机械蒸汽再压缩系统的性能分析

罗茨蒸汽压缩机转速和能耗曲线
罗茨蒸汽压缩机的转速和能耗曲线是描述其性能特性的重要工具。

以下是关于罗茨蒸汽压缩机转速和能耗曲线的详细分析：
首先，罗茨蒸汽压缩机的转速是指压缩机主轴的旋转速度，通常以每分钟转数（RPM）来表示。

在正常运转范围内，随着转速的增加，压缩机的压缩能力也会相应提高。

这是因为转速的增加意味着更多的功被输入到压缩机中，使其能够处理更多的蒸汽。

然而，转速的增加并不总是带来更高的效率。

当转速超过一定范围时，由于机械摩擦、振动和热量损失的增加，压缩机的效率会开始下降。

因此，在实际应用中，需要根据具体需求和工况选择合适的转速，以达到最佳的能效比。

能耗曲线则描述了罗茨蒸汽压缩机在不同工况下的能耗情况。

在能耗曲线上，可以直观地看到随着压缩机的负载增加，其能耗也相应增加。

这是因为负载的增加意味着压缩机需要更多的功来压缩蒸汽。

然而，在能耗曲线上也存在一个经济工作区域，即在该区域内，压缩机的能效比达到最优。

在实际应用中，应尽量使压缩机工作在经济工作区域内，以提高能源利用效率并降低运行成本。

综上所述，罗茨蒸汽压缩机的转速和能耗曲线是评估其性能特性的重要依据。

通过了解这些曲线的特性，可以为压缩机的选型和优化运行提供有力的支持，从而实现更高
效、更节能的蒸汽压缩过程。

MVR并联双效蒸发结晶系统设计及研究摘要：利用蒸发法处理工业废水，能够实现废水的资源化利用。

本文针对不同类型蒸发器适用范围受限问题，将降膜式蒸发器与强制循环蒸发器联用，提出了机械蒸汽再压缩（MVR）并联双效蒸发结晶系统。

首先设计了系统的工艺循环流程并建立数学模型，对该系统及其设备进行质量和能量衡算，并对模型的可行性进行核算。

随后建立系统性能的㶲分析模型，对常压下质量分数为5%的硫酸钠溶液蒸发结晶进行实例计算，并将其与传统三效蒸发结晶系统进行比较。

通过综合能量分析与㶲分析，MVR并联双效蒸发结晶系统的节能程度更大，其效能系数（COP）值为21.4，相同工况下高于传统三效蒸发结晶系统82.2%，而单位能耗仅为传统三效蒸发结晶系统的17.6%；其㶲效率高于传统三效蒸发结晶系统51.5%，㶲损失则低于传统三效蒸发结晶系统24.7%，这表明MVR并联双效蒸发结晶系统热力学完善程度更高，在节能方面有较大的推广应用潜力。

关键词：废水;机械蒸汽再压缩;双效蒸发;结晶;平衡;性能分析;㶲据统计[1]，2017年全球工业废水处理行业市场规模约为3680亿元，庞大的工业废水处理市场促使众多处理技术得到发展，其中蒸发结晶技术在对工业废水进行深度处理的同时能够回收得到工业生产用的原材料，实现了废水资源化利用。

对高效且节能的废水蒸发结晶处理技术进行分析研究，能够带来明显的社会效益和经济效益[2,3,4]。

机械蒸汽再压缩（MVR）技术通过消耗少量电能，最大程度回收利用二次蒸汽的热量，高效且节能，是目前最先进的蒸发浓缩技术之一[5,6,7]。

单效MVR系统是基于MVR 技术的系统中形式最简单的，其在海水淡化领域得到广泛研究与应用[8,9,10,11]，部分研究也针对其他含盐溶液，如石成君等[12]以硫酸钠溶液为工质对提出的单效MVR降膜蒸发浓缩系统进行了理论研究，在此基础上加以实验验证[13]，与常规单效蒸发系统相比节能节水效果明显；王汉治等[14]针对高浓度氯化钠溶液提出喷气增焓型单级MVR蒸发结晶系统，研究了系统运行性能，有较高的效能系数（COP）值；Ai 等[15]针对空调行业防冻液（氯化钠溶液）再生处理，经理论与实验分析证明MVR系统与传统单效和三效蒸发系统相比的节能率大幅提高。

蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验一、实验目的1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置。

学习运行操作的基本知识。

2. 测定制冷剂的制冷系数。

掌握热工测量的基本技能。

3. 分析制冷剂的能量平衡。

二、实验原理该系统是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，制冷机的作用是从低温物体中取出热量、并将它传给周围介质。

热力学第二定律指出：“不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其他的变化”。

本实验用制冷装置，需要消耗机械功。

用工质进行制冷循环，从而获得低温。

蒸汽压缩制冷循环的经济性可用制冷系数ε来评价。

鉴于实际设备存在的各种实际损失，故ε值可分为“理论制冷系数”和“实际制冷系数”。

图6-1 蒸汽压缩制冷循环1. 理论制冷系数图6-1为蒸汽压缩制冷循环的T-S 图。

1-2未压缩过程，2-3-4（2-3）为制冷剂冷凝过程，4-5（3-4）为节流过程，5-1（4-1）为吸热蒸发。

理论制冷系数ε为理论制冷量q 2和理论功w 之比：ε= q 2/w = ( h 1-h 4) / (h 2-h 1) （6-1）2. 实际制冷系数实际制冷系数是指制冷机有效制冷能力Q 0与实际消耗的电功率N 之比：εγ= Q 0/N =εηｉηｍηｄηｍ０(6-2)式中ηｉ为压缩机的指示效率，ηｍ为压缩机的机械效率；ηｄ为传动装置效率；ηｍ０为电机效率。

实际制冷系数约为理论制冷系数的1/2～2/3。

三、试验方法由式 ⑴和式⑵可知为测定理论制冷系数和实际制冷系数，应在试验中进行一下各项的测量。

1. 测定各状态的焓h 1、h 2 和h 4，为此，需测量1,2,4点的压力和温度，然后在工质 的LgP-h 图上查得h 1、h 2 和h 4数值。

压力值用压力表测量，各点温度用水银温度计测量。

2. 制冷机实际消耗的功率用功率表测出电机消耗的电功率N(KW)即可。

3. 有效制冷能力Q 0的测定：本实验用水在蒸发器中交换的热量来确定。

Q0 = mzC (tZ1-tZ2) (6-3)式中：m为流过蒸发器的水流量（㎏/s），Ｃ为水的比热（ＫＪ／㎏℃），t Z1和tZ2为水流进、出口的温度℃。

MVR技术在硫酸镍蒸发结晶中的应用摘要：MVR是机械蒸汽再压缩技术的简称，利用自身产生的二次蒸汽的能量，仅需电能消耗，减少其他能源损耗，降低企业成本，保护生态环境，因此被广泛的应用于工业生产中，本文将详细介绍MVR技术在硫酸镍蒸发结晶中的应用研究，就选型、控温、频率、操作浓度和工艺要点等进行详细的分析讨论。

关键词：MVR;机械蒸汽再压缩；硫酸镍；蒸发结晶MVR是机械蒸汽再压缩技术的简称，它是一种绿色环保的节能技术，利用自身产生的二次蒸汽能量来提供工业生产的能源。

二次蒸汽是不可避免的蒸汽系统中的一环，通常情况下会造成能量的损耗、水锤甚至是环境“污染”等问题。

所以六十年代初期，德国和法国就开始使用MVR技术，将其作用于工业生产中，将原本该被消耗掉的能源重新利用，不但降低了企业成本，提高了生产效率，同时也解决了二次蒸汽所带来的的一系列问题。

