專利名稱:凝汽器抽真空系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凝汽器抽真空系統(tǒng)，包括與凝汽器出氣口連接的抽氣管路，抽氣管路上并聯(lián)有兩臺水環(huán)真空泵組，抽氣管路上還并聯(lián)有由羅茨泵、冷凝器、水環(huán)真空泵、汽水分離器通過管路連接形成的真空維持裝置；羅茨泵的進氣口通過進氣管與抽氣管路連通，進氣管上設(shè)有控制管路通斷的控制閥，冷凝器與羅茨泵通過管路連通，羅茨泵的出氣口與水環(huán)真空泵的進氣口通過管路連通，水環(huán)真空泵的出氣口通過管路與汽水分離器的進氣口連通，汽水分離器的出氣口通過管路與大氣連通。
【專利說明】凝汽器抽真空系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種節(jié)能高效真空裝置，特別是涉及一種應(yīng)用于火電廠凝汽器抽真空系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)電廠中，真空度對發(fā)電煤耗影響較大。以300-330麗機組為例，真空每提高lKpa，對應(yīng)的發(fā)電煤耗節(jié)省2.6g/kWh。
[0003]常規(guī)汽輪發(fā)電機裝設(shè)兩臺大功率水環(huán)真空泵組，每臺水環(huán)真空泵組的前級管路與凝汽器出氣口連通，水環(huán)真空泵組包括先后通過管路連接的手動閥、電動閥、水環(huán)真空泵、冷凝器、汽水分離器，出氣由與汽水分離器排氣口連接的排氣管路排出。水環(huán)真空泵組作用是建立汽輪機的工作要求的背壓，保證汽輪機的正常工作。兩臺水環(huán)真空泵組一是在發(fā)電機組啟動初期兩臺同時運行快速建立真空，時間一般為30分鐘；二是機組正常運行后，兩臺機組關(guān)閉一臺，另一臺工作，形成兩臺機組的一開一備狀態(tài)，當夏季循環(huán)水溫過高或冬季高背壓供熱時可能會再次兩臺機組同時投入使用，此種抽真空系統(tǒng)耗能大。
[0004]現(xiàn)在火電廠真空泵運行特點及狀況體現(xiàn)為:常用的抽真空設(shè)備是射水泵和水環(huán)真空泵，前者逐漸被后者所替代。水環(huán)真空泵的性能與所抽吸氣體的狀態(tài)(壓力、溫度)和工作液的溫度等有關(guān)。同時運行中受到“極限抽吸壓力”的影響，容易在葉輪表面發(fā)生局部水錘現(xiàn)象，運行噪音很大且會使葉片產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，長時間運行易導(dǎo)致葉片的斷裂，威脅機組的安全運行。
[0005]工作液溫度對水環(huán)真空泵的性能影響較大，高水溫工況下，其抽氣性能快速下降80-90%，甚至在某入口壓力下抽氣量為零。這就是為什么有些機組在夏天需啟動兩臺水環(huán)真空泵來維持凝汽器真空的原因。另外由于工作液溫度的上升，對水環(huán)式真空泵長期運行極為不利，造成以下后果:
[0006]( I)破壞真空，降低機組經(jīng)濟性
[0007]隨著工作液溫度升高，對應(yīng)的飽和壓力不斷升高，比如30 °C的汽化壓力為
4.241kpa，40°C的汽化壓力為7.25kpa，當水環(huán)真空泵抽吸壓力小于或等于工作液溫對應(yīng)的飽和壓力時，將使部分工作液汽化，水環(huán)真空泵因抽吸自身工質(zhì)汽化產(chǎn)生的氣體擠占水環(huán)真空泵抽氣量造成水環(huán)真空泵出力嚴重不足，不凝性氣體將造成傳熱惡化并在凝汽器內(nèi)積聚破壞凝汽器真空，水蒸氣中質(zhì)量含量占1%的空氣能使表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)降低60%，從而降低機組經(jīng)濟性。
[0008](2)水環(huán)真空泵汽蝕
