本发明设计了一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，包括螺杆蒸汽增压机，变频电动机，变频控制柜，自动喷水装置，智能调控系统，润滑油系统，冷却水系统，辅助系统；为设备安全运行，推荐了两个螺杆近接触面的最小间隙；提出了一级补水和两级补水的两种补水方式，推导出了补水量的计算式和实际微调补水措施，给出了变频调速的参数关系，为智能控制提供了坚实的理论基础；设备其允许的工作范围：进汽温度100‑145℃，排汽温度120‑185℃；进汽的压力0.1‑0.4MPa，排汽的压力0.6‑0.9；压缩比1.5‑3.0；具体型号可根据用户要求在此范围内具体设计；本发明的蒸汽增压设备对废蒸汽恢复工业使用有广阔应用前景。
1.一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，包括：螺杆蒸汽增压机，变频电动机，变频控制柜，自动补水装置，智能调控系统，润滑油系统，冷却水系统，辅助系统；其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机是双螺杆蒸汽增压机，包括一对阴阳螺杆，气缸壳体、气缸壳体包裹的隔热层、轴承座、齿轮箱、联轴器；所述的变频电动机的电机轴，通过联轴器、齿轮箱带动一对阴阳螺杆相对转动；所述的自动补水装置，包括增压水泵、补水罐、补水调节阀、喷嘴、文丘里喷管；所述的智能调控系统，包括变频控制柜、智能控制机柜、增压机进口蒸汽的温度、压力探头，增压机出口蒸汽的温度、压力探头和出口蒸汽流量计，油温探头，补水温度和压力探头，以及信号连接线，数据处理器可对整机系统的运行工况实时监控，主要监控对象是增压机进、出口蒸汽的温度、压力和润滑油的温度，防止超温超压和稳定输出压力，对故障有声光报警和记忆功能，根据进、出口蒸汽的压力变频调节螺杆转速；所述的润滑油系统，包括带油冷却器的润滑油箱、油泵、滤油器、分油器；所述的冷却水系统，是向轴承座、油冷却器提供30℃以下合格的工业冷却水的系统,包括冷却水的管路和阀门；所述的辅助系统，包括进、排汽管路、进汽阀、排汽电动调节阀、排汽单向阀、疏水阀；进汽口的管道安装在气缸壳体吸气端的下方，出汽口的管道安装在气缸壳体排汽端的上方；在进汽管道上安装有文丘里喷管，在进汽管道水平段的下侧安装有停机时排水用的疏水阀；出汽管道上安装有出汽电动调节阀、单向阀、出口蒸汽流量计；所述的自动补水装置的喷嘴安装在文丘里喷管的喉部前、文丘里喷管安装在进汽管内。
2.根据权利要求1所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压设备允许的工作范围：进汽温度100-145℃，排汽温度120-185℃；进汽的压力0.1-
0.4MPa，排汽的压力0.6-0.9；压缩比1.5-3.0。
3.根据权利要求1所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机的螺杆与螺杆之间的间隙 必须大于从室温 到最大工作温度 的两个螺杆径向膨胀量，具体计算式是： （1）
式中 为两个螺杆的轴心距，即相当于两个螺杆的半径；为螺杆材料的线膨胀系数，螺杆采用碳钢的材质。
4.根据权利要求1所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的智能调控系统是根据进、出口蒸汽的压力变频调节螺杆转速，更直接表述，是依据电机转速n与进汽的密度ρ成反比的原则进行调节，即 （2）。
5.根据权利要求1所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机防止螺杆超温的重要措施是智能自动补水；所述的智能自动补水是通过温度、压力探头的实际检测值，调用已经存储的蒸汽物性数据库和依据本发明推导的补水量计算式，通过自动补水装置的补水调节阀，调节补水量；根据蒸汽压缩比π，补水方式分两种方式：在 时,采用单级补水方式控制蒸汽压缩温度；在π＞2时，采用两级补水方式控制蒸汽压缩温度；
