CN107723417B - 抽真空系统及其使用方法、真空精炼系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽真空系统、采用该抽真空系统的真空精炼系统以及该抽真空系统的使用方法，该抽真空系统包括通过抽气管道依次串接的蒸汽喷射泵组件和液环泵，蒸汽喷射泵组件包括沿抽气方向依次串接的至少一级蒸汽喷射泵，还配置有至少一个用于防止蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应的辅助抽气管，每一辅助抽气管旁接于对应的蒸汽喷射泵与前一级蒸汽喷射泵之间的抽气管道上且其出口端与液环泵连通，各辅助抽气管上均设有控制阀。本实施例提供的抽真空系统，由于采用辅助抽气管，对进入对应的蒸汽喷射泵内的气流进行分流，可有效防止该蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应。

Description

抽真空系统及其使用方法、真空精炼系统

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种抽真空系统、采用该抽真空系统的真空精炼系统以及该抽真空系统的使用方法。

背景技术

近年来，蒸汽喷射泵+液环泵的抽真空系统开始应用于钢液真空领域，但在使用过程中伴随出现很多问题，包括：

(1)在预抽阶段，各蒸汽喷射泵是不工作的，但需作为气体通道，由于蒸汽喷射泵是一种拉瓦尔喷嘴，当预抽气流经泵腔且泵腔两端压力差达到1.5倍及以上时，满足产生拉瓦尔喷嘴效应的条件，因此，在预抽阶段，喷射泵泵体尤其是靠后设置的喷射泵泵体易产生拉瓦尔喷嘴效应，将影响预抽阶段的抽真空效率；

(2)液环真空泵抽气能力选型偏大；

(3)液环真空泵工作液补充量偏大等。

发明内容

本发明实施例涉及一种抽真空系统、采用该抽真空系统的真空精炼系统以及该抽真空系统的使用方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种抽真空系统，包括通过抽气管道依次串接的蒸汽喷射泵组件和液环泵，所述蒸汽喷射泵组件包括沿抽气方向依次串接的至少一级蒸汽喷射泵，还配置有至少一个用于防止蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应的辅助抽气管，每一所述辅助抽气管旁接于对应的所述蒸汽喷射泵与前一级所述蒸汽喷射泵之间的抽气管道上且其出口端与所述液环泵连通，各所述辅助抽气管上均设有第一控制阀。

作为实施例之一，所述蒸汽喷射泵组件包括沿抽气方向依次串接的四级蒸汽喷射泵，至少对第四级蒸汽喷射泵配置所述辅助抽气管。

作为实施例之一，于第三级蒸汽喷射泵与第四级蒸汽喷射泵之间设有第一冷凝单元。

作为实施例之一，于第四级蒸汽喷射泵与所述液环泵之间设有第二冷凝单元。

作为实施例之一，每一所述辅助抽气管的出口端连接于对应的所述蒸汽喷射泵与后一级抽气泵之间的抽气管道上，且其出口端与对应的所述蒸汽喷射泵之间的抽气管道上设有第二控制阀。