[0009]水環(huán)真空泵在運轉(zhuǎn)中，若局部區(qū)域工作液的絕對壓力降低到當時溫度下的工作液汽化壓力時，工作液便在該處開始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽形成氣泡，當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)過葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以致破裂。在水環(huán)真空泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是真空泵中的汽蝕過程。金屬表面出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象，嚴重時會出現(xiàn)蜂窩狀損壞，如果水環(huán)真空泵葉輪在汽蝕部位有較大的殘余應(yīng)力，還會引起應(yīng)力釋放，產(chǎn)生裂紋，嚴重影響設(shè)備安全高效運行。
[0010](3)真空設(shè)備的噪聲大
[0011]由于需要快速建立真空，因此需要的電機功率較大，以300麗機組為例，需160KW的電機，長時間運轉(zhuǎn)，其噪聲遠超設(shè)定的分貝值(小于等于85dB)。
[0012]通過上述的不良后果分析，建立火電、熱電等電力生產(chǎn)用戶和新型行業(yè)生產(chǎn)標準是勢在必需，采取有效的節(jié)能高效真空設(shè)備達成原生產(chǎn)模式和工藝流程的改良和優(yōu)化提升，是本行業(yè)現(xiàn)有需求應(yīng)用的缺口和技術(shù)實施的突破口。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種當發(fā)電機組正常運行后可進一步提高真空度，并降低能耗的凝汽器抽真空系統(tǒng)。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括與凝汽器出氣口連接的抽氣管路，所述抽氣管路上并聯(lián)有兩臺水環(huán)真空泵組，其特征是所述抽氣管路上還并聯(lián)有由羅茨泵、冷凝器、水環(huán)真空泵、汽水分離器通過管路連接形成的真空維持裝置；所述羅茨泵的進氣口通過進氣管與抽氣管路連通，所述進氣管上設(shè)有控制管路通斷的控制閥，所述冷凝器與羅茨泵通過管路連通，所述羅茨泵的出氣口與水環(huán)真空泵的進氣口通過管路連通，所述水環(huán)真空泵的出氣口通過管路與汽水分離器的進氣口連通，所述汽水分離器的出氣口通過管路與大氣連通。
[0015]所述控制閥包括在進氣管上串聯(lián)設(shè)置的手動閥和電動閥。
[0016]所述進氣管上設(shè)有與電動閥并聯(lián)設(shè)置的壓差開關(guān)，所述壓差開關(guān)的信號輸出端與電動閥的控制端均與控制電路電連接。
[0017]所述羅茨泵為二級羅茨泵，所述冷凝器設(shè)有兩個冷凝室，所述羅茨泵的一級出氣口通過管路與冷凝器的一級進氣口連通，所述冷凝器第一排氣口通過管路分別與羅茨泵的一級氣冷口和二級進氣口連通，所述羅茨泵的二級出氣口通過管路與冷凝器的二級進氣口連通，所述冷凝器的第二排氣口通過管路分別與羅茨泵的二級氣冷口和水環(huán)真空泵的進氣口連通。
[0018]所述冷凝器第二排氣口與水環(huán)真空泵進氣口之間的管路上設(shè)有回止閥。
[0019]所述汽水分離器冷凝水排出口與水環(huán)真空泵進水口之間設(shè)有回流管路。
[0020]所述回流管路上設(shè)有板式散熱器。
[0021]所述管路均使用無縫管制成。
[0022]采用上述結(jié)構(gòu)后，通過在原有抽氣管路上并聯(lián)設(shè)置真空維持裝置，在機組正常運行后，將原有兩組水環(huán)真空泵關(guān)閉并切換到真空維持裝置，由于真空維持裝置功率小，不但能維持其原真空值，還會進一步提高真空度，節(jié)省能耗，增加了社會效益。

【附圖說明】

[0023]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0024]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，凝汽器抽真空系統(tǒng)包括與凝汽器I出氣口連接的抽氣管路2，抽氣管路2上并聯(lián)有兩臺水環(huán)真空泵組6，水環(huán)真空泵組的具體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。抽氣管路2上還并聯(lián)有由羅茨泵7、冷凝器8、水環(huán)真空泵10、汽水分離器11通過管路連接形成的真空維持裝置。
