本发明涉及螺杆压缩机的，尤其涉及一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机。
背景技术：
1、我国有海量的低温余热资源，存在于钢铁冶金、石油、化工、造纸、水泥、陶瓷、玻璃、轮船、食品、饮料等各行各业中。大量低压蒸汽、蒸汽冷凝水或热液未能得到有效的利用，一般冷却后用锅炉加热成高压蒸气再利用，既浪费大量化石燃料，又消耗电力冷却。
2、高温热泵是余热回收最有效的手段。因此，重点聚焦自然工质。水是纯粹的天然工质，对环境极为友好，odp(臭氧层消耗潜能值)和gwp(全球变暖潜能值)值均为0，水的安全性极佳，又是除了空气以外最为廉价、最容易获得的工质。
3、采用自然工质水，通过螺杆水蒸气压缩式高温热泵直接压缩低温低压的水蒸气，提升其温度和压力，或将蒸汽冷凝水闪蒸后再压缩，从而实现以较少的电能将低品位余热提升至高品位热能直接利用，既完全去掉了锅炉及化石燃料，又无需庞大的冷却系统。在未来几年内，对大吨位蒸汽的增压和输送需求将会持续增长，市场前景十分广阔。
4、作为高温热泵系统的核心组件，螺杆式水蒸气压缩机起着无与伦比的重要作用。
5、现有技术中，一种是适用于中高压工况的水蒸气螺杆压缩机，即排气压力大于1.0mpaa、排气温度大于200℃。由于适用工况不同，不与其比较。
6、现有技术中，适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机通常采用滑动轴承，虽然能够适应大压比，但是在变工况、低转速等恶劣条件下无法长期运行，在压缩机开机、停机过程中存在转子轴对中性差、滑动轴承巴氏合金层磨损、阴阳转子咬死的故障风险，如果增加静压油顶起系统则需增加额外油路，对于低压工况的水蒸气压缩机来说，系统油路显得越发复杂；另外，滑动轴承功耗较大，对于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机来说不经济，不是最优的选择。因为要在滑动轴承内表面与转子轴间形成最小油膜，根据轴承尺寸及承载大小，以转子公称直径为ф400mm的水蒸气压缩机为例，单套滑动轴承的功耗约为15～56kw，一台压缩机上安装有四套滑动轴承则总功耗在60～224kw之间，对于低压工况的水蒸气压缩机来说显得极其不经济。
7、现有技术中，适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机有部分采用滚动轴承，虽然能适应变工况、大压比、低转速等恶劣条件，但是排气侧的轴承仍然处于排气通道的高温区域，这极大地缩短了轴承的寿命，不利于压缩机长期可靠地运行；无法完全实现蒸汽与油彻底隔离，蒸汽与润滑油存在交叉污染的可能，这些都给整机的运行带来了极大的风险，缩短了螺杆式水蒸气压缩机的寿命，使压缩机无法长期无故障地高效运行。
8、现有压缩机采用迷宫密封或螺纹迷宫密封作为油密封组件，均属于间隙密封，密封间隙预留过大，则密封能力减弱；密封间隙预留过小，则容易造成卡死，总之，不能完全隔绝润滑油与蒸汽互窜。特别是开机、停机等转速较低的场合时，上述密封的效果更差，直接导致蒸汽和润滑油的交叉污染。
9、现有压缩机采用普通的骨架油封作为油密封组件，虽然属于接触密封，但是存在承压能力低、许用线速度低、径向补偿量小、易磨损、寿命低的问题。
10、现有压缩机采用巴氏合金制成的迷宫密封作为气密封组件，安装在靠近压缩腔的端座内，主要结构是在转轴周围设置若干个依次排列的环形密封齿，这些密封齿之间会形成一系列截流间隙与膨胀空腔；当被密封介质通过这些间隙时，会产生节流效应，从而达到阻漏的目的。这种密封形式无固体接触，无需润滑，由于其结构和工作原理的特殊性，需要保证转子轴线平行度和径向跳动，以确保密封效果；当压缩机温度较高时，热量传导至迷宫密封，使之受热膨胀，缩小密封间隙；此外，转子不均匀受热膨胀，轴线变形弯曲，呈八字状，导致迷宫密封的不同密封齿和机体孔之间的间隙分布不均，严重时发生摩擦，进而可能卡死、烧机。