CN104120214A - 一种混合式真空泵系统 - Google Patents
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Abstract
一种混合式真空泵系统，包括真空室，气体冷却除尘器出口分为两分路：一分路通过第三抽气管道与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统连通，该分路上安装有第二真空切断阀；另一分路通过第二抽气管道与机械式真空泵系统连通，该分路上安装有第一真空切断阀，蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统的第二排气管道与机械式真空泵系统的第一排气管道在流量计之前汇合经过第三排气管道伸出厂房外，第一排气管道上安装有第一气体止回阀，第二排气管道上安装有第二气体止回阀，钢液炉外精炼处理过程中，将蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统和机械式真空泵系统相结合，充分满足炉外精炼工艺，同时实现高效节能的需求。
Description
技术领域
本发明涉及钢液炉外真空精炼装置技术领域，尤其涉及一种混合式真空泵系统。
背景技术
目前，钢液炉外精炼装置所需的真空冶炼条件的提供设备有三种形式，分别是纯蒸汽喷射式真空泵、纯机械式真空泵和蒸汽喷射式+水环式真空泵系统。
纯蒸汽喷射式真空泵系统一般由4级、5级和6级等不同形式的多级蒸汽喷射式真空泵组成。
纯机械式真空泵系统一般由各种干式机械泵或湿式机械泵组成。干式机械泵常用罗茨泵、螺杆泵等，湿式机械泵常用油旋片泵、水环泵等。其中，由于纯水环式真空泵为钢液处理提供的真空度仅能达到20kPa左右，因此仅能用于代替多级蒸汽喷射式真空泵系统中的末级泵。根据钢液炉外精炼工艺对系统抽气能力的需求，机械式真空泵系统常常由多个机械式真空泵模组组合而成，模组彼此间可选配相同的机械泵型，也可选配不同机械泵型，具体选配则依据各种机械泵各自抽气性能进行。
众所周知，蒸汽喷射式真空泵工作蒸汽和冷却水的消耗明显，但这种真空泵系统抽气能力大、抽速快、操作简单、维护成本低，能很好地适用于各种钢液真空炉外精炼工艺的需求；机械式真空泵能耗低、但抽气能力小、抽速慢、维护成本高、投资成本高、目前还不能很好地适用于各种钢液真空炉外精炼工艺的需求；蒸汽喷射+水环式真空泵改造简单，但水环式真空泵的真空度较低，节能有限。在国家要求冶炼行业节能减排的严峻形势下，各钢厂和铸造厂需要一种更加节能、投资成本低、易于改造和实施的新型真空泵系统。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种混合式真空泵系统，充分满足炉外精炼工艺，同时实现高效节能的需求。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种混合式真空泵系统，包括真空室1，真空室1通过第一抽气管道3与气体冷却除尘器2入口连接，气体冷却除尘器2出口分为两分路：一分路通过第三抽气管道14与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13连通，该分路上安装有第二真空切断阀15；另一分路通过第二抽气管道5与机械式真空泵系统6连通，该分路上安装有第一真空切断阀4，蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13的第二排气管道12与机械式真空泵系统6的第一排气管道7在流量计9之前汇合经过排气管道10伸出厂房外。
第一排气管道7上安装有第一气体止回阀8，第二排气管道12上安装有第二气体止回阀11。
真空度测量系统16通过测量管道17安装在除尘器2之后的第一抽气管道3上。
第一真空切断阀4、第一气体止回阀8和第二真空切断阀15、第二气体止回阀11分别控制各自间的真空泵系统参与真空室排气工作，在钢液炉外精炼处理开始时，保持第一真空切断阀4关闭，开启第二真空切断阀15，启动蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13对真空室1排气；当真空度测试系统16检测到真空室1内的压力降低到工艺所需压力前，预先开启机械式真空泵系统6，但仍然保持第一真空切断阀4关闭，使机械式真空泵系统6预先进入工作准备状态；当真空度测试系统16检测到真空室1内的压力降低到工艺所需的压力时，关闭第二真空切断阀15和蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13，同时开启第一真空切断阀4，此时机械式真空泵系统6将继续对真空室1排气并稳定维持系统内的气体压力，直至满足钢液炉外精炼处理对真空室1内真空度的要求，在蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13和机械式真空泵系统6交替排气的过程中，流量计9用于测量排气管道内废气流量。