我国的MVR技术起步较晚，距离发达国家还有一定的差距，随着近年来国家大力提倡生态环保理念，追求可持续性发展，MVR技术的优势开始得到重视，逐步加大了发展力度，在未来，MVR技术会广泛的应用在工业生产当中，推动着社会的发展与进步。

1 MVR技术概述1.1 MVR技术的原理探讨MVR的技术原理之前，需要先了解二次蒸汽的概念。

二次蒸汽是指水的一种相变过程，对于一定压力或温度的饱和水，在压力降低后部分饱和水会气化成二次蒸汽，未饱和水，压力降低后，也会有部分水其化成二次蒸汽，用日常生活来解释，就是锅盖上的蒸汽水所凝结而成的水滴，会在盖子掀开后一部分再次成为水蒸气，这是一种可以利用的清洁能源，而MVR技术，就是对这种能源进行回收利用，从而达到节能的目的[1]。

而MVR技术的工作原理，是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低温低质量的蒸汽进入压缩机，通过压缩机的机械做工来提升温度，达到高温度高质量的蒸汽热源并输向蒸发系统，如此循环向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源需求的一项节能技术，极大的提升了能源的利用效率。

制冷压缩机的性能试验及方法压缩机操作规程通过试验了解和谙习活塞式制冷压缩机在给定工况和不同工况下制冷量的变化及与各有关参数之间的关系，把握接受量热器法测定制冷压缩机性能的原理和方法，谙习数据采集方法及各有关仪表的作用。

量热器由电加热管及通过试验了解和谙习活塞式制冷压缩机在给定工况和不同工况下制冷量的变化及与各有关参数之间的关系，把握接受量热器法测定制冷压缩机性能的原理和方法，谙习数据采集方法及各有关仪表的作用。

量热器由电加热管及蒸发盘管构成。

蒸发盘管在量热器内上部，量热器下部存有确定数量的第二制冷剂（又称第二工质），电加热管被第二制冷剂浸没。

第二制冷剂是电机热管与制冷系统蒸发盘管之间进行热交换的媒介，它与制冷剂系统中循环的制冷剂无关。

当电加热器通电时第二制冷剂被加热蒸汽，形成的气体上升到量热器上部，在蒸发盘管表面冷凝器后重新落入量热器底部，蒸发盘管中的低温低压的制冷剂液体吸取第二制冷剂的热量而蒸发，因此，电热管产生的热量抵消制冷压缩机在移动工况下产生的冷量。

通过能量平衡来实现对制冷压缩机制冷本领的测试。

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制冷压缩机性能试验台工作条件，常温、常压下运行,电源电压AC220V制冷压缩机性能试验台试验目的1.谙习蒸汽压缩式制冷循环系统的基本结构和工作原理2.了解国际标准GB/T57732023容积式制冷压缩机性能使用方法3.利用蒸发器液体载冷剂循环法（主测法）求制冷压缩机制冷量4.利用水冷冷凝器热平衡法（辅测法）求制冷压缩机制冷量5.主、辅测制冷量相对误差的计算与分析6.制冷机组能效比的计算与分析1、功率表2只（精度0.5级）分别测量加热功率和压缩机功率。

第53卷第2期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 2 2024年2月 Liaoning Chemical Industry February，2024收稿日期： 2022-11-03 作者简介： 丁峰（1988-），男，藏族，甘肃省天祝藏族自治县人，工程师，2014年毕业于湖南大学机械设计制造及自动化专业，研究方向：核硝酸铀酰MVR 蒸发过程分离器优化设计丁峰，李子云，卫宏靓*（中核四〇四有限公司， 甘肃 兰州 732850）摘 要： 针对硝酸铀酰MVR 蒸发系统分离器的精馏段304L 不锈钢填料腐蚀向产品引入金属杂质的问题，利用Aspen Plus 模拟软件，确定分离器操作条件。

