CN104806881B - 一种气冷罗茨液环闭式真空系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及真空泵领域，特别涉及一种气冷罗茨液环闭式真空系统及其控制方法，包括在主气体管路上设置气冷罗茨泵和液环真空泵，在主气体管路输入端与液环真空泵输入端之间顺序串联连接第一气体控制阀门、气冷罗茨泵、气体冷却器、第二气体控制阀门，在第一气体控制阀门前端的管路上设置气体压差开关，在第一气体控制阀门与气冷罗茨泵之间的管路上设置气体压力变送器，在气冷罗茨泵与气体冷却器之间设置回流管路。本发明运行效率高，平均可节电70％以上，节水40％以上，另外还具有极限真空高、故障率低、占地空间小等优点，能广泛应用于电厂凝汽器系统。
Description
技术领域
本发明涉及真空泵领域，特别涉及一种气冷罗茨液环闭式真空系统及其控制方法。
背景技术
在电厂凝汽器系统中，一般需采用真空泵进行抽真空，入口真空范围为-0.098MPa～-0.092MPa，目前采用的真空泵一般为液环真空泵，液环真空泵采用液体作为工作液进行抽真空，当工作液温度较高时，不但抽吸量下降较为严重，而且容易产生汽蚀而造成损坏，液环真空泵还存在耗水量大、运行效率低、故障率高等问题。
专利号为“201310006450.7”的发明专利“维持火力发电厂凝汽器真空的装置及其方法”，公开了罗茨泵与液环真空泵相结合的方案，但并没有对实际应用时如何控制提出可行的方案，以致在实际应用中完全不可实现。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种高效、节能的气冷罗茨液环闭式循环真空系统及其控制方法，采用下述技术方案：
一种气冷罗茨液环闭式真空系统，包括在主气体管路上设置气冷罗茨泵和液环真空泵，在主气体管路输入端与液环真空泵输入端之间顺序串联连接第一气体控制阀门、气冷罗茨泵、气体冷却器、第二气体控制阀门，在第一气体控制阀门前端的管路上设置气体压差开关，在第一气体控制阀门与气冷罗茨泵之间的管路上设置气体压力变送器，在气冷罗茨泵与气体冷却器之间设置回流管路。
进一步地，第一气体控制阀门、第二气体控制阀门、气体压差开关和气体压力变送器均与集散控制系统简称DCS系统通信连接。
更好地，在气体冷却器与第二气体控制阀门之间的管路上设置补气管路，在补气管路上设置第三气体控制阀门，第三气体控制阀门与DCS系统通信连接。
一种气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法，包括以下步骤：
a、DCS系统控制所述液环真空泵启动运行；
b、当气体压力变送器处的真空度达到设定值1时，气体压力变送器传递信号到DCS系统，DCS系统控制所述气冷罗茨泵启动运行；
c、当第一气体控制阀门的阀前压力P1与阀后压力P2符合公式P2-P1≤设定值2时，气体压差开关传递信号到DCS系统，DCS系统控制第一气体控制阀门打开；
d、当机组停止运行时，DCS系统顺序控制第一气体控制阀门关闭、控制气冷罗茨泵停止运行、控制第二气体控制阀门关闭和控制液环真空泵停止运行。
e、当气体压力变送器处的真空度低于设定值1的下限时，气体压力变送器传递信号到DCS系统，DCS系统控制气冷罗茨泵停止运行。
f、当第一气体控制阀门的阀前压力P1与阀后压力P2符合公式P2-P1＞设定值2时，气体压差开关传递信号到DCS系统，DCS系统控制第一气体控制阀门关闭。
具体地，步骤b的设定值1的范围为-0.09MPa～-0.092MPa；步骤e的设定值1的下限为-0.09MPa；步骤c和步骤f的设定值2为3KPa。
更好地，当气冷罗茨泵停止运行时，DCS系统控制第三气体控制阀门打开。
本发明具有以下优点和积极效果：