所述的单级补水方式，即在进汽口一次补水的方式；理论上是假定理想等熵压缩过程，已知出口蒸汽为饱和蒸汽，反向推导计算起始压缩时进口蒸汽的干度 ，再根据起始压缩点的湿蒸汽干度 和进汽量 计算补水量所述的双级补水方式，是分别在进汽口和压缩中间进行两次补水的方式；理论上进汽口的一次补水量，依据蒸汽等熵压缩到中间带补水口为饱和蒸汽的条件，计算进口蒸汽的干度 ，再根据干度 和进汽量 计算补水量 ；中间带的二次补水量，依据蒸汽等熵压缩到出口蒸汽为饱和蒸汽的条件，设计中间带二次压缩前蒸汽的干度 ，再根据干度 和中间带蒸汽流量 ，计算二次的补水量 ；
（a）根据设计或测到的出口蒸汽压力 ，调用数据库查出饱和蒸汽的比熵值 ；
（b）根据等熵压缩假设，即 ，以及进口蒸汽的压力 ，调用数据库查出对应的饱和液体和饱和蒸汽的比熵 ；
（d）根据干度的定义计算单级补水方式的补水量，进口蒸汽的干度表示为 （3a）
式中， 分别为进口蒸汽所含的饱和水流量和饱和蒸汽流量，约定从蒸汽源获得的饱和蒸汽流量为基准流量，则补充的饱和水流量 （4）；
单级补水方式的补水是依据进口蒸汽温度和压力调节制备的饱和水；
（e）如果增压机压缩过程的等熵效率为 ，会增加的压缩功，设定从 点开始压缩，达到 的过热点a的比焓值为 （5）
（2）计算两级补水方式的一、二次补水量，首先约定进口、中间带和出口的蒸汽参数用下角标1、2、3表示，具体计算步骤是：（a） 同式（3）；
（c）计算两级补水方式的一次补水量计算式与式（4）、（8）相同；
当 ，设定从 点开始压缩，达到 的过热点c, 参照式（7），二次增补水量为 （11）
两级补水方式的一次补水的温度要预热到进口蒸汽温度，二次补水的温度预热到中间带蒸汽的温度；所述的中间带蒸汽的压力，理论上应在式（14）的区间： （14）
两级补水方式的中间带是在气缸内壁长度方向的中间挖有一个补水圆环槽，二次补水的喷嘴对准中间带的圆环槽安装在气缸套上。
6.根据权利要求5所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机的在实际运行中，由于蒸汽源的压力波动、用户蒸汽使用量的波动会造成进口和出口的蒸汽压力波动，带来蒸汽压缩过程非等熵效率变动，所以要在一级和二级补水量计算式（8）和式（13）补水的基础上，还需要根据实际测量的进行微调修正，具体操作方法是：根据测试的出口蒸汽压力、温度，当一级补水方式的 和数据库中查出对应 的饱和蒸汽温度 ，再根据温差 的大小和变动速率，对补水量进行反向微调。
一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备
技术领域
[0001] 本发明涉及热泵节能领域，是以蒸汽为工质的螺杆压缩机。。
背景技术
[0002] 许多化工厂、印染厂、造纸厂等企业生产过程中，产生大量的低品位的废蒸汽和乏汽。它们含有很大的汽化潜热能，但是由于温度、压力偏低，无法在工业再利用，另外远程供暖和制冷又都受到季节性限制，不能与工业生产连续匹配利用，再者，如果要用凝结法回收废蒸汽和乏汽的水，则需要大量冷却水来冷却换热，回收冷却水又需要建冷却塔，费了许多能量，收益不大；所以许多场合，干脆把废蒸汽直接排入大气中，这又造成环境的热污染；
[0003] 热泵是把热能从低温提升到较高温度的设备，现在常用的热泵，例如空气源热泵热水器，用氟利昂工质循环，循环过程包括绝热压缩、等压冷凝、等焓节流和低压低温蒸发四个典型过程，工质通过低压低温蒸发从环境空气或废热水源中吸热，经压缩变为高压高温，再通过冷凝器冷凝把吸收的低温热量连同压缩机消耗功转化的热量，或制热水，或供暖风，送给需要高温热量的用户。吸取环境空气中热量的热泵称空气源热泵，其能效比的COP通常在2.5-5之间。而要从环境空气中吸热提供80℃以上高温应用的热量，由于提升温差大，热泵的COP很低。高温热泵的用CO2为工质，系统的工作压力很高。因此，目前热泵提供100℃的热量已经很困难了，要提供165℃的热量满足化工、造纸等某些工艺对高温热量的需求就更难了。所以，目前这些高温热量几乎都是由锅炉烧的蒸汽提供；
