真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺

摘要

本发明涉及一种真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺，采取下列真空工艺流程：真空循环脱气法RH真空冶炼废气→真空主阀→气体冷却器→第一级SE1蒸汽喷射真空泵→第二级SE2蒸汽喷射真空泵→第一级C1冷凝器→第三级SE3a、SE3b、SE3c蒸汽喷射真空泵→第二级C2冷凝器；从第二级C2冷凝器→第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵→排放大气缓冲罐→排大气。按本发明的真空工艺流程，蒸汽喷射真空泵加末级压力空气喷射真空泵，真空系统采用的都是动力式真空泵，没有容积式机械泵；末级泵采用的是价格低廉的压力空气。真空系统在设备数量、占地、投资、运行可靠性以及维护检修等方面均具有优点。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业真空脱气系统，特别涉及一种真空脱气冶炼工艺中的蒸汽喷射真空泵加末级压力空气喷射真空泵的真空工艺流程。

背景技术

蒸汽喷射真空泵是冶金行业真空脱气冶炼工艺必不可少的设备。现有的蒸汽喷射真空脱气通常采用成熟的全蒸汽喷射真空泵，但因全蒸汽喷射真空泵需消耗大量的蒸汽，为了降低全蒸汽喷射真空泵的能源消耗，全蒸汽喷射真空泵采用蒸汽喷射泵加末级水环泵的真空冶炼工艺，该真空冶炼工艺已逐步在工程中得到应用。

下面对蒸汽喷射泵加末级水环泵的真空冶炼工艺流程作简单介绍。

真空循环脱气法(RH)真空冶炼废气(A路)→真空主阀(A路)→气体冷却器(A路)→第一级SE1蒸汽喷射泵(A路)→第二级SE2蒸汽喷射泵(A路)→第一级C1冷凝器(A路)→第三级SE3a、SE3b、SE3c蒸汽喷射泵(A路)→第二级C2冷凝器(A路)→第四级SE4a、SE4b蒸汽喷射泵(B路)→末级AC冷凝器(B路)→排大气；

第二级C2冷凝器(A路)→水环泵(1号、2号、3号)(C路)→气、水分离排气罐(C路)→排大气。

1、真空循环脱气法(RH)真空冶炼废气(A路)：RH真空冶炼是在真空状态下(绝压66.7Pa)排出钢液中废气(H2、O₂、N₂等其它有害气体)，以确保成品钢的质量。装设真空泵的目的是为真空冶炼创造真空条件，在真空状态下RH真空冶炼排出含尘废气的温度约为1100℃，因真空状态废气稀薄，废气温度衰竭较大，进入真空主切断阀时废气温度约为600℃。

2、真空主阀(A路)：真空主阀主要是将真空泵系统与RH工艺真空槽进行切换或切断，以满足RH真空冶炼的工艺要求。

3、气体冷却器(A路)：将高温气体进一步冷却至约50℃，以减轻第一级SE1蒸汽喷射泵的工作负荷。

4、第一级SE1蒸汽喷射泵(A路)：其功能是将源源不断的低压力(绝压约20Pa)废气压缩升压(绝压约420Pa)，并送入第二级SE2蒸汽喷射泵。

5、第二级SE2蒸汽喷射泵(A路)：其功能是将由第一级蒸汽喷射泵排出的混合气体(不凝冶炼废气加已作过功的可凝泛汽)由压力(绝压约420Pa)升压至(绝压约7750Pa)，并送入第一级C1冷凝器。

6、第一级C1冷凝器(A路)：其功能是将第一级、第二级蒸汽喷射泵排出的混合气体中的可凝蒸汽或可凝泛汽冷却成冷凝水，并由第一级C1冷凝器排水管道排出，同时分离出的不凝废气排出进入第三级蒸汽喷射泵SE3a、SE3b、SE3c。

7、第三级SE3a、SE3b、SE3c蒸汽喷射泵(A路)：其功能是将第一级C1冷凝器排出的不可凝废气由压力(绝压约7700Pa)继续升压至(绝压约28200Pa)，并送入第二级C2冷凝器。第三级蒸汽喷射泵为并联三个蒸汽喷射泵，可以根据工艺生产要求任意组合使用，从而达到节能的目的。

8、第二级C2冷凝器(A路)：其功能是将第三级蒸汽喷射泵排出的混合气体中的可凝蒸汽或可凝泛汽冷却成冷凝水，并由第二级C2冷凝器排水管道排出，同时第二级C2冷凝器分二路(B路、C路)排出不凝废气，不凝废气视工艺生产和蒸汽供应情况走B路流程或走C路流程。

9、B路：第四级SE4a、SE4b蒸汽喷射泵：其功能是将第二级C2冷凝器排出的不可凝废气由压力(绝压约28130Pa)继续升压至(绝压约102051Pa)，并送入末级AC冷凝器。

10、B路：末级AC冷凝器：其功能是将第四级SE4a、SE4b蒸汽喷射泵排出的混合气体中的可凝蒸汽或可凝泛汽冷却成冷凝水，并由末级AC冷凝器排水管道排出，不凝废气由末级AC冷凝器排放大气。

11、C路：水环泵(1号、2号、3号)：其功能是将第二级C2冷凝器排出的不凝废气由压力(绝压约28130Pa)继续升压至(绝压约102051Pa)，并送入气、水分离排气罐。

12、C路：气、水分离排气罐：其功能是将水环泵(1号、2号、3号)排出的不凝废气和水滴混合物利用重力将混合物中水滴分离出，水滴由下部排水管排出，不凝废气从上部排气口排入大气。

上述废气流程A路+B路为全蒸汽喷射泵真空系统，废气流程A路+C路为蒸汽喷射泵加末级水环泵真空系统。蒸汽喷射泵加末级水环真空泵系统虽然能够节约部分蒸汽，但是系统采用了动力和容积两种形式的混合真空泵，主要存在着如下缺点：

(1)真空泵系统复杂化，系统采用动力式和容积式两种形式的真空泵，使系统复杂化。

(2)因有水环泵因素，电气部分需要增加高压开关柜、变频器等设备。

(3)系统电功率能耗增加，尤其水环泵在不抽真空的情况下，水环泵需长时间低负荷运行。

(4)水环泵运行存在设备机械磨损和轴封泄漏，从而影响末级真空度。

(5)水环泵系统设备维护检修成本高，由于系统设备种类品种增加，因而增加了生产维护成本。

(6)从目前已建成的蒸汽喷射泵加末级水环真空泵系统分析，为了确保真空泵系统的可靠性，末级蒸汽喷射真空泵并没有被取消，通常在末级水环泵旁并联了末级蒸汽喷射泵，一旦水环泵出现严重故障，末级蒸汽喷射泵即可投入使用，以确保生产的真空处理。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的任务是提供一种改进的真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺流程，将压力空气喷射真空泵替代末级蒸汽喷射泵和末级水环泵，解决了上述蒸汽喷射泵加末级水环真空泵系统所存在的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺，采取下列真空工艺流程：

真空循环脱气法RH真空冶炼废气→真空主阀→气体冷却器→第一级SE1蒸汽喷射真空泵→第二级SE2蒸汽喷射真空泵→第一级C1冷凝器→第三级SE3a、SE3b、SE3c蒸汽喷射真空泵→第二级C2冷凝器；

从第二级C2冷凝器→第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵→排放大气缓冲罐→排大气。

本发明采取如下进一步的技术措施：

所述第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵设有两台，即一台第四级SE4a压力空气喷射真空泵和一台第四级SE4b压力空气喷射真空泵。

所述排放大气缓冲罐设有一台。

所述第四级SE4a压力空气喷射真空泵的压力空气参数：压力为0.01～0.7MPa。

所述第四级SE4b压力空气喷射真空泵的压力空气参数：压力为0.01～0.7MPa。

按本发明的真空工艺流程，蒸汽喷射真空泵加末级压力空气喷射真空泵，真空系统采用的都是动力式真空泵，没有容积式机械泵；与全蒸汽喷射真空泵相比，末级泵采用的动力源不是蒸汽，而是取之不尽、价格低廉的压力空气。

采用本发明的真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺流程，蒸汽喷射泵加末级压力空气喷射泵的真空系统在设备数量、设备占地、设备投资、设备运行可靠性以及维护检修等方面，均优于全蒸汽喷射真空泵和蒸汽喷射泵加末级水环真空泵系统。

附图说明

附图是本发明的一种真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺流程图。

具体实施方式

参看附图，按本发明的一种真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺，采取下列真空工艺流程：

真空循环脱气法RH真空冶炼废气→真空主阀→气体冷却器→第一级SE1蒸汽喷射真空泵→第二级SE2蒸汽喷射真空泵→第一级C1冷凝器→第三级SE3a、SE3b、SE3c蒸汽喷射真空泵→第二级C2冷凝器，→第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵→排放大气缓冲罐→排大气。

1、真空循环脱气法(RH)真空冶炼废气：RH真空冶炼是在真空状态下(绝压66.7Pa)排出钢液中废气(H₂、O₂、N₂等其它有害气体)，以确保成品钢的质量。装设真空泵的目的是为真空冶炼创造真空条件，在真空状态下RH真空冶炼排出含尘废气的温度约为1100℃，因真空状态废气稀薄，废气温度衰竭较大，进入真空主切断阀时废气温度约为600℃。