另外，迷宫密封属于间隙密封，不能完全隔绝泄漏，当压缩腔的工质是水蒸气、酸性物质等时，长期运行后，润滑油将被污染、进而影响轴承寿命。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术存在的不足，提供一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，可以同时适应变工况、大压比、低转速等恶劣条件，并可以在低压工况即排气压力不大于1.3mpaa、排气温度不大于200℃的工况下长时间无故障地高效运行。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，包括壳体和螺杆转子对，所述壳体包括依次相连的吸气端盖、吸气端座、机体、排气端座、排气端盖，所述螺杆转子对包括相互啮合的阳转子和阴转子，所述阳转子与所述阴转子的齿数比为5：6或5：7；所述阳转子和阴转子的吸气端均由外向内依次安装有吸气端轴承、吸气端隔离密封组件和吸气端气密封组件，所述吸气端轴承为吸气端径向轴承；所述阳转子和阴转子的排气端均由外向内依次安装有排气端轴承、排气端隔离密封组件和排气端气密封组件，所述排气端轴承包括排气端径向轴承和排气端推力轴承；所述吸气端径向轴承和所述排气端径向轴承均为圆柱滚子轴承。
4、采用上述技术方案的有益效果是，本发明的螺杆式水蒸气压缩机的阳转子与阴转子的齿数比为5：6或5：7，相比于常规的阳、阴齿数比为4：6的双螺杆压缩机，能够增大齿厚，增大齿根直径，从而提高转子的强度，使得本发明的螺杆式水蒸气压缩机能够适应较大的压比，同时运转高效、加工方便；通过采用气密封组件和隔离密封组件，将压缩腔工质与润滑油完全分隔开，确保了压缩过程的纯净性，实现了真正的无油压缩；所述吸气端径向轴承和所述排气端径向轴承均采用滚动轴承，使压缩机能适应变工况、大压比、低转速等恶劣条件，在压缩机开机、停机过程中保证较好的转子轴对中性，同时滚动轴承功耗较低，需油量小，更利于润滑油系统的使用及维护；依次相连的吸气端盖、吸气端座、机体、排气端座、排气端盖组成的结构更利于各个零件分别铸造成型，从而提高了壳体的加工工艺性能；另一方面，上述结构能有效减小壳体局部高温变形对相邻壳体结构的影响。
5、进一步地，所述排气端推力轴承为成对双联角接触球轴承。
6、采用上述技术方案的有益效果是，在具有较高的抗负载能力的前提下，兼具有较强的耐高温能力和较小的需油量。
7、进一步地，所述排气端座上开设有排气通道，所述排气端径向轴承和排气端推力轴承均远离排气通道的高温区域设置。
8、采用上述技术方案的有益效果是，避免了排气端座高温对排气端轴承的影响，降低了排气端轴承的热负荷，进一步地降低排气端轴承的需油量，延长排气端轴承的使用寿命，提高了整机的可靠性。
9、进一步地，所述吸气端隔离密封组件和排气端隔离密封组件均包括螺旋迷宫密封和油封，所述吸气端气密封组件和排气端气密封组件均为碳环密封。
10、采用上述技术方案的有益效果是，所述吸气端隔离密封组件和排气端隔离密封组件用于密封轴承腔(油腔)的润滑油，所述吸气端气密封组件和排气端气密封组件均为碳环密封，可以对压缩腔外泄的气体进行有效的节流降压及排放，通过采用气密封组件和隔离密封组件，将压缩腔工质与润滑油完全分隔开，确保了压缩过程的纯净性，实现了真正的无油压缩。
11、进一步地，所述吸气端盖、吸气端座、机体、排气端座、排气端盖两两之间通过耐高温无石棉板进行密封，所述吸气端盖、吸气端座、机体、排气端座、排气端盖两两之间通过双头螺柱和螺母紧固在一起。
12、采用上述技术方案的有益效果是，大幅提高了密封的可靠性和装配效率。
13、进一步地，所述阳转子上的吸气端隔离密封组件与吸气端气密封组件之间的腔体底部、所述阴转子上的吸气端隔离密封组件与吸气端气密封组件之间的腔体底部、所述阳转子上的排气端隔离密封组件与排气端气密封组件之间的腔体底部、所述阴转子上的排气端隔离密封组件与排气端气密封组件之间的腔体底部均开设有排污口。
