一种多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统的制作方法

本实用新型涉及一种多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统，属于火力发电领域的节能技术。

背景技术：

国内现役火力发电机组在设计选型时，主要考虑快速启机的响应速度（30分钟内能达到启机要求的真空值）和最大的允许漏气量作为选型原则，往往选取大容量水环式真空泵做为抽真空设备。但在机组正常运行时，维持系统真空时有较大余量，因此，把建立真空的大容量水环式真空泵用作维持真空的设备显然是浪费能耗的。抽气压力是水环式真空泵吸入口压力(以凝汽器压力为基础)，并且随着凝汽器压力的变化而变化(凝汽器抽气口压力一般在3.39～12kPa)。水环式真空泵自身的特性决定了它的效率较低，在凝汽器建立真空达到-80kPa以上时，其总效率一般低于30%。水环式真空泵的性能要求和测试一般要求工作水温在15-20℃。但夏季高温时，工作水温如达到30℃，水环真空泵的抽吸效率降至15-30%，如果工作水温达到35℃，其性能、出力将下降至10%以下，可能导致凝汽器真空下降，造成机组经济性降低。

多级干式罗茨真空泵的极限真空值小于50Pa，比水环式真空泵的极限真空值（3300Pa）约高几个数量级，符合维持系统真空的设备选型设计要求。由于多级干式罗茨真空泵为气冷干式真空泵，抽吸能力不受工作液水温的影响，故工作液温度对高效抽真空泵系统没有影响，气汽混合物经过冷凝装置冷却后，亦不会造成罗茨泵组的升温。最重要的是单套多级干式罗茨真空泵可设计为电机功率不高于30kW，相比于水环式真空泵电机可节电80%。公开日为2016年10月12日，公开号为CN106014995A的中国专利中，公开了一种多级干式罗茨真空泵，但并未解决把建立真空的水环式真空泵用作维持真空的设备带来的耗能问题，也没有解决如何将多级干式罗茨真空泵应用于发电机组双背压凝汽器抽真空系统中的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统，可解决发电机组运行期间水环式真空泵受工作水温影响而导致出力及抽吸效率下降的问题，另一方面因干式罗茨真空泵电机功率相比水环式真空泵电机功率小80%左右，可以有效降低机组厂用电率，从而降低发电及供电煤耗，装置结构简单，易于实现。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统包括高背压凝汽器热井、低背压凝汽器热井、高背压凝汽器、低背压凝汽器、高背压凝汽器真空严密性在线监测装置、低背压凝汽器真空严密性在线监测装置和凝结水泵，所述高背压凝汽器和高背压凝汽器热井连接，所述高背压凝汽器真空严密性在线监测装置安装在高背压凝汽器上，所述低背压凝汽器和低背压凝汽器热井连接，所述低背压凝汽器真空严密性在线监测装置安装在低背压凝汽器上，所述高背压凝汽器热井和低背压凝汽器热井均与凝结水泵连接，其结构特点在于：还包括高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门、高背压凝汽器水环式真空泵、高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门、高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵、低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门、低背压凝汽器水环式真空泵、低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵，所述高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门和高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门均与高背压凝汽器连接，所述高背压凝汽器水环式真空泵和高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门连接，所述高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门连接，所述低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门均与低背压凝汽器连接，所述低背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门连接，所述低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门连接。

作为优选，本实用新型所述高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵均为四级罗茨真空泵。

作为优选，本实用新型所述四级罗茨真空泵包括控制系统、罗茨泵一级、罗茨泵二级、罗茨泵三级、罗茨泵四级、一级气冷换热器、二级气冷换热器、换热器、消音器、压力变送器、气动蝶阀和温度变送器，所述一级气冷换热器连接于罗茨泵一级和罗茨泵二级之间，所述二级气冷换热器连接于罗茨泵二级和罗茨泵三级之间，所述罗茨泵四级和罗茨泵三级连接，所述换热器和罗茨泵四级连接，所述消音器和换热器连接，所述压力变送器和气动蝶阀安装在罗茨泵一级的进口，所述温度变送器与换热器连接，所述压力变送器、气动蝶阀和温度变送器均与控制系统连接。

一种多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空方法，其特征在于：使用所述的多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统，所述多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空方法的步骤如下：当发电机组启动期间，运行大容量的高背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵，以建立高背压凝汽器及低背压凝汽器真空；当机组正常运行时，运行高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵，以维持高背压凝汽器及低背压凝汽器真空。

作为优选，本实用新型所述高背压凝汽器及低背压凝汽器分别设置有高背压凝汽器真空严密性在线监测装置和低背压凝汽器真空严密性在线监测装置，当高背压凝汽器及低背压凝汽器的真空严密性高于270Pa/min时，高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵不能满足维持高背压凝汽器及低背压凝汽器真空需要时，切换为运行大容量的高背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵。

作为优选，本实用新型发电机组启动时，高背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵按正常运行方式投入运行，用于高背压凝汽器及低背压凝汽器建立真空；当机组运行正常，且高背压凝汽器及低背压凝汽器真空稳定后，高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵投入运行，高背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵停机备用；当高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵在停泵或设备故障时，高背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵联锁投入运行，罗茨真空泵组入口进气门自动关闭，以确保系统真空要求。

作为优选，本实用新型高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵的工作效率高，其抽吸极限真空值小于50Pa，比高背压凝汽器水环式真空泵和低背压凝汽器水环式真空泵的极限真空值3300Pa高几个数量级，符合维持系统真空的设备选型设计要求。

