一种超高水压增压系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超高水压增压系统，其包括：一高压泵，其入口与供水系统连通，所述高压泵与驱动其工作的一电机连接；一高压主管道，其与所述高压泵的出口连通，将经过增压的水输出；一第一高压支管道，其与所述高压主管道连通；一循环阀，其输入端与所述第一高压支管道连通；一第二高压支管道，其与所述高压主管道连通，并与所述第一高压支管道连通；一调压阀，其输入端与所述第二高压支管道连通；一节流阀，其输入端通过两个彼此独立的管道分别与所述调压阀的输出端和循环阀的输出端连通，所述节流阀的输出端与供水系统连通。该超高水压增压系统设备配置简单，大大降低了增压系统的成本，其还能实现系统工作压力的连续调节。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种增压系统，尤其涉及一种水压增压系统。
技术介绍
高压水增压系统广泛应用于钢铁、化工、矿山开采等行业，其中钢铁冶金生产中主要用于热轧除鳞和管线材除鳞。增压系统常用的高压水压力范围为20 30MPa。随着冶金领域内高压除鳞技术应用范围的不断扩大，高压水增压系统提供的压力和流量都不断提高，其往往超过40MPa甚至最高达到60MPa的超高压，同时流量超过200m3/ h。而采用现有的增压系统来实现大流量60MPa超高压系统存在很多问题1.现有增压系统主要由控制器、高压泵和除磷阀组成，其中高压泵实现系统压力和流量要求。而高压泵是增压系统核心设备，现有的高压泵无法直接实现超过200m3/h大流量、60MI^级的增压。因此，为了实现超高压、大流量，必须开发新型的高压泵，这使得高压泵成本占增压系统成本的比例达到50 %。此外，适用于超高压、大流量高压泵的制造技术还限制了系统能力。2.对于高压水的喷射控制，目前采用的设备为锥形除磷阀。对于大流量、超高压增压系统，需要体积大的除鳞阀，这种除磷阀首先存在制造上的困难，同时成本高，使得除磷阀成本在增压系统的成本比例增加，达到15%以上。此外，在超高压使用环境中，锥形除磷阀的密封经常磨损，这就增加了系统的安全隐患和使用成本。3.为了满足增压系统流量和压力的要求，高压管道需要采用厚壁大管径无缝钢管进行流体输送。实际使用中，在超高压情况下，高压管道中“水锤现象”严重，即在增压系统使用时高压水会冲击管道，“水锤现象”对系统安全性和稳定性都提出挑战，同时也是噪声污染的一大来源，成为制约超高压系统使用的因素之一。因此，如何有效降低水锤现场，一直是高压增压系统设计的一个重要考虑目标。目前高压水系统的管道必须对喷射集管采用预充水设计，即与除鳞阀配套同时配置预冲水阀，利用控制系统在除磷阀打开前利用预充水阀对喷射集管进行预充一定压力的高压水，一方面排除管道空气，同时减小除磷阀开启时阀门进出口水压差，降低高压水对喷射集管冲击，降低水锤现象。但是配置预充水阀增加了系统自动化控制难度，此外预充水压力值不能调节，现有的装置不能解决“水锤现象”。4.在现有增压系统中，高压水的压力调节方式有两种，即采用变频器或液力耦合器的方式来调整，目前采取变频器方式调节压力是主要的方式。对于大流量超高压增压系统，匹配大功率高压泵电机的变频器价格非常昂贵，变频器的价格占增压系统成本的30%， 且这一比例随着高压泵电机功率的增加会不断增加。基于上述这些缺点，如何低成本实现超高压增压系统工作压力的连续调节，增加系统的灵活性，降低增压系统的成本将具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种超高水压增压系统，其设备配置简单，从而在实现超高水压增压的同时，大大降低了增压系统的成本，此外该超高水压增压系统还能实现系统工作压力的连续调节，具有很好的系统灵活性。本技术的技术构思为为了降低“水锤现象”，高压主管道内的预充水通过设置节流阀来实现。通过在系统中配置节流阀来控制超高水压增压系统中回流水的最低压力，灵活的实现在高压主管道中保持一定的压力，从而实现预充水功能。通过调节节流阀的开度，可以实现预充水压力的调节，进而满足超高水压增压系统的预充水压力要求。