一种气液分离负压平衡抽吸装置的制作方法

1.本实用新型涉及气液分离技术领域，具体涉及一种气液分离负压平衡抽吸装置。


背景技术：

2.在电站空冷机组(含直接空冷与间接空冷)汽器抽真空装置中，往往抽吸的气体温度较高，且含有大量的水蒸汽，如果这部份气体温度不降低，它直接将热量传递给真空泵的密封水，会引起密封水温度的升高；同时大量水蒸汽也将增加真空泵的功耗。
3.水环真空泵是一种容积真空泵，它由吸入腔与排出腔组成，吸入腔与排出腔的容积就决定了真空泵抽吸气量的大小。
4.真空泵的密封水主要起到密封与传递能量的作用。
5.水或液体在一定的温度下就会形成一定的饱和蒸汽压力，它会在真空泵的吸入腔内形成一定的空气囊，占据真空泵的吸入空间，随着水或液体温度的升高，汽化压力就会增加，形成的空气囊体积就会增加，真空泵的有效吸入空间就会减小，真空泵出力就会明显降低；
6.在电站凝汽器排出的混合气体中含有大量的水蒸汽，根据美国hei标准，在凝汽器设计压力3.4kpa，进气温度21℃时，不凝结气体与水蒸汽的重量比为1：2.2；
7.凝汽器排出的混合气体中不凝结气体与水蒸汽的比例受排出气体温度、凝汽器设计压力影响，在不同的工况条件下，可以通过公式计算出各自的含量；
8.在直接空冷机组中，干空气与水蒸汽的含量比一般为1：3.5；间接空冷机组中，干空气与水蒸汽含量比为：1：3.0，如果这些水蒸汽不凝结的话，势必增加真空泵的抽气量，真空泵的功耗也将随着增加。
9.在直接空冷机组中，凝汽器出来的混合气体一般温度为75℃左右，间接空冷机组混合气体温度为70℃左右，而真空泵正常密封水温为20/35℃左右，根据能量守恒原则，高温气体与低温液体混合，将会引起密封水温的升高，一般情况下，进气温度与冷却水温端差每升高10℃就会引真空泵密封水温上升3℃左右(真空度不同，引起的温升也不一致，很难有一个准确的数据)；
10.在化工中尾气回收，催化裂变工艺中，排出的气体中往往伴随着高温和大量的水蒸汽，而水蒸汽又不允许带入下一道工序，如果大量水蒸汽进入下一道工艺，将会降低化学反应速度，同时降低产品的质量。
11.如果这部份高温气体不降温的话，根据能量守恒定理，混合气体直接将热量传递给真空泵的密封水，从而引起真空泵密封水温的急剧上升，真空泵抽吸能力将会明显降低，同时伴随着汽蚀、噪声，它直接影响到真空泵的使用寿命和环境保护。
12.目前国内、外采用普遍的工艺就是在真空泵之前安装一个换热器(板式或管式)，由于气体从下往上经过换热器进行换热，换热后的气体一般是通过真空抽吸将气体从上端抽出，由于上端有真空抽吸力存在，这样就会造成下端的凝结水不好排出。