作为实施例之一，于所述蒸汽喷射泵组件与所述液环泵之间的抽气管道上布置有用于冷却被抽气体的第一换热器。

作为实施例之一，所述液环泵连接有工作液循环管路，所述工作液循环管路的两端分别与所述液环泵的工作液入口和工作液出口连通。

作为实施例之一，于所述工作液循环管路上布置有用于冷却工作液的第二换热器。

本发明实施例涉及一种真空精炼系统，包括真空室和与所述真空室抽气口连通的抽真空子系统，所述抽真空子系统采用如上所述的抽真空系统。

本发明实施例涉及上述抽真空系统的使用方法，包括：

在预抽阶段，各所述蒸汽喷射泵待机且作为气体通道，各所述第一控制阀开启，所述液环泵运行，抽取被抽容器中的原始气体；

当被抽容器中产生气体时，各所述第一控制阀均关闭，各所述蒸汽喷射泵及所述液环泵均运行；

当被抽容器中停止产生气体时，各所述第一控制阀均关闭，各所述蒸汽喷射泵按前后级顺序依次停止运行，再停止运行所述液环泵。

本发明实施例至少具有如下有益效果：本实施例提供的抽真空系统，在真空精炼预抽阶段，由于采用辅助抽气管，对进入对应的蒸汽喷射泵内的气流进行分流，可降低该蒸汽喷射泵泵腔两端的压差，从而有效防止该蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应。另外，在实际使用过程中，还可根据实际情况(如抽真空功率配置需要或该蒸汽喷射泵出现故障等情况下)选择使用或不使用该配置有辅助抽气管的蒸汽喷射泵，从而可降低能耗或便于生产维护等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的抽真空系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本发明实施例提供一种抽真空系统，包括通过抽气管道依次串接的蒸汽喷射泵组件和液环泵13，所述蒸汽喷射泵组件包括沿抽气方向依次串接的至少一级蒸汽喷射泵，另外还配置有至少一个用于防止蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应的辅助抽气管(已图示，未标注)，每一所述辅助抽气管旁接于对应的所述蒸汽喷射泵与前一级所述蒸汽喷射泵之间的抽气管道上且其出口端与所述液环泵13连通，各所述辅助抽气管上均设有第一控制阀7。一般地，沿抽气方向，越靠后的蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应的可能性越高，可对这部分的蒸汽喷射泵配置上述的辅助抽气管，而对于靠前的蒸汽喷射泵，则可实际情况选择配置或不配置，这是本领域技术人员易于确定的。本实施例中，上述的蒸汽喷射泵组件所包含的蒸汽喷射泵的数量在四个或四个以上，其中，前三级的蒸汽喷射泵不配置上述的辅助抽气管，第四级及之后的蒸汽喷射泵则可根据实际情况可选择的配置上述的辅助抽气管。

本实施例提供的抽真空系统，在真空精炼预抽阶段，由于采用辅助抽气管，对进入对应的蒸汽喷射泵内的气流进行分流，可降低该蒸汽喷射泵泵腔两端的压差，有效防止该蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应。另外，在实际使用过程中，还可根据实际情况(如抽真空功率配置需要或该蒸汽喷射泵出现故障等情况下)选择使用或不使用该配置有辅助抽气管的蒸汽喷射泵，从而可降低能耗或便于生产维护等。

作为本实施例提供的抽真空系统的一种具体实施方式，如图1，所述蒸汽喷射泵组件包括沿抽气方向依次串接的四级蒸汽喷射泵，其中，至少对第四级蒸汽喷射泵9配置所述辅助抽气管，可有效克服现有技术中存在的蒸汽喷射泵+水环泵抽真空系统中第四级喷射泵泵体易产生拉瓦尔喷嘴效应现象的缺陷。

第一级蒸汽喷射泵3对被抽气体进行第一级增压，第二级蒸汽喷射泵4对被抽气体进行第二级增压，第三级蒸汽喷射泵5对被抽气体进行第三级增压，第四级蒸汽喷射泵9对被抽气体进行第四级增压。进一步地，如图1，于第三级蒸汽喷射泵5与第四级蒸汽喷射泵9之间设有第一冷凝单元6，该第一冷凝单元6用于冷凝前一级被增压气体中的蒸汽(即冷凝第三级蒸汽喷射泵5排出的蒸汽)，以降低后续泵的抽气负荷；该第一冷凝单元6串接于第三级蒸汽喷射泵5与第四级蒸汽喷射泵9之间的抽气管道上，该第四级蒸汽喷射泵9配置的辅助抽气管优选为连接于该第一冷凝单元6上或连接于该第一冷凝单元6与第四级蒸汽喷射泵9之间的抽气管道上；对于图1中示出的具体实施例，则该第一冷凝单元6具有两个蒸汽出口。

接续上述抽真空系统的结构，如图1，于第四级蒸汽喷射泵9与所述液环泵13之间设有第二冷凝单元10，用于冷凝第四级蒸汽喷射泵9排出的蒸汽，可降低后续液环泵13的抽气负荷，以及消除第四级蒸汽喷射泵9产生的噪音、废气等。