本发明运行效率高，平均可节电70％以上，节水40％以上，另外还具有极限真空高、故障率低、占地空间小等优点，能广泛应用于电厂凝汽器系统。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明的结构示意图。如图1所示，一种气冷罗茨液环闭式真空系统，包括在主气体管路1上设置气冷罗茨泵2和液环真空泵3，在主气体管路1输入端与液环真空泵3输入端之间顺序串联连接第一气体控制阀门4、气冷罗茨泵2、气体冷却器5和第二气体控制阀门6，在第一气体控制阀门4前端的管路上设置气体压差开关7，在第一气体控制阀门4与气冷罗茨泵2之间的管路上设置气体压力变送器8，在气冷罗茨泵2与气体冷却器5之间设置回流管路9；设置第一气体控制阀门4的作用是隔断真空机组与真空系统，防止气体倒流；设置第二气体控制阀门6的作用是防止液环真空泵3停机时工作液倒流。
第一气体控制阀门4、第二气体控制阀门6、气体压差开关7和气体压力变送器8均与集散控制系统简称DCS系统通信连接。
在气体冷却器5与第二气体控制阀门6之间的管路上设置补气管路10，在补气管路10上设置第三气体控制阀门11，第三气体控制阀门11与DCS系统通信连接；设置第三气体控制阀门11的作用是液环真空泵3停机时，对气冷罗茨泵2后端的管路补入气体，防止第二气体控制阀门6失灵时液环真空泵3内的液体倒流进入气冷罗茨泵2。
如图1所示，在气冷罗茨液环闭式真空系统中，还可以设置气液分离器12，在气液分离器12的侧面设置液位变送器13，在气液分离器12的中部设置溢流管路14，在气液分离器12的上部设置补液管路15，在补液管路15上设置补液阀门16，液位变送器13、补液阀门16均与DCS系统通信连接；液位变送器13可以采用磁翻板液位计，通过磁浮子的移动来测量液位，也可以采用双法兰液位变送器，通过压差来测量液位。
一种气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法，包括以下步骤：
a、DCS系统控制所述液环真空泵3启动运行；
b、当气体压力变送器8处的真空度达到设定值1时，气体压力变送器8传递信号到DCS系统，DCS系统控制气冷罗茨泵2启动运行；
c、当第一气体控制阀门4的阀前压力P1与阀后压力P2符合公式P2-P1≤设定值2时，气体压差开关7传递信号到DCS系统，DCS系统控制 所述第一气体控制阀门4打开；
d、当机组停止运行时，DCS系统顺序控制第一气体控制阀门4关闭、控制气冷罗茨泵2停止运行、控制第二气体控制阀门6关闭和控制液环真空泵3停止运行。
e、当气体压力变送器8处的真空度低于设定值1的下限时，气体压力变送器8传递信号到DCS系统，DCS系统控制气冷罗茨泵2停止运行。
f、当第一气体控制阀门4的阀前压力P1与阀后压力P2符合公式P2-P1＞设定值2时，气体压差开关7传递信号到DCS系统，DCS系统控制第一气体控制阀门4关闭。
对于电厂凝汽器真空系统，步骤b的设定值1的范围为-0.09MPa～-0.092MPa；步骤e的设定值1的下限为-0.09MPa；步骤c和步骤f的设定值2为3KPa；当气冷罗茨泵2停止运行时，DCS系统控制第三气体控制阀门11打开。
本发明气冷罗茨液环闭式真空系统应用于电厂凝汽器的工作过程如下：
-0.098MPa～-0.092MPa的系统气体从主气体管路1的输入端进来，先经过气冷罗茨泵2压缩至-0.09MPa～-0.085MPa，加压后的气体经气体冷却器5冷却后，一部分气体经过回流管路9回流至气冷罗茨泵2进行冷却，防止气冷罗茨泵2过热，剩余气体经过主气体管路1进入液环真空泵3进一步加压至常压，加压后的气体和升温后的工作液一起进入气液分离器12，进行气液分离后，气体直接排掉，工作液经液体管路进入液体冷却器冷却至常温后，重新进入液环真空泵3进行循环使用。
当第一气体控制阀门4的阀后压力高于阀前压力3KPa以内时，气体压差开关7传递信号到DCS系统，DCS系统使第一气体控制阀门4打开进行抽真空；当第一气体控制阀门4的阀后压力高于阀前压力3KPa以上时，气体压差开关7传递信号到DCS系统，DCS系统使第一气体控制阀门4关闭以防止气体倒流。
当气体压力变送器8处的真空度达到-0.09MPa～-0.092MPa时，气体压力变送器8传递信号到DCS系统，DCS系统使气冷罗茨泵2启动进行抽 真空；当气体压力变送器8处的真空度低于-0.09MPa时，气体压力变送器8传递信号到DCS系统，DCS系统使气冷罗茨泵2停泵以防止电机过载。