[0004] 另一方面，电厂、化工厂、造纸厂使用蒸汽又产生低压蒸汽，因此研究开发利用低压废蒸汽的热泵，可以获得工业上某些需要的高温热量有重要意义。例如，某化工厂有大量0.25-0.3 MPa的废蒸汽，而另外有单位又需要0.6-0.8 MPa 的蒸汽，如果采用蒸汽热泵就可能做到变废为宝；
[0005] 蒸汽热泵是蒸汽热泵系统的关键设备，依据蒸汽压缩机原理区分，目前采用的蒸汽压缩机主要有容积式：罗茨式压缩机、螺杆压缩机；离心式：多台串接式离心式压缩机、多级低速离心式鼓风机、单级高速离心式鼓风机、组装式压缩机等；离心式的蒸汽压缩机通过高速旋转的叶轮，转速通常在9000rmp以上，把机械能传输给高速流动的蒸汽，再通过气流减速而增加蒸汽压力，每级压缩增压比小，德国进口的蒸汽压缩机一般选择饱和蒸汽温度增加8℃；通常用于压缩饱和温度在80℃以下的蒸汽；国内的沈阳鼓风机厂、陕西鼓风机厂等已经介入生产此类离心式蒸汽压缩机，但是由于其需要钛合金以及加工难度等，还存在许多技术难题；另外，其压缩蒸汽量很大，适合与电厂配套项目使用；罗茨式的蒸汽压缩机，采用双哑铃转子转动，转速为980rmp-1450rmp之间，依靠哑铃转子每一凹入的曲面与气缸内壁组成工作容积，在转子回转过程中从吸气口带走气体，当移到排气口附近与排气口连通的瞬间，因为系统管路有较高压力的气体回流，这时工作容积中的压力突然升高，使蒸汽温度升高；两个转子依次交替工作，但是其体积流过小、单机效率低是其先天缺陷；从技术角度分析罗茨式蒸汽压缩机依靠两个转子之间严密控制的间隙实现密封，轮子往往加工精度要求较高，才能把漏气率降低到可接受的范围之内，而漏气率是与整体的效率成反比的；相同加工精度的离心压缩机漏气率更小，效率更高。从材质角度分析，罗茨压缩机滚子之间间隙很小，不宜采用不锈钢等；罗茨式蒸汽压缩机增压非连续性，在出气口有压力脉动，噪声大,并没有成为主流的蒸汽压缩机；
[0006] 制冷工质的螺杆压缩机和蒸汽螺杆膨胀机已经有商业应用了，应该说技术比较成熟；螺杆压缩机有单螺杆和双螺杆两种,其工作原理是属于容积压缩式,以双螺杆压缩机为例,利用螺旋凹槽、气缸内壁和两个螺杆凹凸近乎接触的封面，把从进气口吸热的气体，在两个螺杆相对转动中，两个螺杆凹凸近乎接触的封面往前推移，把气体压缩推进到出气口；由于两个螺杆转动平稳，气体压缩过程没有气体流速的过大变化，噪声小；双螺杆压缩机的原创性发明和一系列加工工艺的研究成功，使螺杆压缩机已经成为大型中央空调机的主力核心设备；螺杆压缩机能够在制冷领域成功应用，是因为专利工质运行中是带润滑油的，因此，两个螺杆凹凸近乎接触的封面之间和螺杆与气缸内壁面之间的微小间隙中被润滑油膜充填，所以基本不会产生被压缩的气体从压力高的腔室流到低压力的腔室去；蒸汽螺杆膨胀机应用式，虽然没有在蒸汽中添加润滑油，但是，设备运行中蒸汽膨胀、温度降低伴随有凝结水产生，这些凝结水既可以充当润滑油，又可以弥补螺杆与螺杆的近接触面和螺杆与气缸内壁之间的空隙，使气体膨胀过程的节流损失减少；
[0007] 把蒸汽膨胀螺杆机改造为蒸汽压缩机应用，工作情况发生根本变化，蒸汽压缩过程，气体温度升高，原来设计加工的螺杆与螺杆的近接触面和螺杆与气缸内壁之间的间隙，会因为螺杆材料的热膨胀而减小，如果温度过高控制不妥，还会出现摩擦烧蚀螺杆面的现象；特别是在超过100℃高温蒸汽的压缩、压缩比超过1.5到2.0，甚至更高压缩比时，设备不安全情况尤其突出；要使螺杆压缩机作为蒸汽压缩机正常使用，解决蒸汽压缩过程中，在满足一定压缩比前提下控制蒸汽温度和防止螺杆摩擦烧蚀是关键；目前，没有满足工厂要把蒸汽从0.3-0.4 MPa压缩到0.7-0.8 MPa的蒸汽压缩机，也未见相关研究报道。