作为本实施例的一种优选方案，每一所述辅助抽气管的出口端连接于对应的所述蒸汽喷射泵与后一级抽气泵之间的抽气管道上，且其出口端与对应的所述蒸汽喷射泵之间的抽气管道上设有第二控制阀8。在预抽阶段，当该蒸汽喷射泵出现或可能出现拉瓦尔喷嘴效应时，可通过开启上述的第一控制阀7对该蒸汽喷射泵之前的气流进行分流，而当开启辅助抽气管仍难防止该蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应时，可通过关闭上述的第二控制阀8或增大该第二控制阀8的开度(适用于该第二控制阀8采用流量调节阀等阀门的情况)，有效防止该蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应。如图1，一个具体实施例是：上述第四级蒸汽喷射泵所配置的辅助抽气管的出口端连接于第二冷凝单元10与液环泵13之间的抽气管道上，在第二冷凝单元10与所述液环泵13之间的抽气管道上设有第二控制阀8且该第二控制阀8位于对应的辅助抽气管与第二冷凝单元10之间，可以在预抽阶段防止第四级蒸汽喷射泵9产生拉瓦尔喷嘴效应。

上述抽真空系统的结构中，所述的第一冷凝单元6及第二冷凝单元10均可采用现有技术中常规的冷凝器等，具体结构此处不再赘述。而其中的蒸汽喷射泵组件并不限于上述组成，如还可以在上述的第四级蒸汽喷射泵9处并联一个蒸汽喷射泵，即第一冷凝单元6与第二冷凝单元10之间具有两个蒸汽喷射泵，两个蒸汽喷射泵是并联设置的；以及其他适用的蒸汽喷射泵组，等等。上述的第一控制阀7及第二控制阀8均优选为采用切断阀。

作为本实施例提供的抽真空系统的一种具体实施方式，如图1，于所述蒸汽喷射泵组件与所述液环泵13之间的抽气管道上布置有用于冷却被抽气体的第一换热器11，通过该第一换热器11降低被抽气体的温度，凝集被抽气体中的水蒸气，达到减小被抽气体体积的目的，从而可有效降低液环泵13的抽气负荷，在液环泵13选型时可以选择抽气能力较小的液环泵13，从而节约设备投资及运行成本。该第一换热器11优选为采用气液换热器，工作介质可采用冷却水等。

作为本实施例提供的抽真空系统的一种具体实施方式，如图1，所述液环泵13连接有工作液循环管路，所述工作液循环管路的两端分别与所述液环泵13的工作液入口和工作液出口连通。其中，可在该工作液循环管路上设置用于补充工作液的工作液补充机构，该工作液补充机构包括布置于工作液循环管路上的液位箱17以及设于该液位箱17内的液位计15，该液位箱17连接有补液管路，于补液管路上设置补液控制阀14，即可实现适时地补充工作液，以及实现液环泵工作液的循环自用。进一步优选地，如图1，于所述工作液循环管路上布置有用于冷却工作液的第二换热器18，该第二换热器18对工作液进行冷却，以保证循环工作液的工作效果，从而保证液环泵13的工作稳定性。本实施例中，上述的液环泵13优选为采用水环真空泵；上述的第二换热器18优选为采用液液换热器，工作介质可采用冷却水。进一步可在上述工作液循环管路上设置一管道泵16，用以将经第二换热器18冷却后的工作液送至液环泵13的工作液入口。

另外，可在上述液环泵13之前设置第三控制阀12，用以控制被抽气体是否进入该液环泵13，该第三控制阀12优选为采用切断阀，可设于上述第一换热器11与液环泵13之间的抽气管道上。

实施例二

本发明实施例涉及一种真空精炼系统，包括真空室1和与所述真空室1的抽气口连通的抽真空子系统，上述真空室1作为钢液反应场所，上述抽真空子系统优选为采用上述实施例一所提供的抽真空系统，其具体结构此处不再赘述。其中，真空室1与第一级蒸汽喷射泵3之间的抽气管道上设有真空主阀2，用以控制该抽真空子系统是否工作。