气体冷却除尘器2是与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13匹配的用于钢液废气除尘和冷却的设备，在对真空室1内钢液抽气的初始阶段，将颗粒度≥50u的粉尘清除下来，以满足蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13对钢液废气颗粒度的要求；当真空室1内钢液经过一段时间的抽气和其他冶炼工艺的处理后，废气量和粒度明显下降，当切换机械式真空泵系统6后，废气颗粒对机械泵的影响很小，温度900～1000℃的高温废气经过气体冷却除尘器2降至100～150℃，甚或更低，气体冷却除尘器2出口废气温度是机械式真空泵系统6选型重要依据之一。
本发明的有益效果是：
钢液炉外精炼处理过程中，本发明不但可以充分发挥蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13抽气能力强、抽速快的优势，而且可以发挥机械式真空泵系统6真空度高、抽气能力稳定和能耗低的优势，充分满足钢液炉外精炼处理工艺对真空室1内建立和维持真空度的要求。
本发明缩短了蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13的工作时间，大量降低了工作蒸汽和冷却水耗量。本发明使得机械式真空泵系统6仅工作在高真空下，仅需要稳定真空度，不在要求抽气时间，降低了机械式真空泵系统6的抽气能力和配置数量。
本发明中机械式真空泵系统6在高真空下工作，降低了气体冷却除尘器2对钢液废气除尘和冷却的效果要求，简化了整个抽气系统的配置。
本发明可在原有蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13的基础上，将并联接入机械式真空泵系统6，降低了系统改造对现场生产的影响和改造成本。
总之，本发明有效缓解了全蒸汽泵能耗高和全机械泵投资成本高的不足。在国家要求冶炼行业节能减排的严峻形势下，为各钢厂和铸造厂提供了一种节能效果好、投资成本低、易于改造和实施的新型真空泵系统。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明实施例1的系统示意图。
图3是本发明实施例2的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1，一种混合式真空泵系统，包括真空室1，真空室1通过第一抽气管道3与气体冷却除尘器2入口连接，气体冷却除尘器2出口分为两分路：一分路通过第三抽气管道14与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13连通，该分路上安装有第二真空切断阀15；另一分路通过第二抽气管道5与机械式真空泵系统6连通，该分路上安装有第一真空切断阀4，蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13的第二排气管道12与机械式真空泵系统6的第一排气管道7在流量计9之前汇合经过第三排气管道10伸出厂房外，第一排气管道7上安装有第一气体止回阀8，第二抽气管道12上安装有第二气体止回阀11；真空度测量系统16通过测量管道17安装在气体冷却除尘器2之后的第一抽气管道3上，用于测试真空室1和第一真空切断阀4、第二真空切断阀15之前的密闭空间内的气体压力。
本发明的工作原理为：
在钢液炉外精炼处理开始时，首先利用蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13抽气能力强、抽速快的优势，快速将真空室1内的气体压力降低至冶炼工艺所需的压力；抽气过程中，利用真空度测量系统16实时检测真空室1内的压力。当真空室1内的压力降低到工艺所需的压力前，预先启动机械式真空泵系统6进入工作状态；当真空室1内的压力降低到工艺所需的压力时，关闭蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13，同时将机械式真空泵系统6接入抽气管道3上，对真空室1继续抽气并稳定维持系统压力。
在蒸汽喷射式真空泵系统13和机械式真空泵系统6交替排气的过程中，流量计9用于测量排气管道内废气流量，用于判断冶炼工艺操作是否合理。
气体冷却除尘器2是与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13匹配的用于钢液废气除尘和冷却的设备。在对真空室1内钢液抽气的初始阶段，将颗粒度≥50u的粉尘清除下来，以满足蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统对钢液废气颗粒度的要求。当真空室1内钢液经过一段时间的抽气和其他冶炼工艺的处理后，废气量和粒度明显下降。当切换至机械式真空泵系统6后，废气颗粒对机械泵的影响很小。温度900～1000℃的高温废气经过气体冷却除尘器2可降至100～150℃，甚或更低。气体冷却除尘器2出口废气温度是机械式真空泵系统6选型重要依据之一。