发明内容
[0008] 为了解决回收较高废蒸汽的汽化潜热能，克服现有蒸汽压缩机不能适应较高温度和较高压缩比的不足，本发明提出的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，通过对蒸汽增压机的热力分析，建立喷水控温的理论依据和数据库，再通过智能测控系统，完成对系统的变动工况的实时检测和调控，达到安全增压的目的。
[0009] 技术方案
[0010] 一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，包括：螺杆蒸汽增压机，变频电动机，变频控制柜，自动喷水装置，智能调控系统，润滑油系统，冷却水系统，辅助系统；其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机是双螺杆蒸汽增压机，包括一对阴阳螺杆，气缸壳体、气缸壳体包裹的隔热层、轴承座、齿轮箱、联轴器；所述的变频电动机的电机轴，通过联轴器、齿轮箱带动一对阴阳螺杆相对转动；所述的自动喷水装置，包括增压水泵、补水罐、补水调节阀、喷嘴、文丘里喷管；所述的智能调控系统，包括变频控制柜、智能控制机柜、增压机进口蒸汽的温度、压力探头，增压机出口蒸汽的温度、压力探头和出口蒸汽流量计，油温探头，补水温度和压力探头，以及信号连接线，数据处理器可对整机系统的运行工况实时监控，主要监控对象是增压机进、出口蒸汽的温度、压力和润滑油的温度，防止超温超压和稳定输出压力，对故障有声光报警和记忆功能，根据进、出口蒸汽的压力变频调节螺杆转速；所述的润滑油系统，包括带油冷却器的润滑油箱、油泵、滤油器、分油器；所述的冷却水系统，是向气缸轴承座、润滑油冷却器提供30℃以下合格的工业冷却水的系统,包括冷却水的管路和阀门；所述的辅助系统，包括进、排汽管路、进汽阀、排汽电动调节阀、排汽单向阀、疏水阀；进汽口的管道安装在气缸壳体吸气端的下方，出汽口的管道安装在气缸壳体排汽端的上方；在进汽管道上安装有文丘里喷管，在进汽管道水平段的下侧安装有停机时排水用的疏水阀；出汽管道上安装有出汽电动调节阀、单向阀、出口蒸汽流量计；所述的自动补水装置的喷嘴安装在文丘里喷管的喉部前、文丘里喷管安装在进汽管内。
[0011] 所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：其允许的工作范围：进汽温度100-145℃，排汽温度120-185℃；进汽的压力 0.1-0.4MPa，排汽的压力0.6-0.9；压缩比1.5-3.0；具体型号可根据用户要求在此范围内具体设计。
[0012] 所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机的螺杆与螺杆之间的间隙 必须大于从室温 到最大工作温度 的两个螺杆径向膨胀量，具体计算式是：
[0013] （1）；
[0014] 式中 为两两个的轴心距，即相当于两个螺杆的半径；为螺杆材料的线膨胀系数，螺杆采用碳钢的材质。
[0015] 所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的智能调控系统是根据进、出口蒸汽的压力变频调节螺杆转速，更直接表述，是依据电机转速与进汽的密度成反比的原则进行调节，即
[0016] （2）。
[0017] 所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机防止螺杆超温的重要措施是智能自动补水；所述的智能自动补水是通过温度、压力探头的实际检测值，调用已经存储的蒸汽物性数据库和依据本发明推导的补水量计算式，通过自动补水装置的补水流量调节阀，调节补水量；根据蒸汽压缩比，补水方式分两种方式：在小时,采用单级补水方式控制蒸汽压缩温度；在 时，采用两级补水方式控制蒸汽压缩温度；
