由3集装式多级碳环密封进行一次密封，并由密封座进行二次密封，保证水蒸气与轴承腔隔离，少量经过集装式多级碳环密封泄漏过来的水蒸气由乏汽泄放孔排出，避免水蒸气富集、凝结。
参考文献：
[1]高丽丽、张琳、杜明照.MVR蒸發与多效蒸发技术的能效对比分析研究【J】.现代化工技术，2012，32（10）;84～86.
[2]谢小强.螺杆压缩机同步齿轮损坏原因分析及对策【D】石油化工设备技术.2012.33（1）.30.