2、真空主阀：真空主阀主要是将真空泵系统与RH工艺真空槽进行切换或切断，以满足RH真空冶炼的工艺要求。

3、气体冷却器：将高温气体进一步冷却至约50℃，以减轻第一级SE1蒸汽喷射泵的工作负荷和提高下一步第一级SE1蒸汽喷射泵的工作效率。

4、第一级SE1蒸汽喷射泵：其功能是将源源不断的低压力(绝压约20Pa)废气压缩升压(绝压约420Pa)，并送入第二级SE2蒸汽喷射泵。

5、第二级SE2蒸汽喷射泵：其功能是将由第一级蒸汽喷射泵排出的混合气体(不凝冶炼废气加已作过功的可凝泛汽)由压力(绝压约420Pa)升压至(绝压约7750Pa)，并送入第一级C1冷凝器。

6、第一级C1冷凝器：其功能是将第一级、第二级蒸汽喷射泵排出的混合气体中的可凝蒸汽或可凝泛汽冷却成冷凝水，并由第一级C1冷凝器排水管道排出，同时分离出的不凝废气排出进入第三级蒸汽喷射泵SE3a、SE3b、SE3c。

7、第三级SE3a、SE3b、SE3c蒸汽喷射泵：其功能是将第一级C1冷凝器排出的不可凝废气由压力(绝压约7700Pa)继续升压至(绝压约28200Pa)，并送入第二级C2冷凝器。第三级蒸汽喷射泵为并联三个蒸汽喷射泵，可以根据工艺生产要求任意组合使用，从而达到节能的目的。

8、第二级C2冷凝器：其功能是将第三级蒸汽喷射泵排出的混合气体中的可凝蒸汽或可凝泛汽冷却成冷凝水，并由第二级C2冷凝器排水管道排出，同时第二级C2冷凝器排出的不凝废气进入第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵。

9、第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵：其功能是将第二级C2冷凝器排出的不可凝废气由压力(绝压约28130Pa)继续升压至(绝压约102051Pa)，并送入排放大气缓冲罐。

10、排放大气缓冲罐：其功能是将压力空气喷射真空泵排出的混合气体(废气和压力空气)进行缓冲消声，并由排放大气缓冲罐的排放口排出至大气。

按本发明的真空工艺流程，第四级SE4a、SE4b压力空气喷射真空泵设有两台，即一台第四级SE4a压力空气喷射真空泵和一台第四级SE4b压力空气喷射真空泵。排放大气缓冲罐设有一台。

在本发明的真空工艺流程中，第四级SE4a压力空气喷射真空泵的压力空气参数：压力为0.01～0.7MPa。第四级SE4b压力空气喷射真空泵的压力空气参数：压力为0.01～0.7MPa。

本发明的真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺，与全蒸汽喷射真空工艺以及蒸汽喷射加末级水环真空工艺相比较，具有一系列优点，请看下列各真空工艺的对比表。

 

    序号        对比内容蒸汽喷射加压力空气喷射  真空工艺①  全蒸汽喷射真空工艺②蒸汽喷射加末级水环  真空工艺③    结论1设备投资最低低高①最低 2设备日常维护成              本                最低  低  高      ①最低3设备运行故障率最低低高①最低 4对被抽气体含尘              量要求          低  低  高①、②相当，            优于③      5存在机械磨损无无有①、②优于③ 6            设备占地面积  小  小  大①、②相当，            优于③       7            设备品种数量   2种   1种   2种①、③相当，            差于②       8        系统设备        结构简单        结构简单        结构复杂①、②相当，            优于③      9能源消耗低高略低①最低

综合上表所述，采用本发明的真空脱气系统蒸汽喷射加末级压力空气喷射的真空工艺，主要具有以下优点：

(1)蒸汽喷射泵加末级压力空气喷射真空泵系统设备控制简单，生产操作、维护简单。

(2)末级压力空气喷射真空泵排放大气时，排放口的带水汽现象基本消除，能改善周边大气环境湿度，对阻止周边环境细菌繁殖有一定的益处。

(3)系统设备占地面积与全蒸汽喷射泵相同，但比蒸汽喷射泵加末级水环泵要小。

(4)因压力空气是从环境大气中取之，成本低廉，故系统设备运行成本费用比全蒸汽喷射泵和蒸汽喷射泵加末级水环泵的费用都低，节约了蒸汽和水资源。

(5)与蒸汽喷射泵加末级水环泵相比，真空冶炼不抽气时，真空泵系统抽气设备不需无效运行而浪费能源。

(6)蒸汽喷射泵加末级水环真空泵系统在第二级C2冷凝器设备后，设置第四级SE4a、SE4b蒸汽喷射泵两台、末级AC冷凝器一台、水环泵三台以及气、水分离排气罐一台。与蒸汽喷射泵加末级水环真空泵系统相比，蒸汽喷射泵加末级压力空气喷射真空泵系统设备简单，设备投资少，设备运行故障率低。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本发明权利要求的范围内。