一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵的方法技术

一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，属于提高液环真空泵效率的方法。配制定量高分子减阻剂，采用减阻剂加注机持续向循环水池中注入减阻剂，直至达到最佳减阻浓度；运行瓦斯抽放液环真空泵，高分子减阻剂作为液环真空泵工作介质进行瓦斯抽排；实时监测减阻剂的粘度、液位及瓦斯抽放泵运行性能，据此定时定量补充减阻剂，维持减阻剂的减阻性能及液位。所述高分子减阻剂为1～5‰浓度的聚丙烯酰胺溶液。本发明专利技术能大幅提高液环真空泵效率、降低运行能耗，显著延长泵的维护周期和使用寿命。

Method for improving gas drainage liquid ring vacuum pump by using macromolecule drag reducing agent

The invention relates to a method for improving the efficiency of a gas drainage liquid ring vacuum pump by adopting a macromolecule drag reducing agent, belonging to the method for improving the efficiency of the liquid ring vacuum pump. Quantitative preparation of polymer drag reduction agent, the drag reduction agent filling machine continuously injected into the circulating pool of drag reducer, until it reaches the best drag concentration; put liquid ring vacuum pump to run gas, polymer drag reduction agent as the liquid ring vacuum pump working medium for gas drainage; real-time monitoring of reducing viscosity, liquid level and gas resistance agent drainage pump performance, according to the timing and quantitative complement DRA, maintain DRAs drag reduction performance and level. The high molecular drag reducing agent is a polyacrylamide solution of 1~5 per thousand concentration. The invention can greatly improve the efficiency of the liquid ring vacuum pump, reduce the operation energy consumption, and remarkably prolong the maintenance cycle and service life of the pump.