技术实现要素：

13.本实用新型提供了一种气液分离负压平衡抽吸装置，解决了以上所述的技术问题。
14.本实用新型为解决上述技术问题提供了一种气液分离负压平衡抽吸装置，包括用于气液分离的前置分离罐，及负压泵；
15.所述前置分离罐顶部设有用于排出低温气体出口，侧面设有用于输入高温气体的气体入口，底部设有热交换形成的凝结水排出口；
16.所述负压泵与前置分离罐的上端气体出口通过平衡管连通，且平衡管还与凝结水排出口连通。
17.优选地，所述凝结水排出口通过排水管连接至负压泵，经负压泵抽吸排出。
18.优选地，所述排水管上设有入口调节阀。
19.优选地，所述平衡管与所述排水管连接汇总后接入所述负压泵的入口。
20.优选地，所述平衡管上设有平衡管调节阀。
21.优选地，所述前置分离罐的顶部设有气体出口，侧面靠下设有气体入口，底部设有凝结水排出口，侧面靠上设有冷却水入口，另一侧靠下设有冷却水出口。
22.优选地，所述前置分离罐内密封设有管式换热器，冷却水从前置分离罐的侧边流入并与管式换热器进行热交换后从另一侧边排出，热交换形成的凝结水从前置分离罐的底部的凝结水排出口排出。
23.有益效果：本实用新型提供了一种气液分离负压平衡抽吸装置，包括用于气液分离的前置分离罐，及负压泵；所述前置分离罐顶部设有用于排出低温气体出口，侧面设有用于输入高温气体的气体入口，底部设有热交换形成的凝结水排出口；所述负压泵与前置分离罐的上端气体出口通过平衡管连通，且平衡管还与凝结水排出口连通。通过在前置分离罐的气体出口和凝结水排出口之间设置平衡管，通过平衡管将两个口的气压进行平衡，然后再通过负压泵抽吸将凝结水排出口的凝结水抽出，排水的时候不需要关闭前置分离罐正常气液分离工作，具有非常好的实际应用价值。
24.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
26.图1为本实用新型提供的气液分离负压平衡抽吸装置结构原理图。
27.附图标记说明：
28.1为气体出口，2为前置分离罐，3为换热器管板、4为冷却水入口，5为管式换热器，6为气体入口，7为冷却水出口，8为平衡管，9为平衡管调节阀，10为排水管，11为入口调节阀、12为负压泵、13为电机，14为负压泵排出管道，15为排出管道连接法兰。
具体实施方式
29.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
30.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.如图1所示，本实用新型提供了一种气液分离负压平衡抽吸装置，由于受空间与场地限制，要求占地面积小，采用集装式结构，它主要由前置分离罐2、管式换热器5等组成。通过集成化设计，进一步提升了设备集成化程度，相对于原来的管式换热器面积减少50％以上。
33.在前置分离罐2内密封设有管式换热器5。当冷却水通过冷却水入口4进入到前置分离罐2内时，冷却水进入到热交换空间，经过管式换热器5进行热交换，最后从冷却水出口7流出。其中，冷却水入口设在前置分离罐2的一侧的上部，冷却水出口7设在前置分离罐2的另一侧的下部，这样冷却水会尽可能填满整个前置分离罐2内的热交换空间，进而最大化实现冷却水与管式换热器5接触面。
34.此外，在前置分离罐2底部安装一台负压泵12，一般负压泵12的吸程只有6～6.5米，而机组系统真空则有9～9.5米，因此正常情况下负压泵12是抽吸不了冷却水的。本技术通过在前置分离罐2与负压泵12之间安装一个平衡管8，这样负压泵12的入口压力就与前置分离罐2达到压力平衡，这样负压泵12就可以依靠自身的吸程将冷却水从前置分离罐2的底部抽出，即冷却水从前置分离罐2的底部的排水管10流出，排水管10上设有入口调节阀11，用于冷却水抽出的流量控制。负压泵12通过电机13驱动，抽出的冷却水最后通过负压泵排出管道14流出，负压泵排出管道14处设有排出管道连接法兰15，方便连接排出管道更好的排出冷却水，或者直接回收连接至冷却水入口4实现自循环利用。
35.通过在前置分离罐2的气体出口1和凝结水排出口之间设置平衡管，通过平衡管8将两个口的气压进行平衡，然后再通过负压泵抽吸将凝结水排出口的凝结水抽出，排水的时候不需要关闭前置分离罐2正常气液分离工作，具有非常好的实际应用价值。
36.由于本装置冷却水进出口及负压泵12的入口均设有手动调节阀，平衡管8上设有平衡管调节阀9，当不需要投入使用时，可以快速将阀门关闭，使本装置变成了一个吸入管段而不影响原有设备的运行。
37.在一个具体的实施场景中：
38.参照图1所示：一种气液分离负压平衡抽吸装置它主要包括：前置气液分离罐2，管式换热器5，负压泵12，负压泵配套电机13等组成。
