一种三级罗茨‑水环智能变频控制真空系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种三级罗茨‑水环智能变频控制真空系统，包括第一级大压差罗茨机械真空泵、第二级大压差罗茨机械真空泵、以及牵引液环泵，所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵都配备了变频电机、变频器和排气口冷凝器，所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵的入口端设置压力变送器，所述压力变送器和变频器均与控制柜连接，通过每一级的压力变送器给出的压力反馈值，利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值。本实用新型专利技术利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值，使得第一级罗茨机械真空泵、第二级罗茨机械真空泵的压差均衡和安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是火电厂凝汽器抽真空节能系统的一种三级罗茨-水环智能变频控制真空系统。
技术介绍
在火力发电厂中，凝汽器真空对发电煤耗影响较大。以300-330MW机组为例，真空每提高1Kpa，对应的发电煤耗下降2.6g/kWh。目前电厂常用的抽真空设备是射水泵和水环泵，前者逐渐被后者所替代。水环真空泵的性能与所抽吸气体的状态（压力、温度）和工作液的温度等有关。同时运行中受到“极限抽吸压力”的影响，容易在叶轮表面发生局部水锤现象，运行噪音很大且会使叶片产生很大的拉应力，长时间运行易导致叶片的断裂，威胁机组的安全运行。由于工作液温度对水环泵的性能影响较大。高水温工况下，其抽气性能快速下降80%~90%，甚至在某入口压力下抽气量为0，这就是为什么有些机组在夏天需启动两台真空泵来维持凝汽器真空的原因。另外由于工作液温度的上升，对水环式真空泵长期运行极为不利，造成以下后果：1、破坏真空，降低机组经济性:随着工作液温度升高，对应的饱和压力不断升高，比如30℃的汽化压力为4.241kPa，40℃的汽化压力为7.35kPa，当水环真空泵抽吸压力小于或等于工作液温对应的饱和压力时，将使部分工作液汽化，真空泵因抽吸自身工质汽化产生的气体挤占真空泵抽气量造成真空泵出力严重不足，不凝性气体将造成传热恶化并在凝汽器内积聚破坏凝汽器真空，水蒸气中质量含量占1%的空气能使表面传热系数降低60%，从而降低机组经济性。2、水环真空泵汽蚀:真空泵在运转中，若局部区域工作液的绝对压力降低到当时温度下的工作液气化压力时，工作液便在该处开始气化，产生大量蒸汽形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以致破裂。在真空泵中产生气泡和气泡破裂使过流部件遭受到破坏的过程就是真空泵中的汽蚀过程。金属表面出现点蚀现象，严重时会出现蜂窝状损坏，如果真空泵叶轮在汽蚀部位有较大的残余应力，还会引起应力释放，产生裂纹，严重影响设备安全高效运行。目前提高真空泵性能可能采用的新技术主要有四种：1、增装制冷装置降低工作液的温度，达到提高真空泵的抽气性能，即提高其抽气量和极限真空值，从而达到提高凝汽器系统真空的目的。但由于电厂使用的是循环水冷却塔，并非采用制冷剂得到冷冻水，因此到夏天时，循环水温度一般在30°~35°左右，即使增加换热器的换热面积或增加新鲜循环水补充量也不能有效的降低工作液的温度。若是采用制冷设备得到低于常温的冷冻水需要耗用更多的耗能，不利于节能。因此该技术不适合大规模的推广和适用。2、加装大气喷射器大气喷射器是配置在水环式真空泵的进口管道上的一个前置射气抽气器，它的一端开口朝向大气，利用真空泵负压与大气压形成压差而产生的空气射流，在喷射器内获得比真空泵更低的抽吸压力，从而消除真空泵“极限抽吸压力”对凝汽器压力改善的限制。但这种技术虽然解决了真空泵的极限压力及汽蚀问题，但却降低了抽气量，同时增加了电能消耗，这表现在有些电厂采用这种技术改造后，因抽气量降低无法单泵维持真空，而被迫启用两台真空泵，能耗直接增加了100%。3、使用罗茨气冷泵配备液环泵真空装置此技术是使用两级罗茨气冷泵配备液环泵真空装置在火电厂凝汽器抽真空系统的应用，由于在实际正常运行中，汽轮机启动初期需要快速建立真空，要求在30min内达到机组启动要求，此时需要很大的抽气量，则是利用大抽气量的液环泵来实现，到稳定后，主要的真空度是由凝汽器对水蒸气的冷凝获得，但要达到指定的真空度，则还需要抽吸少量的不凝性气体（主要是空气）。因此利用罗茨气冷泵满足较大压差，利用单级液环泵作为前级牵引泵，通过以小代大的方式达到节能目的。但由于罗茨气冷泵原理是气体冷却后循环压缩，使得该泵的实际运行效率比较低（压缩排出的气体冷却后部分需要要返回到该泵腔内与吸入的气体进行混合，造成较大的返流，同时由于满足较大的压差和密封，往往采用的三叶罗茨，实际的运行效率就不超过40%，而普通的罗茨真空泵的效率一般可以达到50%，我方提供的罗茨真空泵则最高可以达到53%的效率），耗能相对比较高，占地面积较大。4、使用三级罗茨-双级水环泵智能变频控制真空系统此技术是使用一种高效真空泵组在火电厂凝汽器抽真空系统的应用，该工艺与使用罗茨气冷泵配备液环泵真空装置的工艺是相似的，但节能量达到90%，相比使用罗茨气冷泵配备液环泵真空装置还可以提高15%-20%的节能，占地面积只有该工艺的70%，同时可以在夏天高水温工况下提高凝汽器的真空（在相同工况下与常规水环泵相比），因此采用一种三级罗茨-水环智能变频控制真空系统可以更加的适合原有火电厂凝汽器抽真空系统的应用的技术改造。