作为优选，本实用新型高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵为气冷干式真空泵。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵与高背压凝汽器水环式真空泵并联连接，低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵与低背压凝汽器水环式真空泵并联连接，水环式真空泵和多级干式罗茨真空泵的进口都设有气动隔离阀，高背压凝汽器和低背压凝汽器均安装有真空严密性在线监测装置，可解决发电机组运行期间水环式真空泵受工作水温影响而导致出力及抽吸效率下降的问题，另一方面因干式罗茨真空泵电机功率相比水环式真空泵电机功率小80%左右，可以有效降低机组厂用电率，从而降低发电及供电煤耗。

附图说明

图1为多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统状态示意图。

图2为多级干式罗茨真空泵及其辅助设备状态示意图。

图中：1为高背压凝汽器热井、2为低背压凝汽器热井、3为高背压凝汽器、4为低背压凝汽器、5为高背压凝汽器真空严密性在线监测装置、6为低背压凝汽器真空严密性在线监测装置、7为低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门、8为低背压凝汽器水环式真空泵、9为低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门、10为低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵、11为高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门、12为高背压凝汽器水环式真空泵、13为高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门、14为高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵、15为凝结水泵、100为控制系统、101为罗茨泵一级、102为罗茨泵二级、103为罗茨泵三级、104为罗茨泵四级、105为一级气冷换热器、106为二级气冷换热器、107为换热器、108为消音器、109为压力变送器、110为气动蝶阀、111为温度变送器。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中的多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空系统包括高背压凝汽器热井1、低背压凝汽器热井2、高背压凝汽器3、低背压凝汽器4、高背压凝汽器真空严密性在线监测装置5、低背压凝汽器真空严密性在线监测装置6、低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门7、低背压凝汽器水环式真空泵8、低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门9、低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10、高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门11、高背压凝汽器水环式真空泵12、高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门13、高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和凝结水泵15。其中，低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10和高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14均为气冷干式真空泵。

本实施例中的高背压凝汽器3和高背压凝汽器热井1连接，高背压凝汽器真空严密性在线监测装置5安装在高背压凝汽器3上，低背压凝汽器4和低背压凝汽器热井2连接，低背压凝汽器真空严密性在线监测装置6安装在低背压凝汽器4上，高背压凝汽器热井1和低背压凝汽器热井2均与凝结水泵15连接。

本实施例中的低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门7和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门9均与低背压凝汽器4连接，低背压凝汽器水环式真空泵8和低背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门7连接，低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门9连接，高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门11和高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门13均与高背压凝汽器3连接，高背压凝汽器水环式真空泵12和高背压凝汽器水环式真空泵进口隔离门11连接，高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵进口隔离门13连接。

本实施例中的低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10和高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14均可以为四级罗茨真空泵。四级罗茨真空泵包括控制系统100、罗茨泵一级101、罗茨泵二级102、罗茨泵三级103、罗茨泵四级104、一级气冷换热器105、二级气冷换热器106、换热器107、消音器108、压力变送器109、气动蝶阀110和温度变送器111，一级气冷换热器105连接于罗茨泵一级101和罗茨泵二级102之间，二级气冷换热器106连接于罗茨泵二级102和罗茨泵三级103之间，罗茨泵四级104和罗茨泵三级103连接，换热器107和罗茨泵四级104连接，消音器108和换热器107连接，压力变送器109和气动蝶阀110均与罗茨泵一级101连接，温度变送器111与换热器107连接，压力变送器109、气动蝶阀110和温度变送器111均与控制系统100连接。

本实施例中的多级干式罗茨真空泵双背压凝汽器抽真空方法的步骤如下：当发电机组启动期间，运行大容量的高背压凝汽器水环式真空泵12和低背压凝汽器水环式真空泵8，以建立高背压凝汽器3及低背压凝汽器4真空；当机组正常运行时，运行高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10，以维持高背压凝汽器3及低背压凝汽器4真空。

本实施例中的高背压凝汽器3及低背压凝汽器4分别设置有高背压凝汽器真空严密性在线监测装置5和低背压凝汽器真空严密性在线监测装置6，当高背压凝汽器3及低背压凝汽器4的真空严密性高于270Pa/min时，高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10不能满足维持高背压凝汽器3及低背压凝汽器4真空需要时，切换为运行大容量的高背压凝汽器水环式真空泵12和低背压凝汽器水环式真空泵8。

本实施例中的发电机组启动时，高背压凝汽器水环式真空泵12和低背压凝汽器水环式真空泵8按正常运行方式投入运行，用于高背压凝汽器3及低背压凝汽器4建立真空；当机组运行正常，且高背压凝汽器3及低背压凝汽器4真空稳定后，高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10投入运行，高背压凝汽器水环式真空泵12和低背压凝汽器水环式真空泵8停机备用；当高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10在停泵或设备故障时，高背压凝汽器水环式真空泵12和低背压凝汽器水环式真空泵8联锁投入运行，罗茨真空泵组入口进气门自动关闭，以确保系统真空要求。

本实施例中的高背压凝汽器多级干式罗茨真空泵14和低背压凝汽器多级干式罗茨真空泵10的工作效率高，其抽吸极限真空值小于50Pa，比高背压凝汽器水环式真空泵12和低背压凝汽器水环式真空泵8的极限真空值3300Pa高几个数量级，符合维持系统真空的设备选型要求。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。