一種三級羅茨?水環智能變頻控制真空系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種三級羅茨?水環智能變頻控制真空系統，包括第一級大壓差羅茨機械真空泵、第二級大壓差羅茨機械真空泵、以及牽引液環泵，所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵都配備了變頻電機、變頻器和排氣口冷凝器，所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵的入口端設置壓力變送器，所述壓力變送器和變頻器均與控制柜連接，通過每一級的壓力變送器給出的壓力反饋值，利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值。本實用新型專利技術利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值，使得第一級羅茨機械真空泵、第二級羅茨機械真空泵的壓差均衡和安全運行。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及的是火電廠凝汽器抽真空節能系統的一種三級羅茨-水環智能變頻控制真空系統。
技術介紹
在火力發電廠中，凝汽器真空對發電煤耗影響較大。以300-330MW機組為例，真空每提高1Kpa，對應的發電煤耗下降2.6g/kWh。目前電廠常用的抽真空設備是射水泵和水環泵，前者逐漸被后者所替代。水環真空泵的性能與所抽吸氣體的狀態（壓力、溫度）和工作液的溫度等有關。同時運行中受到“極限抽吸壓力”的影響，容易在葉輪表面發生局部水錘現象，運行噪音很大且會使葉片產生很大的拉應力，長時間運行易導致葉片的斷裂，威脅機組的安全運行。由于工作液溫度對水環泵的性能影響較大。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0，這就是為什么有些機組在夏天需啟動兩臺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，對水環式真空泵長期運行極為不利，造成以下后果：1、破壞真空，降低機組經濟性:隨著工作液溫度升高，對應的飽和壓力不斷升高，比如30℃的汽化壓力為4.241kPa，40℃的汽化壓力為7.35kPa，當水環真空泵抽吸壓力小于或等于工作液溫對應的飽和壓力時，將使部分工作液汽化，真空泵因抽吸自身工質汽化產生的氣體擠占真空泵抽氣量造成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積聚破壞凝汽器真空，水蒸氣中質量含量占1%的空氣能使表面傳熱系數降低60%，從而降低機組經濟性。2、水環真空泵汽蝕:真空泵在運轉中，若局部區域工作液的絕對壓力降低到當時溫度下的工作液氣化壓力時，工作液便在該處開始氣化，產生大量蒸汽形成氣泡，當含有大量氣泡的液體向前經葉輪內的高壓區時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以致破裂。在真空泵中產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。金屬表面出現點蝕現象，嚴重時會出現蜂窩狀損壞，如果真空泵葉輪在汽蝕部位有較大的殘余應力，還會引起應力釋放，產生裂紋，嚴重影響設備安全高效運行。目前提高真空泵性能可能采用的新技術主要有四種：1、增裝制冷裝置降低工作液的溫度，達到提高真空泵的抽氣性能，即提高其抽氣量和極限真空值，從而達到提高凝汽器系統真空的目的。但由于電廠使用的是循環水冷卻塔，并非采用制冷劑得到冷凍水，因此到夏天時，循環水溫度一般在30°~35°左右，即使增加換熱器的換熱面積或增加新鮮循環水補充量也不能有效的降低工作液的溫度。若是采用制冷設備得到低于常溫的冷凍水需要耗用更多的耗能，不利于節能。因此該技術不適合大規模的推廣和適用。2、加裝大氣噴射器大氣噴射器是配置在水環式真空泵的進口管道上的一個前置射氣抽氣器，它的一端開口朝向大氣，利用真空泵負壓與大氣壓形成壓差而產生的空氣射流，在噴射器內獲得比真空泵更低的抽吸壓力，從而消除真空泵“極限抽吸壓力”對凝汽器壓力改善的限制。但這種技術雖然解決了真空泵的極限壓力及汽蝕問題，但卻降低了抽氣量，同時增加了電能消耗，這表現在有些電廠采用這種技術改造后，因抽氣量降低無法單泵維持真空，而被迫啟用兩臺真空泵，能耗直接增加了100%。3、使用羅茨氣冷泵配備液環泵真空裝置此技術是使用兩級羅茨氣冷泵配備液環泵真空裝置在火電廠凝汽器抽真空系統的應用，由于在實際正常運行中，汽輪機啟動初期需要快速建立真空，要求在30min內達到機組啟動要求，此時需要很大的抽氣量，則是利用大抽氣量的液環泵來實現，到穩定后，主要的真空度是由凝汽器對水蒸氣的冷凝獲得，但要達到指定的真空度，則還需要抽吸少量的不凝性氣體（主要是空氣）。因此利用羅茨氣冷泵滿足較大壓差，利用單級液環泵作為前級牽引泵，通過以小代大的方式達到節能目的。但由于羅茨氣冷泵原理是氣體冷卻后循環壓縮，使得該泵的實際運行效率比較低（壓縮排出的氣體冷卻后部分需要要返回到該泵腔內與吸入的氣體進行混合，造成較大的返流，同時由于滿足較大的壓差和密封，往往采用的三葉羅茨，實際的運行效率就不超過40%，而普通的羅茨真空泵的效率一般可以達到50%，我方提供的羅茨真空泵則最高可以達到53%的效率），耗能相對比較高，占地面積較大。4、使用三級羅茨-雙級水環泵智能變頻控制真空系統此技術是使用一種高效真空泵組在火電廠凝汽器抽真空系統的應用，該工藝與使用羅茨氣冷泵配備液環泵真空裝置的工藝是相似的，但節能量達到90%，相比使用羅茨氣冷泵配備液環泵真空裝置還可以提高15%-20%的節能，占地面積只有該工藝的70%，同時可以在夏天高水溫工況下提高凝汽器的真空（在相同工況下與常規水環泵相比），因此采用一種三級羅茨-水環智能變頻控制真空系統可以更加的適合原有火電廠凝汽器抽真空系統的應用的技術改造。