[0026]本實施例中羅茨泵7選用二級羅茨泵，冷凝器8也選用具有兩個冷凝室的冷凝器8，冷凝器8與旁路冷卻水管連接。為控制羅茨泵殼體的溫度，羅茨泵殼體與冷卻水管連接對羅茨泵殼體進行冷卻。羅茨泵7的一級進氣口 76通過進氣管3與抽氣管路2連通，進氣管3上設(shè)有控制管路通斷的控制閥，控制閥包括在進氣管3上串聯(lián)設(shè)置的手動閥4和電動閥5，手動閥4作用為長時間不用時手動關(guān)閉此閥，確保管路的安全，當設(shè)備正常運行時，手動閥4為常開狀態(tài)，進氣管3上設(shè)有壓差開關(guān)13，壓差開關(guān)13的信號輸出端與電動閥5的控制端均與控制電路電連接，壓差開關(guān)13的前管和后管分別連接在電動閥5兩側(cè)的進氣管3上，當后管比前管氣壓低于一定氣壓時，壓差開關(guān)13輸出信號至控制電路，控制電路控制電動閥5開啟，電動閥5的設(shè)置可快速自動開啟、關(guān)停進氣管3路，提高可控性。控制電路的具體電路結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可將本實用新型使用DCS控制系統(tǒng)進行遠程控制，提高自動化水平，提高工作效率。
[0027]羅茨泵7的一級出氣口 71通過管路與冷凝器8的一級進氣口 81連通，冷凝器8第一排氣口 82通過管路分別與羅茨泵7的一級氣冷口 72和二級進氣口 73連通，羅茨泵7的二級出氣口 74通過管路與冷凝器8的二級進氣口 83連通，冷凝器8的第二排氣口 84通過管路分別與羅茨泵7的二級氣冷口 75和水環(huán)真空泵10的進氣口連通，冷凝器8第二排氣口 84與水環(huán)真空泵10進氣口之間的管路上設(shè)有回止閥9，防止汽水倒吸，水環(huán)真空泵10的出氣口通過管路與汽水分離器11的進氣口連通，汽水分離器11的出氣口通過管路與大氣連通，汽水分離器11冷凝水排出口與水環(huán)真空泵進水口之間設(shè)有回流管路14。本實用新型還可根據(jù)具體凝汽器抽真空要求選取其他類型的羅茨泵和冷凝器，羅茨泵不同，冷凝器與羅茨泵連接的管路也會隨之不同，具體連接管路現(xiàn)有技術(shù)人員根據(jù)工藝要求和設(shè)備情況不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可完成設(shè)計，所以在此不一一贅述各種羅茨泵與冷凝器的連接結(jié)構(gòu)。
[0028]發(fā)電機組啟動初期兩臺水環(huán)真空泵10組同時運行快速建立真空后，通過手動或自動切換至真空維持裝置，氣體經(jīng)進氣管3進入羅茨泵7經(jīng)一級壓縮后，經(jīng)羅茨泵7的一級出氣口 71進入冷凝器8的第一個冷凝室，經(jīng)過冷凝后的氣體從冷凝器8第一排氣口 82輸出，部分氣體經(jīng)管路送至羅茨泵7的一級氣冷口 72，用于冷卻從羅茨泵7—級進氣口 76進來的氣體；剩余部分氣體經(jīng)管路送至羅茨泵7的二級進氣口 73，經(jīng)過羅茨泵7 二級壓縮后進入冷凝器8的第二個冷凝室，此次冷卻后的氣體，部分經(jīng)管路送至羅茨泵7的二級氣冷口75，用于冷卻從羅茨泵7 二級進風(fēng)口 73進來的氣體，剩余部分氣體經(jīng)管路進入水環(huán)真空泵10，氣體從水環(huán)真空泵10出氣口經(jīng)管路進入汽水分離器11，氣體從汽水分離器11的排氣口排至大氣中，水汽冷凝成冷凝水經(jīng)回流管路流至水環(huán)真空泵10中循環(huán)使用。為控制冷凝水的水溫，回流管路14上設(shè)有板式散熱器12，板式散熱器12與旁路冷卻水管連接，以此降低汽水分離器11與水環(huán)真空泵10中循環(huán)水的溫度，達到降低水溫的作用。
