CN207109035U - 一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置 - Google Patents

Abstract

一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，包括与产生废气处相连通的B1增压泵，B1增压泵输出端依次连接B2增压泵、B3增压泵、C1冷凝器以及水环泵机组，水环泵机组各水环泵排气口与废气出口相连，水环泵机组为W4水环泵机组；在水环泵的工作模式选定并确认后，启动真空系统；各级真空泵按照预先设定的真空压力值顺序启停各级真空泵，直至达到工艺要求的真空度；本实用新型具有满足精炼工艺，同时满足高效节能的需求的特点。

Description

一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置

技术领域

本实用新型涉及钢液炉外真空精炼技术领域，特别涉及一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置。

背景技术

钢液真空精炼系统的核心设备是真空获得设备，用于钢液真空精炼系统的传统真空获得设备是蒸汽喷射真空泵。蒸汽喷射泵的特点是抽气量大、抽速快、维护成本低，但缺点是能耗较高，对蒸汽质量要求严格，影响生产运行成本。近年来，水环泵与蒸汽泵组合的真空获得设备也有很多应用实例。蒸汽喷射泵与水环泵组成的机组中，水环泵是排大气的前级泵。如果水环泵是单级泵(例：SZ、SK系列)其工作真空度(残压)约为140mmHg(18.67kPa)，极限真空度(残压)为60～80mmHg(8.0～10.67kPa)，只能代替第一级蒸汽喷射器；如果水环泵是双级泵(例：2SK、2BE系列)其工作真空度(残压)约为40～60mmHg(5.33～8.0kPa)，极限真空度(残压)为10mmHg(1.33kPa)，则可能替代两级喷射级真空泵。公知的水环泵和蒸汽泵的组合应用中仅是用水环泵替代蒸汽真空泵系统的末级蒸汽泵。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，充分节约整个真空泵系统在工作过程中的蒸汽和冷凝水消耗，满足精炼工艺，同时满足高效节能的需求。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，包括与产生废气处相连通的B1增压泵1，B1增压泵1排气口输出端连接B2增压泵2进气口、B2增压泵2排气口连接B3增压泵3进气口、B3增压泵3排气口连接C1冷凝器4进气口，C1冷凝器4排气口连接水环泵机组进气口，所述的水环泵机组各水环泵排气口与废气出口相连。

所述的W4水环泵机组中通常由4～8台组成。但数量也可根据抽气量的变化和水环泵的性能的不同而变化，本方案以6台水环泵为例说明。

所述的W4水环泵机组分为W4a泵组5与W4b泵组6，W4a泵组5与W4b泵组6相互之间并联连接，所述的W4a泵组5与W4b泵组6内部各台水环泵之间也是并联关系。

所述的各台水环泵分别为W4-1泵、W4-2泵、W4-3泵、W4-4泵、W4-5泵和W4-6泵。

所述的各台水环泵包括主泵、辅泵与不参加预抽的主泵三种类型，各台水环泵之间具有排他性，只能为任意一种类型泵。

所述的水环泵机组分为W4a泵组5与W4b泵组6，W4a泵组5与W4b泵组6中分为A列泵、B列泵与A⁺主泵；

所述的A列泵为主泵，全程参与真空泵工作；B列泵为辅泵，在增压泵启动后停止；A⁺列泵属于主泵，与A列泵的功能相同，但不参与预抽，真空处理开始后随系统启动，真空度到达设定压力后延时设定时间停止工作；

当真空处理开始后，两组水环泵机组的所有水环泵全部投入工作；当真空度达到20kPa以下时，开启B3增压泵3；当真空度达到4kPa以下时，开启B2增压泵2，然后延时关闭W4b泵组6；当真空度达到0.8kPa以下时，开启B1增压泵1继续抽真空，最终达到冶炼工艺要求的真空度；A⁺模式的水环泵在达到设定的真空压力和时间后停泵。

本实用新型的有益效果是：

用水环泵替代蒸汽真空泵系统的最后两级喷射泵，可以省掉原来与两级喷射泵配套的两个冷凝器和相关的控制阀门，同时，仅需为一台冷凝器提供冷凝水，末级水环泵机组所增加的冷却水耗量远远低于两台冷凝器所消耗的水量，水处理系统的设计负荷可大大降低。

与原蒸汽真空泵系统相比，本发明所述的新型三级增压泵与水环泵组合的真空泵系统的设备整体投资成本少，蒸汽耗量低，可以更好地达到节能降耗的目的，降低钢液真空处理的成本。

真空泵系统由3个增压泵(B1、B2、B3)、1个冷凝器(C1)和两组水环泵机组(W4a、W4b)构成，设备布置的占地空间大大缩小，增强了真空泵系统布置的灵活性，使其能更多地适用于设备空间狭窄的厂房内进行真空系统的改造。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细叙述。