[0018] 所述的单级补水方式，即在进汽口一次补水的方式；理论上是假定理想等熵压缩过程，已知出口蒸汽为饱和蒸汽，反向推导计算起始压缩时进口蒸汽的干度 ，再根据起始压缩点的湿蒸汽干度 和进汽量 计算补水量 ；
[0019] 所述的双级补水方式，是分别在进汽口和压缩中间进行两次补水的方式；理论上进汽口的一次补水量，依据蒸汽等熵压缩到中间带补水口为饱和蒸汽的条件，计算进口蒸汽的干度 ，再根据干度 和进汽量 计算补水量 ；中间带的二次补水量，依据蒸汽等熵压缩到出口蒸汽为饱和蒸汽的条件，设计中间带二次压缩前蒸汽的干度 ，再根据干度和中间带蒸汽流量 ，计算二次的补水量 ；
[0020] （1）一次补水量具体计算步骤是：
[0021] （a）根据设计或测到的出口蒸汽压力 ，调用数据库查出饱和蒸汽的比熵值 ；
[0022] （b）根据等熵压缩假设，即 ，以及进口蒸汽的压力 ，调用数据库查出对应的饱和液体和饱和蒸汽的比熵 ；
[0023] （c）按下式计算进口蒸汽的干度
[0024] （3）；
[0025] （d）根据干度的定义计算单级补水方式的补水量，进口蒸汽的干度表示为[0026] （3a）
[0027] 式中， 分别为进口蒸汽所含的饱和水流量和饱和蒸汽流量，约定从蒸汽源获得的饱和蒸汽流量为基准流量，则补充的饱和水流量
[0028] （4）；
[0029] 单级补水方式的补水是依据进口蒸汽温度和压力调节制备的饱和水；
[0030] （e）如果增压机压缩过程的等熵效率为 ，会增加的压缩功，设定从点开始压缩，达到 的过热点 的比焓值为
[0031] （5）
[0032] 其中，
[0033] （6）
[0034] 由物性数据库查得
[0035] 过热点a温度 ，根据 ，由物性数据库查得；
[0036] 为了不发生过热情况，需要增补水量，
[0037] （7）
[0038] 的函数关系可以预先计算放在调用数据包内；
[0039] 一级补水方式，在等熵效率为 时的合计补水量为
[0040] （8）
[0041] （2）计算两级补水方式的一、二次补水量，首先约定进口、中间带和出口的蒸汽参数用下角标1、2、3表示，具体计算步骤是：
[0042] （a） 同式（3）；
[0043] （b） （9）；
[0044] （c）计算两级补水方式的一次补水量计算式与式（4）、（8）相同；
[0045] （d）计算两级补水方式的二次补水量, 时，
[0046] （10）；
[0047] 当 ，设定从 点开始压缩，达到 的过热点c, 参照式（7），二次增补水量为
[0048] （11）
[0049] 其中， （12）
[0050] 二级补水方式的二次补水，在等熵效率为 时的合计为
[0051] （13）
[0052] 两级补水方式的一次补水的温度要预热到进口蒸汽温度，二次补水的温度预热到中间带蒸汽的温度；所述的中间带蒸汽的压力，理论上应在式（14）的区间：
[0053] （14）
[0054] 两级补水方式的中间带是在气缸内壁长度方向的中间挖有一个补水圆环槽，二次补水的喷嘴对准中间带的圆环槽安装在气缸套上。
[0055] 所述的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，其特征是：所述的螺杆蒸汽增压机的在实际运行中，由于蒸汽源的压力波动、用户蒸汽使用量的波动会造成进口和出口的蒸汽压力波动，带来蒸汽压缩过程非等熵效率变动，所以要在按式（8）和式（13）补水的基础上，还需要根据实际测量的进行微调修正，具体操作方法是：根据测试的出口蒸汽压力、温度，例如一级补水方式的 和数据库中查出对应 的饱和蒸汽温度 ，再根据温差的大小和变动速率，对补水量进行反向微调。
[0056] 本发明的创新贡献：
[0057] （1）本发明设计了一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，主要性能指标：压缩进汽100-145℃，排汽达到120-185℃；压力工作范围：进汽0.1-0.4MPa；压缩比范围1.5-3.0；弥补了国内高温高压缩比蒸汽增压机的空白，使某些工厂有高于100℃和0.2-0.3MPa压力无用的废蒸汽，通过本发明的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，可以使出口蒸汽压力达到