【技术实现步骤摘要】
一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵的方法
本专利技术属于真空泵
，具体涉及一种高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法。
技术介绍
液环真空泵以清水作为主要工作介质，以等温压缩方式进行气体抽排，具有卓越的安全、可靠性，广泛应用于煤矿瓦斯抽放、钢铁、化工、造纸、航空等领域。然而，液环真空泵也是公认的耗能高、效率低的产品。以煤矿瓦斯抽放领域为例，据不完全统计，国内一座大型矿井瓦斯抽放泵站年耗电费用高达上千万，甚至上亿元，约占煤矿总耗电量的1/4，且实际运行效率仅为10～40％。【煤矿瓦斯抽采工程设计规范】规定：高瓦斯矿井或开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井必须建立瓦斯抽放系统。全国高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井2390处，以平均每座高瓦斯矿井用瓦斯抽放液环真空泵4台、平均轴功率300kW·h计算，以节能10％为标准，则全国仅煤矿领域年节电量在25亿kW·h左右，具有极大的节能空间。公告号为CN103388589B的中国专利技术专利公开了一种立式液环真空泵，主要依据是降低水环旋转所消耗的势能而提高泵的效率，但其忽略了水环同时具有为叶轮做正功的能力，且立式液环真空泵涡流损失大、结构较复杂，效率提高不明显；美国专利5295794公布了一种具有旋转套筒结构的液环真空泵，效率提高较明显，但其结构复杂，故障率高、加工维护成本高，不具有市场推广性。现国内外针对液环真空泵的节能技术研究很少，且以优化泵过流部件结构参数为主，未抓住泵的效率低的本质原因，致使泵效率提高1～3％都很难实现。
技术实现思路
本专利技术目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，解决瓦斯抽放液环真空泵效率低、能耗高、故障率高的技术难题。本专利技术提供一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，包括以下步骤：a.配制高、低浓度两种高分子减阻剂溶液，高浓度溶液浓度范围为3～5％，低浓度液浓度范围为0.5‰～6‰，高、低浓度两种高分子减阻剂溶液分别装入供高、低浓度减阻剂加注机中；b.采用高浓度减阻剂加注机，持续向循环水池注入高浓度减阻剂溶液，直至达到设定减阻浓度范围；c.运行瓦斯抽放液环真空泵，并以高分子减阻剂溶液作为液环真空泵的工作介质进行瓦斯抽排；d.采用监控系统实时监测循环水池内减阻剂溶液的粘度、液位及液环真空泵运行参数，根据减阻剂溶液的液位和粘度，定时定量添加高或低浓度减阻剂，以维持减阻剂的减阻性能及设定液位。进一步，为了最大化的提高运行效率，所述高分子减阻剂溶液为聚丙烯酰胺溶液，所述步骤b中设定减阻浓度为1～5‰。进一步，为了实现自动化控制，所述监控系统包括上位机及分别与其相连接的粘度传感器、液位传感器、液环真空泵运行参数监测仪、第一控制阀、第二控制阀、高浓度减阻剂加注机和低浓度减阻剂加注机；所述粘度传感器、液位传感器分别用于检测高浓度高分子减阻剂溶液的粘度、液位高度；所述液环真空泵运行参数监测仪用于检测液环真空泵运行的参数；所述第一控制阀、第二控制阀分别用于控制与高、低浓度减阻剂加注机相连接的注液管路的开与闭。进一步，为了保证真空循环泵高效稳定的运行，所述粘度传感器测量减阻剂溶液粘度低于设定浓度溶液粘度的3/4时，向上位机发出电信号，上位机控制第一控制阀打开，进行高浓度减阻剂溶液的注入；当循环水池内溶液粘度达到设定溶液粘度时，上位机控制第一控制阀关闭；当液位传感器测量循环水池内减阻剂溶液的液位低于原液位的1/2时，向上位机发出电信号，上位机控制第二控制阀打开，进行低浓度减阻剂溶液的注入；当循环水池内溶液的液位达到设定液位高度时，上位机控制第二控制阀关闭。本专利技术的有益效果如下，由于采用了上述方法：(1)由于高分子减阻剂特有的链状结构，可有效抑制水环产生的旋涡，从而能降低水环的涡流损失，并显著提高泵的效率和降低轴功率；通过采用这种这种方法，可使瓦斯抽放液环真空泵效率提高25％以上，降低运行轴功率10％以上。(2)对于国内大中型高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井，可平均节约电耗100～1000万kW·h以上。若该方法推广至全国100座大中型煤矿，按工业用电1元/kW·h计算，则每年可节省电费1.0～10亿元，节能效果非常显著。(3)高分子减阻剂相对于纯水工作液而言，具有更低的饱和蒸气压，使液环真空泵在高真空工况下，抽气量更大，更适合于电厂、炼钢等需要高真空大抽气量的工况。(4)高分子减阻剂的润滑效果好，减轻了填料密封、机械密封、轴承等的负载，能够有效延长泵零件的寿命。