如图1所示：一种水环泵与蒸汽泵组合的真空泵系统配置模式，包括B1增压泵1、B2增压泵2，B3增压泵3，C1冷凝器4以及水环泵机组，B1增压泵1、B2增压泵2、B3增压泵3通过抽气管道相连，是串联关系，B1增压泵1的入口与炼钢过程中产生的废气联通，B3增压泵3的出口与C1冷凝器4联通。从C1冷凝器4顶部接出一根抽气管，接入并联的两个水环泵机组。各水环泵的排气口汇聚接在一根排气管上，然后与废气出口联通。管道上设置相应的控制阀门。用水环泵机组代替原5级蒸汽喷射泵系统的第4级和第5级喷射泵，并相应取消C2、C3冷凝器和相关的控制阀门。

综合考虑系统抽气能力、蒸汽增压泵匹配关系及水环泵性能参数等各方面的因素，所述水环泵机组通常由4～8台2BE系列的水环泵组成，分为两组W4a泵组5与W4b泵组6，这两个水环泵机组是并联关系。每个机组的各台水环泵之间也是并联关系。

本实用新型的设计原理为：通常情况下5级蒸汽喷射泵系统由三级增压泵和两级喷射泵组成，B3增压泵3的排压点在11kPa左右，而常用的水环泵一般选用其工作点在20kPa左右，故水环泵一般用作末级真空泵。若设计计算时将B3增压泵3的排压点提高至15～20kPa区间，利用双级型水环泵(例：2SK、2BE系列)在15～20kPa间的抽气能力没有明显下降的特性，以水环泵替换蒸汽真空泵中的两级喷射泵，则完全可以由水环泵代替原5级蒸汽喷射泵系统的第4级和第5级喷射泵，并相应取消C2冷凝器、C3冷凝器和相关的控制阀门，这样就得到一种新型的由三级增压泵+水环泵组成的真空泵系统。水环泵配置的数量决定于真空系统抽气能力的要求及水环泵的选型。

所述的一种新型的三级增压泵+水环泵组成的真空泵系统中的水环泵在实际应用时需进行泵的模式选择，详见附表1(以6台水环泵作4级泵为例)。其中，A列泵为主泵，全程参与真空泵工作；B列泵为辅泵，在增压泵启动后停止；A⁺属于主泵(A列)，与A列泵的功能相同，但不参与预抽，真空处理开始后随系统启动，真空度到达设定压力后延时设定时间停止工作。所述的设定压力在Pa⁺处手动输入，所述的设定时间在Ta⁺处手动输入。

所述的一种新型的三级增压泵+水环泵组成的真空泵系统的工作运行模式，见附表2。在末级泵(水环泵)的工作模式选定并确认后，启动真空系统。各级真空泵按照预先设定的真空压力值顺序启停各级真空泵，直至达到工艺要求的真空度。

本实用新型的特点是用水环泵机组代替原5级蒸汽真空泵系统的第4级和第5级喷射泵，节省了C2、C3冷凝器以及末级蒸汽喷射泵和冷凝水管路上相关的控制阀门，水处理系统的负荷也大大降低；整个真空泵系统设备布置的占地空间大大缩小，土建钢结构的成本明显降低，使其能更多地适用于设备空间狭窄的厂房内进行真空系统的改造。这种特殊的真空泵系统的蒸汽耗量更低，对冷凝水的需求量也比较小，能更好地达到节能降耗的目的，降低钢液真空处理的成本。

如表2所示：

当真空处理开始后，两组水环泵机组的所有水环泵全部投入工作；当真空度达到20kPa以下时，开启B3增压泵3；当真空度达到4kPa以下时，开启B2增压泵2，然后延时关闭W4水环泵机组b；当真空度达到0.8kPa以下时，开启B1增压泵1继续抽真空，最终达到冶炼工艺要求的真空度。A⁺模式的水环泵在达到设定的真空压力和时间后停泵。系统运行模式详见附表2《真空泵系统工作模式运行示意》。

表1 真空泵系统末级水环泵工作模式选择

表2 真空泵系统工作模式运行示意

Claims (5)

1.一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，其特征在于，包括与产生废气处相连通的B1增压泵(1)，B1增压泵(1)排气口输出端连接B2增压泵(2)进气口、B2增压泵(2)排气口连接B3增压泵(3)进气口、B3增压泵(3)排气口连接C1冷凝器(4)进气口，C1冷凝器(4)排气口连接水环泵机组进气口，所述的水环泵机组各水环泵排气口与废气出口相连。

2.根据权利要求1所述的一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，其特征在于，所述的水环泵机组为W4水环泵机组，所述的W4水环泵机组中通常由4～8台组成，但数量也可根据抽气量的变化和水环泵的性能的不同而变化。

3.根据权利要求2所述的一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，其特征在于，所述的W4水环泵机组分为W4a泵组(5)与W4b泵组(6)，W4a泵组(5)与W4b泵组(6)相互之间并联连接，所述的W4a泵组(5)与W4b泵组(6)内部各台水环泵之间也是并联关系。

4.根据权利要求1所述的一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，其特征在于，所述的各台水环泵分别为W4-1泵、W4-2泵、W4-3泵、W4-4泵、W4-5泵和W4-6泵。

5.根据权利要求1所述的一种三级增压泵与水环泵组合的真空泵装置，其特征在于，所述的各台水环泵包括主泵、辅泵与不参加预抽的主泵三种类型，各台水环泵之间具有排他性，只能为任意一种类型泵。