0.7-0.9MPa，恢复蒸汽工业使用价值或外售，比用燃油或燃气制备工业用蒸汽方法节约数倍成本，社会减少了能源消耗和环境污染，一举多方收益；
[0058] （2）本发明给出了蒸汽增压机的螺杆近接触面之间间隙的最小值，为把螺杆膨胀机改造为增压机提供了基本保障；
[0059] （3）本发明提出了两种补水方式，推导出了补水量的计算式，为智能补水的具体操作找到了理论依据，此外，还给出了实际工况的自动补水操作方法，解决了高温高压缩比蒸汽增压机在蒸汽压缩过程易发生设备烧蚀故障的问题，并能减少泄漏损失；智能自动补水技术是本发明的关键点；
[0060] （4）给出了变频调速的计算式，改善了因为进汽压力不稳定带来的输汽量不稳定的问题。
[0061] （5）本发明的一种智能调控双螺杆蒸汽增压机已经试制出样机，证明设计理念和具体技术可行。
[0062] 本发明的应用背景明确，设计科学，系统清楚，关键技术都做了交代和较详细的描述，提供了计算式，具有重大的创新性、明显的先进性和切实的实用性。因此，要尽快给授予本发明专利，以便尽快实施，为企业和社会带来效益。
附图说明
[0063] 图1是本发明实施例1，一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备的系统构成示意图。
[0064] 图2是本发明实施例1，一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备的系统正视示意图。
[0065] 图3是本发明实施例1，一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备的螺杆蒸汽增压机的结构组成示意图。
[0066] 图4是本发明实施例1，一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备的单级补水确定干度的T-s说明示意图。
[0067] 图5是一种智能调控双螺杆蒸汽增压机的两级补水方式确定干度 和 的T-s说明示意图。。
具体实施方式
[0068] 实施例1的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备基本构成由图1、2、3说明；如图1、2所示，本发明的一种智能调控双螺杆蒸汽增压设备，包括：螺杆蒸汽增压机1，变频电动机3，变频控制柜4，自动喷水装置，智能调控系统，润滑油系统9，冷却水系统6，以及辅助系统所包括的进汽口7、出汽口11、排汽电动调节阀10；所述的螺杆蒸汽增压机是双螺杆蒸汽增压机1，如图3所示，包括一对阴阳螺杆20、21，气缸壳体22、气缸壳体包裹的隔热层23、两个螺杆的4个轴承座24、齿轮箱2、联轴器25；变频电动机的电机轴，通过联轴器、齿轮箱带动一对阴阳螺杆相对转动；进汽口的管道安装在气缸壳体吸气端的下方，出汽口的管道安装在气缸壳体排汽端的上方；在进汽管道上安装有文丘里喷管16，在进汽管道和停机时排水用的疏水阀19；出汽管道上安装有出汽电动调节阀10、单向阀17、出口蒸汽流量计18；所述的自动喷水装置，参看图2，包括增压水泵12、补水罐13、补水调节阀14、喷嘴15、文丘里喷管16；所述的智能调控系统，包括：变频控制柜4、智能控制机柜5、增压机进口蒸汽的温度、压力探头T1、P1，增压机出口蒸汽的温度、压力探头T2、P2和出口蒸汽流量计18，油温探头T3，补水温度T4和压力探头P4，以及信号连接线，数据处理器可对整机系统的运行工况实时监控，主要监控对象是增压机进、出口蒸汽的温度、压力和润滑油的温度，防止超温超压和稳定输出压力，对故障有声光报警和记忆功能；所述的润滑油系统，包括带油冷却器的润滑油箱25、油泵13、滤油器、分油器；所述的冷却水系统，是向气缸轴承座、润滑油冷却器提供30℃以下合格的工业冷却水的系统；