下面结合具体实施例对本发明做详细描述。
实施例1
参照图2，一种混合式真空泵系统，包括真空室1，真空室1通过第一抽气管道3与气体冷却除尘器2入口连接，气体冷却除尘器2出口分为两分路：一分路通过第三抽气管道14与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13连通，该分路上安装有第二真空切断阀15；另一分路通过第二抽气管道5与机械式真空泵系统6连通，该分路上安装有第一真空切断阀4，根据不同真空室1容积和真空室1内盛放钢液量吨位不同，要求蒸汽喷射式真空泵系统13的抽气能力不同。在本实施例中，假设蒸汽喷射式真空泵系统13由五级全蒸汽喷射泵组成，如第一级：B1泵、第二级：B2泵、第三级：B3泵、第四级：并列的S4A泵和S4B泵、第五级：并列的S5A泵和S5B泵，以及冷凝器C1、冷凝器C2、冷凝器C3，第二排气管道12与冷凝器C3排气口连接。
根据不同真空室1容积和真空室1内盛放钢液量吨位不同和气体冷却除尘器2出口废气温度不同，要求机械式真空泵系统6的抽气能力不同，则配置的模组数量和形式不同，在本实施例中，假设机械式真空泵系统6由第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3组成，彼此选配的机械泵相同，且入口处都安装有一台真空切断阀6.1.1，每一个模组由不同形式的机械泵组成，如第一级：两台三叶或两叶罗茨泵6.1.2；第二级：一台三叶或两叶罗茨泵6.1.3；第三级：一台等距或变距螺杆泵或三叶或两叶罗茨泵或油旋片泵6.1.4，第一抽气管道5分为三路，分别与第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3的抽气入口相连接，第一排气管道7由三路汇集而成，三路管道分别与第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3的排气出口相连接，真空切断阀6.1.1用于控制对真空室1抽气的模组数量，即当真空切断阀6.1.1关闭时，其后的机械泵将不被用使用。
蒸汽喷射式真空泵系统13的第二排气管道12与机械式真空泵系统6的地域排气管道7在流量计9之前汇合，经过第三排气管道10伸出厂房外，第一排气管道7上安装有第一气体止回阀8，第二排气管道12上安装有第二气体止回阀11。
真空度测量系统16经过测量管道17安装在气体冷却除尘器2之后的第一抽气管道3上，用于测试真空室1和第一真空切断阀4、第二真空切断阀15之前的密闭空间内的气体压力，真空度测试系统16由真空切断阀16.1、高真空电子表16.2和低真空电子表16.3组成，真空切断阀16.1用于测量完成后对测量管道17吹扫，高真空电子表16.2和低真空电子表16.3组合使用于测量真空室1的真空度。
第一真空切断阀4、第一气体止回阀8和第二真空切断阀15、第二气体止回阀11分别控制各自间的真空泵系统参与真空室排气工作，在钢液炉外精炼处理开始时，保持第一真空切断阀4关闭，开启第二真空切断阀15，根据真空度测试系统16检测到到真空室1内的压力，与第一到第五级蒸汽喷射式真空泵系统13的启动压力比较，达到启动压力后，从后向前逐级开启蒸汽喷射式真空泵系统13对真空室1排气，当真空度测试系统16检测到真空室1内的压力降低到工艺所需压力前，预先开启机械式真空泵系统6中的第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3，且根据机械泵的抽气性能，每一个模组中的第一到第三级机械泵可同时开启，但仍然保持第一真空切断阀4关闭，当真空度测试系统16检测到真空室1内的压力降低到工艺所需的压力时，关闭第二真空切断阀15和蒸汽喷射式真空泵系统13中的第一到第五级泵，同时开启第一真空切断阀4和模组入口管道上的真空切断阀6.1.1，此时机械式真空泵系统6将继续对真空室1排气并稳定维持系统内的气体压力，直至满足钢液炉外精炼处理对真空室1内真空度的要求，在蒸汽喷射式真空泵系统13和机械式真空泵系统6交替排气的过程中，流量计9用于测量排气管道内废气流量，气体冷却除尘器2用于钢液废气除尘和冷却。
实施例2
参照图3，一种混合式真空泵系统，包括真空室1，真空室1通过第一抽气管道3与气体冷却除尘器2入口连接，气体冷却除尘器2出口分为两分路：一分路通过第三抽气管道14与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统13连通，该分路上安装有第二真空切断阀15；另一分路通过第二抽气管道5与机械式真空泵系统6连通，该分路上安装有第一真空切断阀4，根据不同真空室1容积和真空室1内盛放钢液量吨位不同，要求蒸汽喷射式+水环式真空泵系统13的抽气能力不同。在本实施例中，假设蒸汽喷射式+水环式真空泵系统13由四级全蒸汽喷射式真空泵系统13.1和一级水环式真空泵系统13.2组成。四级全蒸汽喷射泵系统包括：第一级：B1泵、第二级：B2泵、第三级：B3泵、第四级：并列的S4A泵和S4B泵，以及冷凝器C1、冷凝器C2；一级水环泵系统：并列的三台水环泵13.3.2，且入口处都安装有一台真空切断阀13.2.1。第二抽气管道12与水环式真空泵系统13.2排气口连接。真空切断阀13.2.1用于控制对真空室1抽气的水环泵13.3.2数量，即当真空切断阀13.2.1关闭时，其后的水环泵13.3.2将不被用使用。
