机械蒸汽再压缩(MVC)利用热泵原理回收低温蒸汽余热,提供能替代锅炉蒸汽的高温高压压缩蒸汽,具有优越的节能特性及较好的应用前景。蒸汽压缩机是MVC系统的核心也是其推广应用的限制所在。本项目对喷水双螺杆蒸汽压缩机的喷水降温冷却特性进行了详细的理论和实验研究,为高效螺杆蒸汽压缩机设计及其MVC系统的工业应用推广提供依据。 首先,建立了喷水双螺杆蒸汽压缩机工作过程数学模型,充分考虑喷入水与压缩蒸汽的换热蒸发及其泄漏闪蒸,根据模拟结果,分析与讨论了压缩机转速、喷水量、喷水温度及压缩蒸汽饱和温升对压缩机工作过程及性能的影响。设计并搭建了蒸汽压缩机性能实验台,进行了喷水双螺杆蒸汽压缩机实验研究。利用实验测得的压缩机工作过程p-V图与模拟结果的对比分析,验证了数学模型的合理性,模拟和实验结果都显示喷水能使压缩过程趋于平缓,更加接近等温过程,即喷水能有效降低压缩机排汽温度和压缩功率;此外,喷水还能降低压缩终了时的蒸汽压力,这可为喷水双螺杆蒸汽压缩机排汽孔口的设计提供参考。根据p-V图测量结果,发现喷入水能减小压缩机排汽过程压力脉动,从而降低压缩机运行噪声。为了避免未蒸发的水泄漏至吸汽腔,在其内蒸发或闪蒸导致吸汽流量降低,双螺杆蒸汽压缩机设计时建议上吸汽、下排汽,使未蒸发的水与压缩蒸汽一同排出。 在上述研究成果的指导下,参与国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所的“机械压缩蒸馏技术处理海上石油平台污水装备开发及应用示范”项目研究,与苏州通润驱动设备股份有限公司承担子课题“机械压缩蒸馏污水处理装置开发制造”,同时还与上海汉钟精机股份有限公司合作开发“高温水蒸汽螺杆压缩机”。 完成项目过程中,发表期刊论文13篇,其中SCI收录国际期刊论文6篇,国内期刊论文7篇(EI 4篇);申报发明专利8项,其中已授权3项;参加国内外学术交流会议12余次,均做口头报告,并发表ISTP收录会议论文3篇;培养研究生多名,其中已取得博士、硕士学位各1名。超额完成计划书中的预期成果指标。