通过计算优化确定分离器所需理论板数为19，回流比为0.072 6。

同时得到了分离器内温度、压力和酸度的分布曲线，模拟结果表明第11板下方料液酸度超过0.3 mol/L。

在99 ℃的高温条件下，对304L 不锈钢的电化学腐蚀强烈。

根据模拟结果选用不锈钢与陶瓷填料组合，减缓填料腐蚀。

关 键 词：Aspen Plus； 硝酸铀酰； 模拟； 组合填料中图分类号：TQ018 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）02-0313-04天然铀“湿法”纯化工艺中，采用MVR（机械式蒸汽再压缩技术）装置蒸发浓缩硝酸铀酰溶液，蒸发产生的二次蒸汽中含有硝酸并夹带少量硝酸铀酰液滴，为得到酸度低于0.01 mol/L 的合格冷凝液，采用MVR 分离器(以下称分离器)实现二次蒸汽的净化，分离器属于气体洗涤塔，填料是分离器的核心构件，为传质和分离提供空间。

分离器内设置洗涤器和填料段，洗涤净化二次蒸汽，使冷凝液中硝酸浓度低于0.01 mol/L。

MVR 蒸发器和分离器全部采用304L 材质，硝酸属于强电解质，304L 不锈钢发生电化学腐蚀[1]。

MVR 系统蒸发产生的二次蒸汽，夹带有硝酸铀酰液滴，硝酸铀酰电离过程中，将强化硝酸溶液中的离子强度，使腐蚀加剧。

MVR蒸发器产品简介一、技术特性MVR蒸发器是英文（Mechanical Vapor Recompression）的缩写，被称之为“机械式蒸汽再压缩”蒸发器。

它是国际上二十世纪九十年代末开发出来的一种新型高效节能蒸发设备。

MVR蒸发器是采用低温和低压汽蒸技术和清洁能源----“电能”，产生蒸汽，将媒介中的水分分离出来。

目前MVR是国际上最先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。

目前该项技术只有北美和欧洲等一些发达国家掌握了该项技术在众多领域中的应用。

MVR蒸发器的基本原理是：在MVR蒸发器系统内，在一定的压力下，利用蒸汽压缩机对换热器中的不凝气(开始预热时)和水蒸汽(开始蒸发时)进行压缩,从而产生蒸汽, 同时释放出热能。

产生的二次蒸汽经机械式热能压缩机（类似于鼓风机）作用后，并在蒸发器系统内多次重复利用所产生的二次蒸汽的热量，使系统内的温度提升5～20℃，热量可以连续多次的被利用，新鲜蒸汽仅用于补充热损失和补充进出料热焓，大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗。

提高了热效率，降低了能耗，避免使用外部蒸汽和锅炉（本蒸汽再压缩式节能蒸发器的主要运行费用仅仅是驱动压缩机的电能）。

由于电能是清洁能源，因此，MVR 蒸发器真正达到了“零”污染的排放（完全没有二氧化碳的排放）。

在中国各级政府大力提倡节能减排的今天，MVR技术的应用具有特别重要的现实意义。

MVR蒸发器原理图如图一所示：图一图二为一小型MVR蒸发器的实照图二图三为一中型MVR蒸发器的实照图三图四为一大型MVR蒸发器图四二、MVR蒸发器的特点1.热效率高，节省能源，功耗低。

蒸发一顿水的能耗只相当于传统蒸发器的四分之一到五分之一。

节能效果十分显著。

2.运行成本低。

MVR蒸发器耗能一般是传统多效蒸发器三分之一到四分之一。

节省的运行费用将是一大笔企业利润。

以一个每小时蒸发50吨水的MVR蒸发器来说，若以购买蒸汽200元/吨计算（内地的平均价格，深圳的价格为300元/吨），传统蒸发器的每吨水成本约为50元/吨（每吨蒸汽可以蒸发4吨水），而MVR蒸发器为20元/吨。