[0069] 实施例的一种智能调控双螺杆蒸汽增压机，技术设计参数如下：
[0070] 初始蒸汽参数：饱和蒸汽压力 ，额定进汽温度 ，蒸汽干度 ，蒸汽量 ；
[0071] 压缩后蒸汽参数：压缩后蒸汽压力 ，温度 ，蒸汽干度；
[0072] 双螺杆蒸汽增压机组配置，配备变频电动机、变频控制柜；
[0073] 螺杆转速：2500-3500 r/min；电机功率：250-350 kW，配套350 kW(可调)；主机重量：1400 kg；整机重量：4000 kg；进汽管：管径200毫米，配主通径200毫米进汽阀；出汽管：管径100毫米，配套通径100毫米排汽电动调节阀和通径100毫米的单向阀；
[0074] 所述的润滑油系统，采用循环润滑方式，系统由：油箱（与底座一体）、油冷器、滤油器、油泵、分油器、润滑油管路等组成；油泵选用三螺杆泵，可在长时期内进行高速运转；
[0075] 精油滤油器采用双筒滤油器；润滑油选用N46透平油，在较高的工作温度下具有良好的抗乳化抗氧化性，油压控制在0.1-0.3MPa；
[0076] 循环冷却水流量：3t/h，供水压力：0.1-0.5MPa；
[0077] 螺杆近接触面间隙设计：根据式（1）
[0078] 毫米；
[0079] 螺杆轴间距 毫米，碳钢在20-200 ℃时的线膨胀系数 毫米/℃，设计最高温度为200℃；上述计算表明，蒸汽螺杆压缩机由于热膨胀的原因，近接触面在低温压缩时间隙大，输汽效率低；补水的作用，除了为防止螺杆过热外，在运行初期没有汽化的水分会充填间隙，减少从高压腔室泄漏到低压腔室的损失；
[0080] 实施例1的一种智能调控双螺杆蒸汽增压机是采用单级补水方式，图4是单级补水确定干度 的T-s说明示意图；
[0081] 实施例1的蒸汽压力 ,
[0082] （a）查蒸汽物性表得饱和蒸汽的比熵值
[0083] ；
[0084] （b）根据等熵压缩假设，即 ，以及进口蒸汽的压力 ,调用数据库查出对应的饱和液体和饱和蒸汽的比熵 ；
[0085] （c）按下式计算进口蒸汽的干度
[0086] （3）；
[0087] （d）根据干度的定义计算单级补水方式的补水量，进口蒸汽的干度表示为[0088] （3a）
[0089] 式中， 分别为进口蒸汽所含的饱和水流量和饱和蒸汽流量，约定从蒸汽源获得的饱和蒸汽流量 为基准流量，则补充的饱和水流量为
[0090] （4）；
[0091] 单级补水方式的补水是依据进口蒸汽温度和压力调节制备的饱和水；
[0092] (e)如果增压机压缩过程的等熵效率的 开始压缩，达到 MPa时的比焓值为
[0093]
[0094] 查物性库， ；
[0095] ，查得 MPa时过热蒸汽温度，超过设计最高的限定温度200℃。
[0096] 为了不发生过热情况需要增补水量，
[0097] （7）
[0098] 一级补水方式，在等熵效率为 时的合计补水量为
[0099] （8）
[0100] 由此可见，非等熵压缩补水量是很大的；增压机的等熵效率要依据实验测定获得，在智能控制上可以制作增补水量与等熵率的关系表或拟合式，再控制增补水量；在实际运行时，按照设计的补水量，和实际测量的出口蒸汽压力、温度 以及数据库中查出对应的饱和蒸汽温度 ，再根据温差 的大小和变动速率，对补水量进行正比例微调。
[0101] 图3的虚线 ，在相同的 和 时， ，严重威胁增压机的安全；为了使出口蒸汽保持在饱和蒸汽状态，需要补水量为需要补水量[0102]
[0103] 这说明采取的从 点开始压缩的补水方式的好处。
[0104] 图5是一种智能调控双螺杆蒸汽增压机的两级补水方式确定干度 和 的T-s说明示意图。鉴于这种图4分析效果，在高压缩比的情况，应当采用如图5所示的两级补水方式；
[0105] 可以使增压机维持安全温度又减少补水消耗的能量；图4中d点的温度 显然高于c点的温度 。
