[发明专利]一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组

说明书

本发明公开了一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组，包括至少一个高速异步变频电机，分别安装在每一个所述高速异步变频电机两端的两个离心鼓风机头，以及控制系统；所述控制系统用于接收机组运行的数据信号，并根据该信号控制高度异步变频电机转动，进而使得至少一个所述离心鼓风机头机头在指定转速下运行；所述控制系统通过控制所述高速异步变频电机在运行周期内变转速来控制两个离心鼓风机头机头在运行期间同时循环抽负压。与罗茨、水环等容积式鼓风机相比，本发明转子转动惯量小，变转速响应时间快、单机流量大、效率高、噪声低、后期维护简单。

技术领域

本发明属于真空变压吸附领域，具体来说，是一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组。

背景技术

真空变压吸附(Vacuum Pressure SwingAd-sorption，VPSA)是一种使较难吸附的杂质在负压下强行解析出来的气体分离与提纯技术。它通过吸附剂这个载体依靠工艺介质压力的变化，实现气体的吸附与再生，完成气体的分离与提纯。变压吸附制纯氢技术广泛应用于制氢变换气、炼厂重整氢、各种加氢尾气、乙烯尾气以及丙烯尾气等多种气源制纯氢的领域。真空变压吸附制氢主要为物理吸附，其原理是依靠吸附剂(密度相对较大的多孔固体)与吸附质(密度相对较小的气体或液体)之间的分子力(即范德华力)进行吸附，该吸附的特点包括无化学反应、过程进行极快、各项物质的平衡瞬间完成、完全可逆。

现阶段国内VPSA气体分离系统吸附加压全部采用罗茨式鼓风机。在长期使用过程发现罗茨真空泵机存在噪声大，其低频噪声造成处理困难，同时两者效率低的缺点，单台机组的流量小，最大不超过1500m3/min，因此在较大的VPSA系统中不得不采用多台组合的方式运行，造成一次投资提高。

发明内容

针对上述缺点，本发明目的是旨在提供了一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组，该机组转子转动惯量小，变转速响应时间快、单机流量大、效率高、噪声低、后期维护简单。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组，包括至少一个高速异步变频电机，分别安装在每一个所述高速异步变频电机两端的两个离心鼓风机头，以及控制系统；所述控制系统用于接收机组运行的数据信号，并根据该信号控制高度异步变频电机转动，进而使得至少一个所述离心鼓风机头机头在指定转速下运行；所述控制系统通过控制所述高速异步变频电机在运行周期内变转速来控制两个离心鼓风机头机头在运行期间同时循环抽负压。

作为本发明一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组的一种优选，两个所述离心鼓风机头的出口汇合形成一个总出口。

作为本发明一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组的另一种优选，所述控制系统控制高速异步变频电机驱动至少一个所述离心鼓风机头，使所述离心鼓风机头的入口处和总出口处产生压比。

作为本发明一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组的又一种优选，所述控制系统根据离心鼓风机头的入口温度以及压比信号反馈确定高速异步变频电机最佳运行转速，并通过控制变频器来驱动高速异步变频电机转动。

作为本发明一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组的再一种优选，所述离心鼓风机头包括叶轮罩壳、离心开式叶轮、排气蜗壳、扩压器、迷宫气体密封，所述离心开式叶轮布置在所述高速异步变频电机转子的一端，所述迷宫气体密封安装在所述离心开式叶轮背后，以防止排气蜗壳内被增压的气体泄漏，叶轮罩壳安装在离心开式叶轮的入口处，保证增压气体高效进入离心开式叶轮。

作为本发明一种用于VPSA气体分离系统的高速直驱双级离心鼓风机头组的另一种优选，离心开式叶轮由五轴联动机床铣削成型。