影响MVR蒸发系统的因素分析概述机械蒸汽再压缩（MVR）技术，是将电能转换为压缩机的机械能，在通过压缩机叶轮对水蒸汽做功，将蒸发器产生的二次蒸汽进行再压缩，提高二次蒸汽的品味，再作为蒸发器的热源对原料液进行加热实现二次利用。

目前，也因为MVR蒸发系统从原理上更节能，致使利用电驱动的MVR压缩机已经广泛应用于食品饮料、化工、制药、环保等诸多行业。

MVR蒸发装置介绍MVR蒸发装置是蒸汽压缩机和蒸发系统的有机结合，整套蒸发系统的温升范围在20-24℃以内时，进行蒸发的一种方法。

当蒸发系统的温升超过以上温升范围，则不建议使用MVR蒸发系统。

MVR蒸发装置主要的优点有：能耗低，蒸发低含盐量的溶液到接近饱和溶液时，蒸发一吨水只需消耗电量约20-30kW（根据物料的沸点升确定），蒸发温度可根据物料特性进行合理选择；蒸发速度快：物料进、出设备只需十几秒，有利于处理热敏介质；蒸发温度可以控制在较低温度，低温蒸发可以降低材料的腐蚀和能耗的损失；通过使用蒸汽压缩机，能量循环利用更加充分，使MVR蒸发装置的运行能耗降低。

通常MVR蒸发装置主要由以下几大部分组成：MVR蒸汽压缩机、换热器、蒸发器、分离器、冷凝器、真空系统、机泵、仪表阀门、控制系统等组成。

MVR蒸发装置能量利用率高，自动化程度高，运行稳定，占地面积小，被越来越多的用户所接受。

但MVR蒸发系统在设计，运行中需考虑物料、海拔、设备、操作等诸多因素的影响，以下内容对可能影响MVR蒸发系统的各因素进行分析叙述。

一、蒸发原料特性的影响物料的主要物性参数有：密度、溶液组成成分、比热、粘度、沸点升高、表面张力、热敏性、腐蚀性等，密度、溶液组成成分、定压比热、粘度极大响了物料侧的传热系数，而传热系数的不同会直接影响蒸发面积的设计计算【1】。

粘度和表面张力，主要影响物料的汽、液分离过程和分离器的长径比的选择，在成膜蒸发过程中还会影响物料的布膜情况。

沸点升高，主要影响工艺流程的选择，蒸发温度的选择，温度梯度分布和蒸汽压缩机的选择。

第50卷第1期2021年1月盐科学与化工Journal of Salt Science and Chemical Industry48三种常用机械压缩式热泵(MVR )的特点黄成，董晓铭(中盐工程技术研究院有限公司成都分公司，四川成都643000)摘要：机械压缩式热泵(MVR )的核心部件主要有三种常用机械：离心式蒸汽压缩 机、45式蒸汽压缩机、风机式蒸汽压缩机。

文章对三种压缩机的各自特点进行了梳理和对 比。

并对三种压缩机在蒸发结晶工艺中的常用配置进行介绍。

关键词：热泵;MVR ；机械压缩式；离心式；45式；风机式；蒸汽压缩机中图分类号:TQ051.5 文献标识码：B 文章编号：2096 -3408(2021)01 -0048 -04Characteristics oO Three Kinds oO Mechanical CompressionHeat Pumps ( MVR)HUANG Cheng , DONG Xiao - ming(Chengdu Branch of Engineeang Technology Institute Co., Ltd. of CNSIG ,Chengdu 643000, China )Abstract : The core components of mechanical compression hear pump ( MVR) mainly in ­clude three kinds of commonty used machines : centrifugal steam compressor, roots steam compres ­sor and fan steam compressor. In this article , tUe characteristics of the three kinds of compressor aresorted out and compared. The common configuraUon of three kinds of compressor in evaporative crystallization process is introduced.Keywords ： Heat pump ； MVR ； Mechanidl compression ； Centrifugal ； Roots ； Fan ； Steamcompeessoe1前言热泵！ Heat Pump ）是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置。