为了实现该超高水压增压系统的压力连续调节，配置了调压阀，通过控制调压阀的开度来实现系统压力的连续调节。每次调压力时高压泵处于停机状态，根据压力参数调节调压阀到合适的开度，保持循环阀全开；调压阀调整到位后启动高压泵，此时高压管内水压保持节流阀设定低压力，对高压主管道进行预充水；高压工作时关闭循环阀，实现所需高压水压力值。通过调压阀调节的系统压力值可以在节流阀实现的最小值和高压泵实现的最大值之间连续调节。基于上述技术构思，为了实现上述专利技术目的，本技术提供了一种超高水压增压系统，其与一供水系统连通，所述超高水压增压系统包括一高压泵，其入口与所述供水系统连通，所述高压泵与驱动其工作的一电机连接；一高压主管道，其与所述高压泵的出口连通，将经过增压的水输出；一第一高压支管道，其与所述高压主管道连通；一循环阀，其输入端与所述第一高压支管道连通；一第二高压支管道，其与所述高压主管道连通，并与所述第一高压支管道连通；一调压阀，其输入端与所述第二高压支管道连通；一节流阀，其输入端通过两个彼此独立的管道分别与所述调压阀的输出端和循环阀的输出端连通，所述节流阀的输出端与所述供水系统连通。优选地，在上述超高水压增压系统中，所述循环阀为插装式循环阀。利用插装式循环阀的打开和闭合来控制增压系统压力的启闭，避免了高压泵频繁开启带来的电网波动以及对高压泵的损害。优选地，在上述超高水压增压系统中，所述循环阀和调压阀的执行机构均为液压控制执行机构，从而实现阀门关闭的快速响应。上述超高水压增压系统的工作过程为在系统增压前，将循环阀打开，调节节流阀开度，设置系统最低压力值；增压时，将循环阀关闭，此时高压管道(包括高压主管道和第一、第二高压支管道)内的水压迅速上升，很快达到稳定压力；当需要调节系统的工作压力值时，保持循环阀关闭，调节调压阀的开度使系统压力达到新的压力值；增压结束后，循环阀全开，高压管道内的压力值下降到最小压力值。传统带喷射阀的超高水压增压系统在一个除鳞周期内高压水对管道会产生2次冲击，同时存在2个建压稳定水压的时间。本技术所述的超高水压增压系统取消了喷射阀，建压过程中高压水对管道只产生1次冲击，只有1个建压时间，这就一方面缩短了建压时间，同时还减小了“水锤现象”。此外，本技术所述的超高水压增压系统的最小压力值由节流阀调节，最大压力值由高压泵和调压阀调节，增压压力可以在很大范围内进行调节，因此大大提高了系统增压的灵活性和稳定性。以下结合附图和具体实施例来对本技术所述的超高水压增压系统做进一步说明。附图说明图1为本技术所述的超高水压增压系统在一种实施方式中的结构框图。图2为本技术所述的高压水压增压系统中供水系统的一种实施方式的结构框图。具体实施方式如图1所示，本实施例中的超高水压增压系统包括作为超高水压增压系统水源的前置供水预处理模块(如图2所示)，工业水经过两级过滤后水质达到清环水标准，颗粒物粒径小于20μπι，输入高压泵的水压由低压泵保持；高压泵的入口与该前置供水预处理模块的出水口连接，高压泵的出口与高压主管道1连通，高压主管道1通过两个三通分别与第一高压支管道2和第二高压支管道3连通，高压泵通过连接器与驱动其工作的电机连接； 循环阀4的输入端与第一高压支管道2连通；调压阀5的输入端与第二高压支管道3连通； 节流阀6的输入端通过两个彼此独立的管道分别与调压阀5的输出端和循环阀4的输出端连通，节流阀6的输出端与前置供水预处理模块连通，使得回流水流入前置供水预处理模块。在本实施例中，高压泵的最高压力为60MPa。系统低压运行时，根据工作压力的大小，调节节流阀6的开度，设置系统最低压力值，对于50MPa以上的大压力，节流阀选择第3 档开度，实现最低压力值13MPa。系统增压前，循环阀4全开，调节调压阀5的开度，实现系统工作压力，此时完成了系统压力调节和预充水；系统增压时控制循环阀4关闭，此时高压管路中压力迅速升高至工作压力；增压完成后，循环阀4全开，此时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李云涛，李山青，崔敏，段明南，李红梅，熊斐，全基哲，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：