实施例三

本发明实施例对上述实施例一所提供的抽真空系统的使用方法进行说明，该抽真空系统使用过程中，包括：

在预抽阶段，各所述蒸汽喷射泵待机且作为气体通道，各所述第一控制阀7开启，所述液环泵13运行，抽取被抽容器1中的原始气体；

当被抽容器1中产生气体时，各所述第一控制阀7均关闭，各所述蒸汽喷射泵及所述液环泵13均运行；

当被抽容器1中停止产生气体时，各所述第一控制阀7均关闭，各所述蒸汽喷射泵按前后级顺序依次停止运行，再停止运行所述液环泵13。

实施例四

进一步细化上述实施例三中所提供的使用方法，具体包括：

预抽阶段：被抽容器1未产生气体，真空主阀2关闭，第一级蒸汽喷射泵3未运行，充当气体通道，第二级蒸汽喷射泵4未运行，充当气体通道，第三级蒸汽喷射泵5未运行，充当气体通道，第一冷凝单元6未运行，充当气体通道，第一控制阀7开启，第二控制阀8开启，第四级蒸汽喷射泵9未运行，充当气体通道，第二冷凝单元10未运行，充当气体通道；第一换热器11工作，对被抽气体进行冷却，第三控制阀12开启，液环泵13运行，补液控制阀14与液位计15连锁启用，管道泵16运行，第二换热器18工作，对工作液进行冷却；

全系统抽真空阶段：被抽容器1产生气体，真空主阀2开启，第一级蒸汽喷射泵3运行，第二级蒸汽喷射泵4运行，第三级蒸汽喷射泵5运行，第一冷凝单元6运行，第一控制阀7关闭，第二控制阀8开启，第四级蒸汽喷射泵9运行，第二冷凝单元10运行，第一换热器11工作，对被抽气体进行冷却，第三控制阀12开启，液环泵13运行，补液控制阀14与液位计15连锁启用，管道泵16运行，第二换热器18工作，对工作液进行冷却；

退泵阶段：被抽容器1停止产生气体，真空主阀2关闭，第一级蒸汽喷射泵3停止运行，第二级蒸汽喷射泵4停止运行，第三级蒸汽喷射泵5停止运行，第一冷凝单元6停止运行，第一控制阀7关闭，第二控制阀8关闭，第四级蒸汽喷射泵9停止运行，第二冷凝单元10停止运行，第一换热器11停止工作，第三控制阀12关闭，液环泵13停止运行，补液控制阀14与液位计15连锁停用，管道泵16停止运行，第二换热器18停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种抽真空系统的使用方法，所述抽真空系统包括真空室和与所述真空室抽气口连通的抽真空子系统，所述抽真空子系统包括通过抽气管道依次串接的蒸汽喷射泵组件、液环泵，所述蒸汽喷射泵组件包括沿抽气方向依次串接的至少一级蒸汽喷射泵以及至少一个用于防止蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应的辅助抽气管，各所述辅助抽气管上均设有第一控制阀；每一所述辅助抽气管旁接于对应的所述蒸汽喷射泵与前一级蒸汽喷射泵之间的抽气管道上，每一所述辅助抽气管的出口端连接于对应的所述蒸汽喷射泵与后一级抽气泵之间的抽气管道上，且其出口端与对应的所述蒸汽喷射泵之间的抽气管道上设有第二控制阀；

其特征在于，所述方法包括：

在预抽阶段，各所述蒸汽喷射泵待机且作为气体通道，各所述第一控制阀开启，所述液环泵运行，抽取被抽容器中的原始气体；当蒸汽喷射泵出现或可能出现拉瓦尔喷嘴效应时，通过开启对应的第一控制阀对该蒸汽喷射泵之前的气流进行分流；当开启辅助抽气管仍难防止该蒸汽喷射泵产生拉瓦尔喷嘴效应时，通过关闭对应的第二控制阀或者增大该第二控制阀的开度；

当被抽容器中产生气体时，各所述第一控制阀均关闭，各所述蒸汽喷射泵及所述液环泵均运行；

当被抽容器中停止产生气体时，各所述第一控制阀均关闭，各所述蒸汽喷射泵按前后级顺序依次停止运行，再停止运行所述液环泵。