根据不同真空室1容积和真空室1内盛放钢液量吨位不同和气体冷却除尘器2出口废气温度不同，要求机械式真空泵系统6的抽气能力不同，则配置的模组数量和形式不同。在本实施例中，假设机械式真空泵系统6由第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3组成，彼此选配的机械泵相同，且入口处都安装有一台真空切断阀6.1.1。每一个模组由不同形式的机械泵组成，如第一级：两台三叶或两叶罗茨泵6.1.2；第二级：一台三叶或两叶罗茨泵6.1.3；第三级：一台等距或变距螺杆泵或三叶或两叶罗茨泵或油旋片泵6.1.4。第二抽气管道5分为三路，分别与第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3的抽气入口相连接。第一排气管道7由三路汇集而成，三路管道分别与第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3的排气出口相连接。真空切断阀6.1.1用于控制对真空室1抽气的模组数量，即当真空切断阀6.1.1关闭时，其后的机械泵将不被用使用。
蒸汽喷射式+水环式真空泵系统13的第二排气管道12与机械式真空泵系统6第一排气管道7在流量计9之前汇合，经过第三排气管道10伸出厂房外。排气管道7上安装有第一气体止回阀8，第二排气管道12上安装有第二气体止回阀11。
真空度测量系统16经过测量管道17安装在气体冷却除尘器2之后的第一抽气管道3上，用于测试真空室1和第一真空切断阀4、第二真空切断阀15之前的密闭空间内的气体压力。真空度测试系统16由切断阀16.1、高真空电子表16.2、低真空电子表16.3组成。真空切断阀16.1用于测量完成后对测量管道17吹扫，高真空电子表16.2和低真空电子表16.3组合使用于测量真空室1的真空度。
第一真空切断阀4、第一气体止回阀8和第二真空切断阀15、第二气体止回阀11分别控制各自间的真空泵系统参与真空室排气工作。在钢液炉外精炼处理开始时，保持第一真空切断阀4关闭，开启第二真空切断阀15。根据真空度测试系统14检测到到真空室1内的压力，与第一到第四级蒸汽喷射式真空泵系统13.1和第五级水环式真空泵系统13.2的启动压力比较，达到启动压力后，从后向前逐级开启蒸汽喷射式+水环式真空泵系统13对真空室1排气。当真空度测试系统14检测到真空室1内的压力降低到工艺所需压力前，预先开启机械式真空泵系统6中的第一模组6.1、第二模组6.2和第三模组6.3，且根据机械泵的抽气性能，每一个模组中的第一到第三级机械泵可同时开启。但仍然保持第一真空切断阀4关闭。当真空度测试系统14检测到真空室1内的压力降低到工艺所需的压力时，关闭第二真空切断阀15和蒸汽喷射式真空泵系统13中的第一到第五级泵，同时开启第一真空切断阀4和模组入口管道上的真空切断阀6.1.1，此时机械式真空泵系统6将继续对真空室1排气并稳定维持系统内的气体压力，直至满足钢液炉外精炼处理对真空室1内真空度的要求。在蒸汽喷射式真空泵系统13和机械式真空泵系统6交替排气的过程中，流量计9用于测量排气管道内废气流量。气体冷却除尘器2用于钢液废气除尘和冷却。
Claims (3)
1.一种混合式真空泵系统，包括真空室(1)，真空室(1)通过第一抽气管道(3)与气体冷却除尘器(2)入口连接，其特征在于：气体冷却除尘器(2)出口分为两分路：一分路通过第三抽气管道(14)与蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统(13)连通，该分路上安装有第二真空切断阀(15)；另一分路通过第二抽气管道(5)与机械式真空泵系统(6)连通，该分路上安装有第一真空切断阀(4)，蒸汽喷射式(+水环式)真空泵系统(13)的第二排气管道(12)与机械式真空泵系统(6)的第一排气管道(7)在流量计(9)之前汇合经过第三排气管道(10)伸出厂房外。
2.根据权利要求1所述的一种混合式真空泵系统，其特征在于：第一排气管道(7)上安装有第一气体止回阀(8)，第二排气管道(12)上安装有第二气体止回阀(11)。
3.根据权利要求1所述的一种混合式真空泵系统，其特征在于：真空度测量系统(16)通过测量管道(17)安装在气体冷却除尘器(2)之后的第一抽气管道(3)上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |