專利名稱：：可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，屬于動力機械技術(shù)范圍。它用于工業(yè)生產(chǎn)需要獲得真空并在真空下精煉產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝中。例如特殊鋼液的爐外精煉、食用油的精煉工藝、生物制藥的分子蒸餾、食品的真空冷升華干燥等。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的蒸汽噴射真空泵在中國工業(yè)生產(chǎn)中有一萬余臺在運轉(zhuǎn)，絕大多數(shù)為單純的蒸汽式噴射真空泵系統(tǒng)。還有5--10%采用水環(huán)一蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)。單純的蒸汽噴射真空泵的特點是結(jié)構(gòu)簡單，幾乎不需維修，一旦調(diào)試使用后即可長時間無故障的連續(xù)運行。其主要缺點是蒸汽消耗大，冷卻水消耗大，從而導(dǎo)致了能源利用效率低，生產(chǎn)成本高。它主要應(yīng)用于具有比較惡劣條件下的生產(chǎn)過程，而且是唯一的選擇。例如生產(chǎn)工藝中含有粉塵、高溫、有毒、有害、有腐蝕氣體和含有大量水蒸汽的工作場合。在這些條件下，普通的旋轉(zhuǎn)型容積式機械真空泵由于其結(jié)構(gòu)上的特點而無法工作或者達不到生產(chǎn)工藝所要求的真空度，則產(chǎn)品達不到相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。所以在很多生產(chǎn)工藝中蒸汽噴射真空泵是唯一可靠并能長期穩(wěn)定工作的真空泵。蒸汽噴射真空泵像汽車發(fā)動機、鍋爐和電動機一樣，是一種消耗能源的動力裝置。它通過消耗蒸汽來提供獲得真空環(huán)境的動力。所以它每年所消耗的能源約等于自身價格的15—20倍。表一是五種動力裝置自身價格與每年消耗能源的比較:<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>從表中得知蒸汽噴射真空泵每年消耗蒸汽的價格是自身設(shè)備價格的16.5倍，遠遠高于其他五種動力裝置的比價。但蒸汽噴射真空泵帶來的經(jīng)濟效率很可觀。如表中型號5ZP300-67蒸汽噴射真空泵用于VD-70T真空精煉爐，每年可以處理50萬噸優(yōu)質(zhì)鋼。全年可增加毛利潤15000萬元。如果能降低其能耗這不僅對企業(yè)是一個更為可觀的收入，而且對社會、環(huán)境、節(jié)能減排也是一大貢獻。所以如何減少其大量能源消耗，即提高能源利用率是目前亟待解決的問題。目前文獻報導(dǎo)的蒸汽噴射真空泵(包括市場上正在應(yīng)用的)有以下幾種單純結(jié)構(gòu)簡單的蒸汽式噴射真空泵、水環(huán)一蒸汽噴射真空泵、機械制冷一水環(huán)一蒸汽噴射真空泵、制冷一蒸汽噴射真空泵。其中單純結(jié)構(gòu)簡單的蒸汽式噴射真空泵它的優(yōu)點是真空度高、工作穩(wěn)定、可靠性高，可以長時間無故障的運行，幾乎沒有維修工作量。它的主要缺點就是蒸汽消耗量大，不符合節(jié)能減排的要求。由于蒸汽消耗大就需要配備大容量的鍋爐，所以導(dǎo)致了生產(chǎn)成本較高。水環(huán)一蒸汽噴射真空泵其優(yōu)點是蒸汽消耗有所減少即為20%30%;缺點是水環(huán)蒸汽噴射泵存在故障隱患，增加了維修工作量，同時由于水環(huán)真空泵電機功率較大，所以綜合能源節(jié)約不多。機械制冷一水環(huán)一蒸汽噴射真空泵它通過機械制冷機生產(chǎn)0—15'C的低溫水，把噴射器的工作蒸汽冷凝，大大減少了后續(xù)噴射器的負載從而節(jié)約了蒸汽，它的優(yōu)點是蒸汽消耗量比水環(huán)一蒸汽噴射真空泵減少了50%60%，可是制冷機也要電機驅(qū)動，所以綜合能源消耗減少約30%40%。制冷一蒸汽噴射真泵泵系統(tǒng)增加了吸收式制冷機和熱交換器，可以節(jié)約蒸汽消耗在30~40%。但吸收式制冷機也存在故障隱患，增加了維修工作量，它只是節(jié)約了機械制冷機的電能，而蒸汽消耗量節(jié)約不太多。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題。提供一種可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)。它在運行中利用現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的大量廢熱作為能源；它兼具有單純的蒸汽式噴射真空泵、水環(huán)一蒸汽噴射真空泵和制冷式一蒸汽噴射真空泵三種形式的優(yōu)點，并克服其缺點，同時又可大量節(jié)約能源；保證了大工業(yè)生產(chǎn)所需要的長期可靠和穩(wěn)定性。本實用新型采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)該可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)它包括現(xiàn)有的蒸汽噴射真空泵機組，特別是在蒸汽噴射真空泵機組的第一、第二、第三、第四或第五級噴射器后的冷凝器5與其之后的噴射器、冷凝器組之間增設(shè)一噴射器與冷凝器，其中噴射器、冷凝器組是一組、兩組、三組或四組，在其中一噴射器前面的冷凝器上并接有水環(huán)式真空泵構(gòu)成新型的蒸汽噴射真空泵機組，在新型的蒸汽噴射真空泵機組上設(shè)置有吸收式制冷機、分水包、分汽包及廢熱源裝置所組成。其中，分水包通過每個水閥分別與相應(yīng)的每個冷凝器連接；分汽包通過每個汽閥與相應(yīng)的每個噴射器連接，冷凝器5另一出水端與水泵34及吸收式制冷機相接，每個冷凝器出水端接入熱水池，熱水池通過水泵連接冷卻塔，冷卻塔下方的蓄水池通過水泵連接分水包，所述吸收式制冷機、分汽包分別與廢熱源裝置相接。所述的廢熱源裝置由廢熱蒸汽發(fā)生裝置通過閥分別連接廢熱源和蒸汽蓄熱器；廢熱源通過閥與吸收式制冷機連接所構(gòu)成；其中蒸汽蓄熱器分別與分汽包、吸收式制冷機連接；在蒸汽蓄熱器上設(shè)有備用鍋爐。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點它通過綜合設(shè)計，聚集了現(xiàn)有蒸汽噴射真空泵的所有優(yōu)點，同時還克服了其潛在的缺點；即它在運行中兼具有單純蒸汽式噴射真空泵、水環(huán)一蒸汽噴射真空泵和制冷式一蒸汽噴射真空泵三種形式的優(yōu)點；克服了節(jié)能少、機械故障率高的缺點。它可利用現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的大量余熱作為熱源，可節(jié)約能源50%-60%。所以它不僅達到節(jié)能減排的效果，而且保證大工業(yè)生產(chǎn)所需要的長期可靠和穩(wěn)定性。圖l是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)連接示意圖。具體實施方式結(jié)合附圖對本實用新型的整體結(jié)構(gòu)及其工作原理做具體詳細的說明所述的可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，它包括現(xiàn)有的蒸汽噴射真空泵機組，特別是在蒸汽噴射真空泵機組的第一、第二、第三、第四或第五級噴射器后的冷凝器與其之后的噴射器、冷凝器組之間增設(shè)一噴射器與冷凝器，其中噴射器、冷凝器組是一組、兩組、三組或四組，在一噴射器前面的冷凝器上并接有水環(huán)式真空泵構(gòu)成新型的蒸汽噴射真空泵機組，在新型的蒸汽噴射真空泵機組上設(shè)置有吸收式制冷機、分水包、分汽包及廢熱源裝置所組成。如圖1所示，它給出了本實用新型的一個具體實施例。由現(xiàn)有的蒸汽噴射真空泵機組，在蒸汽噴射真空泵機組的第三級噴射器4后的冷凝器5與噴射器6、冷凝器7組之間增設(shè)噴射器18與冷凝器19，在噴射器8前面的冷凝器7上并接有水環(huán)式真空泵17構(gòu)成新型的蒸汽噴射真空泵機組；在新型蒸汽噴射真空泵機組上設(shè)置一吸收式制冷機20、分水包21、分汽包22及廢熱源裝置所組成。其中，吸收式制冷機串接在冷凝器5與水泵34上；分水包通過每個水閥27、28、29、30、31及32分別與相應(yīng)的每個冷凝器5、19、7、9、10、及12相接；分汽包22通過每個汽閥45、46、47、48、49、50、51及52與相應(yīng)的每個噴射器2、3、4、18、6、8、11及13相接；所有冷凝器出水端接入熱水池35;熱水池通過熱水泵26連接冷卻塔25，冷卻塔下方的蓄水池24通過水泵23連接到分水包形成水循環(huán)系統(tǒng)。所述的廢熱源裝置由廢熱蒸汽發(fā)生裝置38分別通過汽闔39連接廢熱源40、通過汽閥44連接蒸汽蓄熱器43所構(gòu)成。而蒸汽蓄熱器與分汽包22連接、并通過汽閥42與吸收式制冷機20連接，在蒸汽蓄熱器上還接有一個備用鍋爐36;廢熱源40通過汽閥41與吸收式制冷機連接。圖1中所指的現(xiàn)有蒸汽噴射真空泵機組是由真空室l與一級噴射器2、二級噴射器3及第三級噴射器4串聯(lián)組成后依次再連接一號冷凝器5、第四級噴射器6和二號冷凝器7及第五級噴射器8、消音冷凝器9構(gòu)成的蒸汽噴射真空泵以及由噴射器13、冷凝器12、噴射器11、冷凝器IO構(gòu)成的預(yù)抽真空蒸汽噴射泵所組成?？衫脧U熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)的工作原理工作前所有閥門、水泵和電氣開關(guān)均處于關(guān)閉狀態(tài)。工作時，如圖1所示，首先是解決動力供給即蒸汽供給，將廠內(nèi)生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱由廢熱源40經(jīng)閥門39送入廢熱蒸汽發(fā)生裝置38，所產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)閥門44進入蒸汽蓄熱器43和分汽包22中貯存。當(dāng)廢熱不足時，開啟蒸汽鍋爐36經(jīng)閥門37進入蒸汽蓄熱器43和分汽包22中，蒸汽供給準(zhǔn)備完成。其次冷卻水供給，啟動水泵23把蓄水池24的常溫水3035r送入分水包21內(nèi)；啟動低溫水泵34把管道內(nèi)的低溫水送入吸收式制冷機20中，廢熱源40在低溫廢熱(80-13(TC)情況下可以直接送廢熱進入吸收式制冷機20驅(qū)動吸收溶劑，使制冷機產(chǎn)生0-15'C的低溫水，再經(jīng)閥33送入冷凝器5中。正式運行，將盛有需要真空處理的物料罐被放入真空室1中，分水包21通過閥31向冷凝器10供常溫水，同時分汽包22通過閥51向噴射器ll供汽，并向水環(huán)式真空泵17通電，打開閥門16、14對真空室1抽真空。當(dāng)真空計顯示真空達到30KPa時，打開閥29、32向冷凝器7、12供水，并打開閥49、52使噴射器6、13工作。當(dāng)真空計顯示達到8Kpa時，打開閥28向冷凝器19供水，打開閥48使噴射器18工作，同時關(guān)閉閥14,防止噴射器13、11停止工作后大氣返流進入真空系統(tǒng)。關(guān)閉閥52、51使噴射器11、13停止工作，關(guān)閥31、32停止向冷凝器10、12供水。當(dāng)真空計顯示達到2Kpa時，打開閥33，由吸收式制冷機20向冷凝器5供515'C低溫水，同時打開閥46使噴射器3工作，來自噴射器3的蒸汽在冷凝器5內(nèi)使515'C的低溫水溫度升高了410'C，升溫后的水被泵34送入吸收式制冷機中再降溫41(TC，重新成為515'C低溫水，這樣如此循環(huán)工作。當(dāng)真空計顯示達到0.5Kpa時，打開閥門45使噴射器2工作，最終使真空度顯示達到物料處理所需真空度，例如0.06Kpa時，根據(jù)工藝要求保持一定的時間后，經(jīng)測量物料達到了真空處理的要求便停止該可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)。真空泵停止的順序和開啟順序相反，即先關(guān)閥45停止噴射器2，再關(guān)閥46停止噴射器3，再關(guān)閥33、水泵34、吸收式制冷機20停止向冷凝器5供515'C低溫水。然后依次關(guān)閥48停止噴射器18，關(guān)閥28停止冷凝器19，關(guān)闊49停止噴射器6,關(guān)閥29停止冷凝器7.關(guān)真空閥16，關(guān)水環(huán)式真空泵17則停泵完畢。上述工作模式為超級節(jié)能模式，它是在水環(huán)式真空泵17及吸收式制冷機20不發(fā)生故障的情況下可以節(jié)約能源50%-60%。但是，當(dāng)水環(huán)式真空泵17發(fā)生故障時，可以關(guān)閥門16，打開閥15、50，開啟噴射器8，打開閥30向冷凝器9供水，此時為高級節(jié)能運行模式，可以節(jié)能30%左右。當(dāng)吸收式制冷機20發(fā)生故障時(此時水環(huán)式真空泵17正常工作)，關(guān)閥33、水泵34、吸收式制冷機停止向冷凝器5供低溫水，同時關(guān)閥48停止噴射器18，關(guān)閥28停止冷凝器供常溫水；這時打開閥27向冷凝器5供常溫水，打開閥47使噴射器4工作，真空泵進入普通節(jié)能模式程序，可節(jié)能20%左右。當(dāng)制冷機20和水環(huán)式真空泵17同時發(fā)生故障，這時真空泵進入現(xiàn)有技術(shù)中所說的常規(guī)運行模式，也是目前大多數(shù)正在運行的單純蒸汽式噴射真空泵模式，雖然沒有節(jié)約能源，但可以保證工廠生產(chǎn)的正常運行。所以說本實用新型是一種既能高效節(jié)約能源，又能保證工廠始終正常生產(chǎn)的蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，即節(jié)能與生產(chǎn)兩不誤。權(quán)利要求1、一種可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，它包括現(xiàn)有的蒸汽噴射真空泵機組，其特征是在蒸汽噴射真空泵機組的第一、第二、第三、第四或第五級噴射器后的冷凝器(5)與其之后的噴射器、冷凝器組之間增設(shè)噴射器(18)與冷凝器(19)，在噴射器(8)前面的冷凝器(7)上并接有水環(huán)式真空泵(17)構(gòu)成新型的蒸汽噴射真空泵機組，在新型的蒸汽噴射真空泵機組上設(shè)置有吸收式制冷機(20)、分水包(21)、分汽包(22)及廢熱源裝置所組成，其中，分水包通過每個水閥分別與相應(yīng)的每個冷凝器連接；分汽包通過每個汽閥與相應(yīng)的每個噴射器連接，冷凝器(5)另一出水端與水泵(34)及吸收式制冷機相接，每個冷凝器出水端接入熱水池(35)，熱水池通過水泵(26)連接冷卻塔(25)，冷卻塔下方的蓄水池通過水泵(23)連接分水包，所述吸收式制冷機(20)、分汽包(22)分別與廢熱源裝置相接。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，其特征是所述的廢熱源裝置由廢熱蒸汽發(fā)生裝置(38)通過閥(39)、(44)分別連接廢熱源(40)、蒸汽蓄熱器(43);廢熱源(40)通過閥(41)與吸收式制冷機連接所構(gòu)成，其中蒸汽蓄熱器分別與分汽包(22)、吸收式制冷機(20)連接。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，其特征是在蒸汽蓄熱器(43)上設(shè)有備用鍋爐(36)。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，其特征所述噴射器、冷凝器組是一組、二組、三組或四組。專利摘要本實用新型涉及一種可利用廢熱聯(lián)合式蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)，它用于工業(yè)生產(chǎn)需要獲得真空并在真空下精煉產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝中。它主要由現(xiàn)有的蒸汽噴射真空泵機組，特別是在蒸汽噴射真空泵機組的第一、第二、第三、第四或第五級噴射器后的冷凝器5與其之后的噴射器、冷凝器組之間增設(shè)一噴射器與冷凝器，在其中一噴射器前面的冷凝器上并接有水環(huán)式真空泵構(gòu)成新型的蒸汽噴射真空泵機組，在新型的蒸汽噴射真空泵機組上設(shè)置有吸收式制冷機、分水包、分汽包及廢熱源裝置所組成。它通過綜合設(shè)計，聚集了現(xiàn)有蒸汽噴射真空泵的所有優(yōu)點同時還克服了其潛在的缺點。它不僅達到節(jié)能減排的效果，而且保證了大工業(yè)生產(chǎn)所需要的長期可靠和穩(wěn)定性。文檔編號F04F5/00GK201144891SQ200720311260公開日2008年11月5日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者王宇志申請人:王宇志