技术实现思路
本技术的目的是提供用于火电厂凝汽器抽真空节能系统的一种三级罗茨-水环智能变频控制真空系统，通过每一级的压力变送器给出的压力反馈值，利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值，使得第一级罗茨机械真空泵、第二级罗茨机械真空泵的压差均衡和安全运行。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种三级罗茨-水环智能变频控制真空系统，包括第一级大压差罗茨机械真空泵、第二级大压差罗茨机械真空泵、以及前级牵引泵，其特征在于所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵都配备了变频电机、变频器和排气口冷却器，所述第一级罗茨机械真空泵入口端和第二级罗茨机械真空泵的出口端设置压力变送器，所述压力变送器和变频器均与控制柜连接，通过每一级的压力变送器给出的压力反馈值，利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值，所述旁通管道连接第一级罗茨机械真空泵排气口和第二级罗茨机械真空泵排气口。根据本技术的优选实施例，所述前级牵引泵采用双级液环泵。根据本技术的优选实施例，每一级罗茨机械真空泵排气腔均设置有温度变送器，所述温度变送器与控制柜连接。根据本技术的优选实施例，每一级罗茨机械真空泵的排气腔设置有螺旋式翅片盘管排气口冷却装置，每一级罗茨机械真空泵的排气口设置有排气口高效换热器。根据本技术的优选实施例，所述双级液环泵的进气口与第二级罗茨机械真空泵排气口冷却器连接，所述双级液环泵的出气口与汽水分离器连接，所述汽水分离器的顶部设置排放口，所述汽水分离器通过循环液换热器回流至双级液环泵。本技术与现有的气冷式罗茨泵配备单级液环泵组成的真空系统最大的区别就是，利用两台罗茨机械真空泵，通过每一级的压力变送器给出的压力反馈值，利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值，使得第一级罗茨机械真空泵、第二级罗茨机械真空泵的压差均衡和安全运行，从而实现了原有系统一台气冷式罗茨机械真空泵需要克服的压差。这里的温度变送器作为罗茨机械真空泵的安全检测，避免出现过载过热，以至于出现内部机械转动部件卡死和抱死故障，使得整个真空系统为最安全状态。本技术的另一优点在于在循环冷却水温度变化时节能效果更佳明显。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3为图1的后视图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作出详细说明。图中包括第一级罗茨机械真空泵1，第二级罗茨机械真空泵2，前级牵引泵双级液环泵3，第二级罗茨机械真空泵排气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三级罗茨‑水环智能变频控制真空系统，包括第一级大压差罗茨机械真空泵、第二级大压差罗茨机械真空泵、以及牵引液环泵，其特征在于所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵都配备了变频电机、变频器和排气口冷凝器，所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵的入口端设置压力变送器，所述压力变送器和变频器均与控制柜连接，通过每一级的压力变送器给出的压力反馈值，利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值。

【技术特征摘要】
1.一种三级罗茨-水环智能变频控制真空系统，包括第一级大压差罗茨机械真空泵、第二级大压差罗茨机械真空泵、以及牵引液环泵，其特征在于所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵都配备了变频电机、变频器和排气口冷凝器，所述第一级罗茨机械真空泵和第二级罗茨机械真空泵的入口端设置压力变送器，所述压力变送器和变频器均与控制柜连接，通过每一级的压力变送器给出的压力反馈值，利用变频器对罗茨机械真空泵的转速进行分别调速，并利用旁通管道进行调节压力差值。2.如权利要求1所述的三级罗茨-水环智能变频控制真空系统，其特征在于，牵引液环泵采用双级液环泵。3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潇然，荣易，吴彬，
申请(专利权)人：上海伊莱茨真空技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31