39.当高温混合气体(由水蒸汽、不凝结气等部份组成)从气体入口6进入到前置分离罐；
40.管式换热器5由上、下两个换热器管板3与换热器管束31多个、壳体等组成，换热器的壳体借用前置分离罐2的筒体，即将上、下两个换热器管板3与前置分离罐2的内壁焊接在一起，这样就将管式换热器5内藏于前置分离罐2中，且达到了密封的效果。
41.通过在前置分离罐2的底部安装的排水管10进入到负压泵12，由于一般负压泵12吸程只有6～6.5米水柱，而抽真空装置的负压有9～9.5米水柱，此时负压泵12不但不能抽水，反而由于抽真空装置的负压将负压泵12内的水抽吸到抽真空装置中。
42.此时在负压泵12吸入口与前置分离罐2上部安装一个连通的平衡管8，这样负压泵12入口压力就与抽真空装置的入口实现了压力平衡，负压泵12就可以依靠自身的吸程将冷却水和混合气体中快速凝结的水抽出。
43.高真空冷凝气体装置之所以选用负压泵12，是因为负压泵12的叶轮始终浸没在液体当中，进、排气口用隔板分开，负压泵在离心力的作用下，可以实现空转，它只能让液体排出，而不会在吸入腔形成真空。
44.有益效果：本实用新型专利公布了一种气液分离负压平衡抽吸装置，高真空混合气体通过进气口6进入，经过前置分离罐2、管式换热器5，通过连接口1进入抽真空装置；
45.在这一抽吸过程当中，通过在换热器3管束上开设的喷水孔，充分让冷却水与混合气体接触进行热量传递，使混合气体温度降低，同时混合气体中水蒸汽快速凝结成水，从而达到降低进气温度，提高抽真空装置的目的；
46.在前置分离罐2与负压泵12之间设置平衡管，它起到压力平衡的作用，其中平衡管中调节阀起到调节气体流量的作用。
47.通过负压泵12将前置分离罐中的冷却水与混合气体中快速凝结水抽出，从而达到降低进气温度，提高抽真空泵装置出力的目的。
48.为方便现场安装及老设备的改造，特将所有设备集中安装在一起，达到减小占地面积，方便安装的目的。
49.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，包括用于气液分离的前置分离罐，及负压泵；所述前置分离罐顶部设有用于排出低温气体出口，侧面设有用于输入高温气体的气体入口，底部设有热交换形成的凝结水排出口；所述负压泵与前置分离罐的上端气体出口通过平衡管连通，且平衡管还与凝结水排出口连通。2.根据权利要求1所述的气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，所述凝结水排出口通过排水管连接至负压泵，经负压泵抽吸排出。3.根据权利要求2所述的气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，所述排水管上设有入口调节阀。4.根据权利要求2所述的气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，所述平衡管与所述排水管连接汇总后接入所述负压泵的入口。5.根据权利要求1所述的气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，所述平衡管上设有平衡管调节阀。6.根据权利要求1所述的气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，所述前置分离罐的顶部设有气体出口，侧面靠下设有气体入口，底部设有凝结水排出口，侧面靠上设有冷却水入口，另一侧靠下设有冷却水出口。7.根据权利要求6所述的气液分离负压平衡抽吸装置，其特征在于，所述前置分离罐内密封设有管式换热器，冷却水从前置分离罐的侧边流入并与管式换热器进行热交换后从另一侧边排出，热交换形成的凝结水从前置分离罐的底部的凝结水排出口排出。

技术总结
本实用新型涉及气液分离技术领域，为一种气液分离负压平衡抽吸装置，包括用于气液分离的前置分离罐，及负压泵；所述前置分离罐顶部设有用于排出低温气体出口，侧面设有用于输入高温气体的气体入口，底部设有热交换形成的凝结水排出口；所述负压泵与前置分离罐的上端气体出口通过平衡管连通，且平衡管还与凝结水排出口连通。通过在前置分离罐的气体出口和凝结水排出口之间设置平衡管，通过平衡管将两个口的气压进行平衡，然后再通过负压泵抽吸将凝结水排出口的凝结水抽出，排水的时候不需要关闭前置分离罐正常气液分离工作，具有非常好的实际应用价值。际应用价值。际应用价值。


技术研发人员：何广安 赵克克
受保护的技术使用者：湖北省神珑泵业有限责任公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/8/5