附图说明图1是高分子减阻剂循环控制系统示意图；图2是以水为工作介质的瓦斯抽放液环真空泵涡流损耗示意图；图3是以高分子减阻剂为工作介质的瓦斯抽放液环真空泵涡流损耗示意图；图4是某型号瓦斯抽放水环真空泵在不同高分子减阻剂浓度下的效率对比图；图5是某型号瓦斯抽放水环真空泵在不同高分子减阻剂浓度下的轴功率对比图。图中：1、循环水池；2、高分子减阻剂；3、高浓度减阻剂加注机；4、低浓度减阻剂加注机；5、第一控制阀；6、第二控制阀；7、液位传感器；8、粘度传感器；9、瓦斯抽放液环真空泵；10、上位机；11、蝶阀；12、补液管路；13、出液管路。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的说明：如图1所示，一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，包括以下步骤：a.配制高、低浓度两种高分子减阻剂溶液，高浓度溶液浓度范围为3～5％，低浓度液浓度范围为0.5‰～6‰，高、低浓度两种高分子减阻剂溶液分别装入供高、低浓度减阻剂加注机中；b.采用高浓度减阻剂加注机，持续向循环水池注入高浓度减阻剂溶液，直至达到设定减阻浓度范围；c.运行瓦斯抽放液环真空泵，并以高分子减阻剂溶液作为液环真空泵的工作介质进行瓦斯抽排；d.采用监控系统实时监测循环水池内减阻剂溶液的粘度、液位及液环真空泵运行参数，根据减阻剂溶液的液位和粘度，定时定量添加高或低浓度减阻剂，以维持减阻剂的减阻性能及设定液位。进一步，为了最大化的提高运行效率，所述高分子减阻剂溶液为聚丙烯酰胺溶液，所述步骤b中设定减阻浓度为1～5‰。进一步，为了实现自动化控制，所述监控系统包括上位机及分别与其相连接的粘度传感器、液位传感器、液环真空泵运行参数监测仪、第一控制阀、第二控制阀、高浓度减阻剂加注机和低浓度减阻剂加注机；所述粘度传感器、液位传感器分别用于检测高浓度高分子减阻剂溶液的粘度、液位高度；所述液环真空泵运行参数监测仪用于检测液环真空泵运行的参数；所述第一控制阀、第二控制阀分别用于控制与高、低浓度减阻剂加注机相连接的注液管路的开与闭。进一步，为了保证真空循环泵高效稳定的运行，所述粘度传感器测量减阻剂溶液粘度低于设定浓度溶液粘度的3/4时，向上位机发出电信号，上位机控制第一控制阀打开，进行高浓度减阻剂溶液的注入；当循环水池内溶液粘度达到设定溶液粘度时，上位机控制第一控制阀关闭；当液位传感器测量循环水池内减阻剂溶液的液位低于原液位的1/2时，向上位机发出电信号，上位机控制第二控制阀打开，进行低浓度减阻剂溶液的注入；当循环水池内溶液的液位达到设定液位高度时，上位机控制第二控制阀关闭。由于高分子减阻剂特有的链状结构，可有效抑制水环产生的旋涡，从而能降低水环的涡流损失，并显著提高泵的效率和降低轴功率；通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.配制高、低浓度两种高分子减阻剂溶液，高浓度溶液浓度范围为3～5％，低浓度液浓度范围为0.5‰～6‰，高、低浓度两种高分子减阻剂溶液分别装入供高、低浓度减阻剂加注机中；b.采用高浓度减阻剂加注机，持续向循环水池注入高浓度减阻剂溶液，直至达到设定减阻浓度范围；c.运行瓦斯抽放液环真空泵，并以高分子减阻剂溶液作为液环真空泵的工作介质进行瓦斯抽排；d.采用监控系统实时监测循环水池内减阻剂溶液的粘度、液位及液环真空泵运行参数，根据减阻剂溶液的液位和粘度，定时定量添加高或低浓度减阻剂，以维持减阻剂的减阻性能及设定液位。

【技术特征摘要】
1.一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.配制高、低浓度两种高分子减阻剂溶液，高浓度溶液浓度范围为3～5％，低浓度液浓度范围为0.5‰～6‰，高、低浓度两种高分子减阻剂溶液分别装入供高、低浓度减阻剂加注机中；b.采用高浓度减阻剂加注机，持续向循环水池注入高浓度减阻剂溶液，直至达到设定减阻浓度范围；c.运行瓦斯抽放液环真空泵，并以高分子减阻剂溶液作为液环真空泵的工作介质进行瓦斯抽排；d.采用监控系统实时监测循环水池内减阻剂溶液的粘度、液位及液环真空泵运行参数，根据减阻剂溶液的液位和粘度，定时定量添加高或低浓度减阻剂，以维持减阻剂的减阻性能及设定液位。2.根据权利要求1所述的一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，其特征在于，所述高分子减阻剂溶液为聚丙烯酰胺溶液，所述步骤b中设定减阻浓度为1～5‰。3.根据权利要求1或2所述的一种采用高分子减阻剂提高瓦斯抽放液环真空泵效率的方法，其特征在于：所述监控系...

【专利技术属性】
技术研发人员：周福宝，张一帆，刘春，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32