[0029]本真空裝置中所用管路均使用無縫管制成，保證本實用新型的安全性、穩(wěn)定性。為使本實用新型在高真空下運行時有良好的防汽蝕能力，所用葉輪、圓盤均采用不銹鋼材質(zhì)制成。
[0030]本實用新型使用羅茨泵7能極好的維持并提高真空值，執(zhí)行效率大幅提高，所抽吸的氣體大部分是水蒸汽，通過把水蒸汽冷凝，達到減少水環(huán)真空泵10壓縮氣體總負荷。真空維持裝置功率小，在正常運行中，通過以小帶大的方式達到節(jié)能目的，大大降低了能耗，相對于原機配置的抽真空設(shè)備節(jié)能達80%。真空維持裝置具有自吸力，無須另加增壓泵即可保證工作液的內(nèi)部循環(huán)，其抽氣性能也不受工作液溫度制約，相對提高凝汽器I真空。真空維持裝置占地面積小，運行平穩(wěn)，噪聲大幅減小，可靠性高，設(shè)備維護成本低。
[0031]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型。前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。但凡在本實用新型的發(fā)明構(gòu)思范圍之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種凝汽器抽真空系統(tǒng)，包括與凝汽器(I)出氣口連接的抽氣管路(2)，所述抽氣管路上并聯(lián)有兩臺水環(huán)真空泵組(6)，其特征是所述抽氣管路(2)上還并聯(lián)有由羅茨泵(7)、冷凝器(8)、水環(huán)真空泵(10)、汽水分離器(11)通過管路連接形成的真空維持裝置；所述羅茨泵(7)的進氣口通過進氣管(3)與抽氣管路(2)連通，所述進氣管(3)上設(shè)有控制管路通斷的控制閥，所述冷凝器(8)與羅茨泵(7)通過管路連通，所述羅茨泵(7)的出氣口與水環(huán)真空泵(10)的進氣口通過管路連通，所述水環(huán)真空泵(10)的出氣口通過管路與汽水分離器(11)的進氣口連通，所述汽水分離器(11)的出氣口通過管路與大氣連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述控制閥包括在進氣管(3)上串聯(lián)設(shè)置的手動閥(4)和電動閥(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述進氣管(3)上設(shè)有與電動閥(5)并聯(lián)設(shè)置的壓差開關(guān)(13)，所述壓差開關(guān)(13)的信號輸出端與電動閥的控制端均與控制電路電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述羅茨泵(7)為二級羅茨泵，所述冷凝器(8)設(shè)有兩個冷凝室，所述羅茨泵(7)的一級出氣口通過管路與冷凝器(8)的一級進氣口連通，所述冷凝器(8)第一排氣口通過管路分別與羅茨泵(7)的一級氣冷口和二級進氣口連通，所述羅茨泵(7)的二級出氣口通過管路與冷凝器(8)的二級進氣口連通，所述冷凝器(8)的第二排氣口通過管路分別與羅茨泵(7)的二級氣冷口和水環(huán)真空泵(10)的進氣口連通。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述冷凝器(8)第二排氣口與水環(huán)真空泵(10)進氣口之間的管路上設(shè)有回止閥(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述汽水分離器(11)冷凝水排出口與水環(huán)真空泵進水口之間設(shè)有回流管路(14)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述回流管路(14)上設(shè)有板式散熱器(12)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凝汽器抽真空系統(tǒng)，其特征是所述管路均使用無縫管制成。
【文檔編號】F28B9-10GK204286142SQ201420774927
【發(fā)明者】孫業(yè)強, 孫寶強, 于波 [申請人]山東盛強電力節(jié)能設(shè)備有限公司