当液环真空泵3停机时，DCS系统使第三气体控制阀门11打开进行补气，第二气体控制阀门6关闭，以防止液环真空泵3内的工作液倒流损坏气冷罗茨泵2。
当气液分离器12内的液位高于分离器水平中心线以上50mm时，液体自动通过溢流管路14进行排液，直至液位降至分离器水平中心线位置；当气液分离器12内液位低于分离器水平中心线以下50mm时，液位变送器13传递信号至DCS系统，DCS系统使补液阀门16打开进行补液，直至液位升至分离器水平中心线位置，再使补液阀门16关闭。
总之，本发明运行效率高，平均可节电70％以上，节水40％以上，可以大幅度降低企业能耗，改善工作环境，提高工作效率，另外还具有极限真空高、故障率低、占地空间小等优点，能广泛应用于电厂凝汽器系统。
尽管实施例已对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法，所述气冷罗茨液环闭式真空系统包括在主气体管路(1)上设置气冷罗茨泵(2)和液环真空泵(3)，其特征是，在主气体管路(1)输入端与液环真空泵(3)输入端之间顺序串联连接第一气体控制阀门(4)、气冷罗茨泵(2)、气体冷却器(5)和第二气体控制阀门(6)，在所述第一气体控制阀门(4)前端的管路上设置气体压差开关(7)，在所述第一气体控制阀门(4)与所述气冷罗茨泵(2)之间的管路上设置气体压力变送器(8)，在所述气冷罗茨泵(2)与所述气体冷却器(5)之间设置回流管路(9)；所述第一气体控制阀门(4)、第二气体控制阀门(6)、气体压差开关(7)和气体压力变送器(8)均与集散控制系统简称DCS系统通信连接；
所述控制方法包括以下步骤：
a、DCS系统控制所述液环真空泵(3)启动运行；
b、当所述气体压力变送器(8)处的真空度达到设定值1时，所述气体压力变送器(8)传递信号到DCS系统，DCS系统控制所述气冷罗茨泵(2)启动运行；
c、当所述第一气体控制阀门(4)的阀前压力P1与阀后压力P2符合公式P2-P1≤设定值2时，所述气体压差开关(7)传递信号到DCS系统，DCS系统控制所述第一气体控制阀门(4)打开；
d、当机组停止运行时，DCS系统顺序控制所述第一气体控制阀门(4)关闭、控制所述气冷罗茨泵(2)停止运行、控制所述第二气体控制阀门(6)关闭和控制所述液环真空泵(3)停止运行；
e、当所述气体压力变送器(8)处的真空度低于设定值1的下限时，所述气体压力变送器(8)传递信号到DCS系统，DCS系统控制所述气冷罗茨泵(2)停止运行；
f、当所述第一气体控制阀门(4)的阀前压力P1与阀后压力P2符合公式P2-P1＞设定值2时，所述气体压差开关(7)传递信号到DCS系统，DCS系统控制所述第一气体控制阀门(4)关闭。
2.根据权利要求1所述的气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法， 其特征是，所述步骤b的设定值1的范围为-0.09MPa～-0.092MPa。
3.根据权利要求1所述的气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法，其特征是，所述步骤e的设定值1的下限为-0.09MPa。
4.根据权利要求1所述的气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法，其特征是，所述步骤c和步骤f的设定值2为3KPa。
5.根据权利要求1所述的气冷罗茨液环闭式真空系统的控制方法，其特征是，在所述气体冷却器(5)与第二气体控制阀门(6)之间的管路上设置补气管路(10)，在所述补气管路(10)上设置第三气体控制阀门(11)，所述第三气体控制阀门(11)与DCS系统通信连接；当所述气冷罗茨泵(2)停止运行时，DCS系统控制所述第三气体控制阀门(11)打开。
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