技術實現思路
本技術的目的是提供用于火電廠凝汽器抽真空節能系統的一種三級羅茨-水環智能變頻控制真空系統，通過每一級的壓力變送器給出的壓力反饋值，利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值，使得第一級羅茨機械真空泵、第二級羅茨機械真空泵的壓差均衡和安全運行。為了實現上述目的，本技術的技術方案為：一種三級羅茨-水環智能變頻控制真空系統，包括第一級大壓差羅茨機械真空泵、第二級大壓差羅茨機械真空泵、以及前級牽引泵，其特征在于所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵都配備了變頻電機、變頻器和排氣口冷卻器，所述第一級羅茨機械真空泵入口端和第二級羅茨機械真空泵的出口端設置壓力變送器，所述壓力變送器和變頻器均與控制柜連接，通過每一級的壓力變送器給出的壓力反饋值，利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值，所述旁通管道連接第一級羅茨機械真空泵排氣口和第二級羅茨機械真空泵排氣口。根據本技術的優選實施例，所述前級牽引泵采用雙級液環泵。根據本技術的優選實施例，每一級羅茨機械真空泵排氣腔均設置有溫度變送器，所述溫度變送器與控制柜連接。根據本技術的優選實施例，每一級羅茨機械真空泵的排氣腔設置有螺旋式翅片盤管排氣口冷卻裝置，每一級羅茨機械真空泵的排氣口設置有排氣口高效換熱器。根據本技術的優選實施例，所述雙級液環泵的進氣口與第二級羅茨機械真空泵排氣口冷卻器連接，所述雙級液環泵的出氣口與汽水分離器連接，所述汽水分離器的頂部設置排放口，所述汽水分離器通過循環液換熱器回流至雙級液環泵。本技術與現有的氣冷式羅茨泵配備單級液環泵組成的真空系統最大的區別就是，利用兩臺羅茨機械真空泵，通過每一級的壓力變送器給出的壓力反饋值，利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值，使得第一級羅茨機械真空泵、第二級羅茨機械真空泵的壓差均衡和安全運行，從而實現了原有系統一臺氣冷式羅茨機械真空泵需要克服的壓差。這里的溫度變送器作為羅茨機械真空泵的安全檢測，避免出現過載過熱，以至于出現內部機械轉動部件卡死和抱死故障，使得整個真空系統為最安全狀態。本技術的另一優點在于在循環冷卻水溫度變化時節能效果更佳明顯。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。圖3為圖1的后視圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本技術作出詳細說明。圖中包括第一級羅茨機械真空泵1，第二級羅茨機械真空泵2，前級牽引泵雙級液環泵3，第二級羅茨機械真空泵排氣口本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三級羅茨?水環智能變頻控制真空系統，包括第一級大壓差羅茨機械真空泵、第二級大壓差羅茨機械真空泵、以及牽引液環泵，其特征在于所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵都配備了變頻電機、變頻器和排氣口冷凝器，所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵的入口端設置壓力變送器，所述壓力變送器和變頻器均與控制柜連接，通過每一級的壓力變送器給出的壓力反饋值，利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值。

【技術特征摘要】
1.一種三級羅茨-水環智能變頻控制真空系統，包括第一級大壓差羅茨機械真空泵、第二級大壓差羅茨機械真空泵、以及牽引液環泵，其特征在于所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵都配備了變頻電機、變頻器和排氣口冷凝器，所述第一級羅茨機械真空泵和第二級羅茨機械真空泵的入口端設置壓力變送器，所述壓力變送器和變頻器均與控制柜連接，通過每一級的壓力變送器給出的壓力反饋值，利用變頻器對羅茨機械真空泵的轉速進行分別調速，并利用旁通管道進行調節壓力差值。2.如權利要求1所述的三級羅茨-水環智能變頻控制真空系統，其特征在于，牽引液環泵采用雙級液環泵。3.如權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：瀟然，榮易，吳彬，
申請(專利權)人：上海伊萊茨真空技術有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31