[發(fā)明專利]一種水環(huán)真空泵機(jī)組中的大氣噴射器控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410129965.0
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN103939373A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐世譽(yù);吳泰忠;李松峰;羅思球
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省佛山水泵廠有限公司
• 主分類號(hào): F04D27/00
• 分類號(hào): F04D27/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 艾持平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于真空設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及水環(huán)真空泵機(jī)組中的大氣噴射器控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

目前電廠一般都采用液環(huán)真空泵機(jī)組作為凝汽器的抽真空設(shè)備。凝汽器的真空越高，電廠的發(fā)電效率就越高，所以液環(huán)泵都處于極限真空（這里的極限真空是指液環(huán)泵工作時(shí)能達(dá)到的最高真空）下運(yùn)行。由于液環(huán)真空泵采用水作為工作液，所以液環(huán)真空泵在極限真空下運(yùn)行，就會(huì)發(fā)生汽蝕。汽蝕是一種物理現(xiàn)象。在一定的溫度下，在液環(huán)泵的吸入工作區(qū)，壓力低到一定的程度，一部份溶于工作液中的氣體就會(huì)從液環(huán)中析出，并且，壓力越低（或越接近于液環(huán)的飽和蒸汽壓時(shí)），從液環(huán)中析出的氣泡越多，速度越快，當(dāng)吸入壓力達(dá)到液環(huán)的飽和蒸汽壓時(shí)，液環(huán)處于沸騰狀態(tài)，液環(huán)泵的抽氣量將為零。從液環(huán)泵的吸入工作區(qū)到排出工作區(qū)，由于壓力的逐漸增大，從吸入工作區(qū)液環(huán)析出的氣泡急劇縮小，以至破裂。大氣泡破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)將高速地填充氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的空穴，發(fā)生相互撞擊而形成水擊。這種水擊的頻率高達(dá)2500Hz，壓力高達(dá)49MPa，至使葉片表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使葉片表面的金屬剝落而形成蜂窩狀。汽蝕破壞除機(jī)械力的作用外還伴有電解、化學(xué)腐蝕等多種復(fù)雜的作用。液環(huán)真空泵的汽蝕現(xiàn)場是抽氣能力急速下降，產(chǎn)生很大的噪音、振動(dòng)，葉輪很快損壞。能從根本上避免液環(huán)真空泵汽蝕的方法就是在液環(huán)真空泵前面增加大氣噴射器，通過大氣噴射器把氣體進(jìn)行一定的壓縮后，再進(jìn)入液環(huán)真空泵，液環(huán)真空泵入口壓力提高了，汽蝕就可以避免了。而且大氣噴射器還有進(jìn)一步提高凝汽器真空的能力，所以越來越多的電廠都采用大氣噴射器+液環(huán)真空泵的機(jī)組，本發(fā)明所說的水環(huán)真空泵機(jī)組是指水環(huán)真空泵+大氣噴射器+氣水分離器+熱交換器等所有部件的總成。

大氣噴射器的優(yōu)勢只有在高真空時(shí)體現(xiàn)，低真空的時(shí)候抽氣能力沒有單獨(dú)使用液環(huán)真空泵好，所以控制好大氣噴射器的投入和撤出才能保證機(jī)組高效運(yùn)行。在現(xiàn)有技術(shù)中，是通過在機(jī)組吸入口裝壓力開關(guān)，設(shè)定兩個(gè)壓力值來控制大氣噴射器。由此帶來以下缺點(diǎn)：由于氣蝕與水環(huán)真空泵的工作水溫度有關(guān)，在夏季等水溫較高的工況下根據(jù)壓力設(shè)定沒有投入大氣噴射器，但液環(huán)真空泵已經(jīng)發(fā)生汽蝕，振動(dòng)、噪音加劇，大大縮短了液環(huán)真空泵的使用壽命；相反，在冬季等水溫較低的工況下，實(shí)際未發(fā)生氣蝕，但投入了大氣噴射器，使整套設(shè)備抽氣能力下降，造成凝汽器真空下降，增加發(fā)電成本；并且這種方法切換時(shí)抽氣設(shè)備抽氣能力變化較大，進(jìn)而影響凝汽器和汽輪機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。上述情況在制藥、化工等等高真空工藝流程中也同樣發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種適用于高真空行業(yè)真空泵機(jī)組的可以有效控制大氣噴射器的投入和撤出時(shí)機(jī)的控制系統(tǒng)和控制方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種水環(huán)真空泵機(jī)組中的大氣噴射器控制系統(tǒng)，包括集散控制系統(tǒng)簡稱DCS、壓力傳感器、溫度傳感器、氣路旁通閥、驅(qū)動(dòng)氣體閥，其中壓力傳感器設(shè)置在水環(huán)真空泵機(jī)組的抽氣管路上，溫度傳感器設(shè)置在水環(huán)真空泵的工作水管路上，壓力傳感器和溫度傳感器的信號(hào)輸入DCS，氣路旁通閥設(shè)置在與大氣噴射器并聯(lián)的管路上，驅(qū)動(dòng)氣體閥設(shè)置在大氣噴射器的驅(qū)動(dòng)氣體入口管路上，氣路旁通閥和驅(qū)動(dòng)氣體閥均接入DCS。

具體地，所述的大氣噴射器通過驅(qū)動(dòng)氣體入口管路與水環(huán)真空泵機(jī)組中的汽水分離器的出氣口連接，所述的水環(huán)真空泵的工作水管路與汽水分離器的出水口連接。所述的溫度傳感器設(shè)置在水環(huán)真空泵的工作水管路上的熱交換器入口處。

以及：

水環(huán)真空泵機(jī)組中的大氣噴射器控制系統(tǒng)的控制方法，

一、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出如下函數(shù)關(guān)系式：

（1）當(dāng)水環(huán)真空泵產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象時(shí)，水環(huán)真空泵的工作水溫度t與被抽系統(tǒng)的壓力P的函數(shù)關(guān)系式：P1＝F（t）；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定最小壓力增加值k1，使P2＝F（t）＋k1，以P2作為水環(huán)真空泵機(jī)組投入大氣噴射器前被抽系統(tǒng)的最小允許壓力值；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定最大壓力增加值k2，使P3＝F（t）＋k2，以P3作為水環(huán)真空泵機(jī)組撤出大氣噴射器前被抽系統(tǒng)的最大允許壓力值。

二、在所述的DCS中輸入上述P1、P2和P3與t的函數(shù)關(guān)系式運(yùn)算程序，使所述的大氣噴射器控制系統(tǒng)按下述方法運(yùn)行：

（1）溫度傳感器將工作水溫度實(shí)測值t、壓力傳感器將被抽系統(tǒng)壓力實(shí)測值P輸入DCS，DCS將工作水溫度實(shí)測值t代入上述P1、P2和P3與t的函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行運(yùn)算后得出壓力計(jì)算值P1、P2和P3，再將被抽系統(tǒng)的壓力實(shí)測值P與壓力計(jì)算值P1、P2和P3進(jìn)行比較；