14、采用上述技术方案的有益效果是，可以将可能窜入到此的蒸汽、密封气、润滑油直接排出压缩机，进一步地避免了因介质侧和润滑油侧的交叉窜通而导致的交叉污染，完全实现蒸汽与油的隔离。
15、进一步地，所述壳体上开设有轴承温度监测口。
16、采用上述技术方案的有益效果是，便于系统配置相应的温度监测模块，实时监测轴承温度状态。
17、进一步地，所述壳体上开设有带有解热降温接头的壳体振动监测口。
18、采用上述技术方案的有益效果是，系统只需配置常规的振动监测模块即可实时监测振动状态，在保证测量精度的前提下，避免了壳体高温对振动传感器的损坏，提高了振动监测的可靠性；可以不必使用耐高温型振动传感器，大幅降低了压缩机的成本。
1.一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，包括壳体(1)和螺杆转子对，其特征在于：所述壳体(1)包括依次相连的吸气端盖(11)、吸气端座(12)、机体(13)、排气端座(14)、排气端盖(15)，所述螺杆转子对包括相互啮合的阳转子(21)和阴转子(22)，所述阳转子(21)与所述阴转子(22)的齿数比为5：6或5：7；所述阳转子(21)和阴转子(22)的吸气端均由外向内依次安装有吸气端轴承(41)、吸气端隔离密封组件(51)和吸气端气密封组件(61)，所述吸气端轴承(41)为吸气端径向轴承；所述阳转子(21)和阴转子(22)的排气端均由外向内依次安装有排气端轴承(42)、排气端隔离密封组件(52)和排气端气密封组件(62)，所述排气端轴承(42)包括排气端径向轴承(421)和排气端推力轴承(422)；所述吸气端径向轴承和所述排气端径向轴承(421)均为圆柱滚子轴承。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述排气端推力轴承(422)为成对双联角接触球轴承。
3.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述排气端座(14)上开设有排气通道(143)，所述排气端径向轴承(421)和排气端推力轴承(422)均远离排气通道(143)的高温区域设置。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述吸气端隔离密封组件(51)和排气端隔离密封组件(52)均包括螺旋迷宫密封和油封。
5.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述吸气端气密封组件(61)和排气端气密封组件(62)均为碳环密封。
6.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述吸气端盖(11)、吸气端座(12)、机体(13)、排气端座(14)、排气端盖(15)两两之间通过无石棉板进行密封。
7.根据权利要求5所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述吸气端盖(11)、吸气端座(12)、机体(13)、排气端座(14)、排气端盖(15)两两之间通过双头螺柱和螺母紧固在一起。
8.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述阳转子(21)上的吸气端隔离密封组件(51)与吸气端气密封组件(61)之间的腔体底部、所述阴转子(22)上的吸气端隔离密封组件(51)与吸气端气密封组件(61)之间的腔体底部、所述阳转子(21)上的排气端隔离密封组件(52)与排气端气密封组件(62)之间的腔体底部、所述阴转子(22)上的排气端隔离密封组件(52)与排气端气密封组件(62)之间的腔体底部均开设有排污口。
9.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述壳体(1)上开设有轴承温度监测口。
10.根据权利要求1所述的一种适用于低压工况的螺杆式水蒸气压缩机，其特征在于：所述壳体(1)上开设有壳体振动监测口。
