真空系统设计、安装、使用说明书.pdf
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1、邯邯钢钢 120tRH120tRH 真空真空精精炼炼装装置置600kg/h600kg/h,67Pa67Pa 蒸蒸汽汽喷喷射真射真空空泵泵系系统统设设计计、装装、使使用用及及调调试试说说明明书书编制:审核:责任主任:西安重型机械研究所2007 年 4 月1安安目目录录一.蒸汽喷射泵系统及其工作原理简介二.真空泵系统安装1.安装准备 2.安装要求 3.真空泵系统气密性试验 三.真空泵系统性能调试1.调试准备 2 性能调试 2.1 辅助泵系统性能调试2.2主抽气系统性能调试2.3辅助泵系统、主抽气系统联合工作与抽气时间测定2.4其余要求 四.设备的维护 1.设备的维护说明(附点检标准)2.设备定期测
2、试、调整的规定3.设备缺陷、故障的处理(见表)4.设备检查测试记录及有关规定附表 1.设备点检表附表 2.常见故障排除方法 附表 3.真空泵系统性能参数 附表 4.喷射器、冷凝器设计性能参数及操作模式附表 5.临界流量计量喷嘴 附表 6.真空泵系统性能调试记录表 附图.真空泵系统原理图22666788991012121212131313141618191920本说明书适用于“邯钢 120tRH 真空精炼装置”真空泵系统的安装与性能调试。要求用户及安装施工单位在安装本真空泵系统过程中严格遵守本说明书中的各项安装及调试要求。一一、蒸蒸汽汽喷喷射射泵泵系系统统及及其其工工作作原原理理简简介介1 1工
3、工作作原原理理蒸汽喷射泵是以中低压蒸汽为工作介质,经过收缩-扩张喷嘴,蒸汽的势能变为动能,速度达到超音速、压强降至负压,并在混合室中与被抽气体混合,然后混合气体经扩压器减速增压后排出(至下一级泵或大气)。由于单级泵的压缩比值(指排出压强吸入真空)有一定限制,为达到较高的真空度,蒸汽喷射真空系统通常采用多级式串联布置,后级泵为前级泵(前后级是相对的,如以 S4 与 B3 对比,S4 为后级、B3 为前级,以 B3 与B2 对比,则 B3 为后级、B2 为前级等;)提供预真空;中间冷凝器的作用是冷凝前级泵 所用的蒸汽,以减少后级泵的抽气量。由于受冷凝水的饱和蒸汽压的限制,通常冷凝器 最高适用的真空
4、度为 6.58kPa(50-65torr),在更高的真空度下,由于冷凝水的挥发,冷 凝器反而成为供汽源。因而,根据冷却水的进水温度,冷凝器通常只能在大气压至 6.5kPa 真空范围内设置。第一号冷凝器(本系统为 C1 冷凝器)前的泵习惯上称为增压泵,而冷凝器后的泵则称为喷射泵,在本系统中,B1、B2 和 B3 泵为增压泵,S4 和 S5 泵则 为喷射泵。2 2系系统统组组成成真空系统的各级泵、冷凝器、汽水阀门与管线的配置等参见“邯钢 120tRH600kg/h水蒸汽喷射真空泵 P&I 图”(以下简称为“P&I 图”)。由图可见,真空系统分成主辅两个子系统:主泵子系统:由 B1 增压泵+B2 增
5、压泵+B3 增压泵+C1 冷凝器+S4a 喷射泵+C2 冷凝器+S5a 喷射泵+C3 冷凝器等构成;辅泵子系统:由 S4a、S4b 喷射泵+C2 冷凝器+S5a、S5b 喷射泵+C3 冷凝器等构成。为减小占地面积,冷凝器 C2、C3 为主辅子系统共用;并在 S4b 和 S5b 的进气管处设置有切断阀,以防止主辅子系统串通。主泵子系统主要用于达到真空系统在 600kg/h 抽气量下、67Pa 真空度的指标,以满足 RH 处理后期高真空的要求;而辅泵子系统则用于增加从大气压至 8.9kPa 的区间的抽气量,以缩短真空系统的起动时间和低真空下吹氧的需要,满足生产的要求。进入各级增压泵和喷射泵的蒸汽均
6、由汽包通过相应的蒸汽管道供应,在各级泵的蒸汽管道上均设有气动截止阀(参见表 2),以控制该级泵的启闭。进入各级冷凝器的冷却水则由水包通过相应的冷却水管道供应,为充分利用冷却水,C1、C2 和 C3 冷凝器的进水均分别由该冷凝器的上部和下部进水管供应,这些进水管上也配置有相应的气动阀门控制其启闭(参见表 3)。本统的还设置了负荷调整装置,以在对处理过程中对 S3 级的负荷进行调整,从而达到真空度调节的目的。33 3基基本本操操作作根据蒸汽喷射真空泵的后级泵为前级泵提供预真空,及中间冷凝器用于冷凝前级泵的蒸汽、减少后级泵负荷的工作机理;因而系统启动或开泵时应严格遵守起动顺序,逐级由后往前起动,并在
7、开启各级泵前,应先开启其后的冷凝器。为保证系统的正常工作,接通蒸汽后应经常检查各级疏水器的工作情况,必要时开启相应的手动阀(位号 33、38、44、48)排除管路系统中的冷凝水。因而各子系统的开泵顺序如下:辅泵辅泵子子系系统统:C3S5a+S5bC2S4a+S4b主主泵泵子子系系统统:C3S5aC2S4aC1B3C2B1混合混合启启动动:先开启辅泵子系统,即按下次序启动:C3动,即:S5a+S5bC2S4a+S4b然后,关闭 S4b、S5b 及相应的 C2、C3 冷凝器下部进水,按主泵子系统方式继续启C1B3B2B1本系统的各级真空泵开启时要求后级泵提供的预真空度见表 1:表 1开启各级真空泵
8、要求的预真空度S5a,S5bS4a,S4b35B38.9B22.5B10.5要求的预真空度kPa101(大气压)开启各级泵的具体操作即是开启各级泵的相应蒸汽进汽阀,接通各级泵的工作蒸汽,使泵投入工作。汽包与各级泵的蒸汽进汽阀(气动阀)的具体位号见表 2:表 2汽包与各级泵的蒸汽进汽气动阀位号总管汽包放散B116B215B314S4a13S4b12S5a11S5b104717位号开启冷凝器的具体操作是打开相应的上部或下部进水气动阀。C1、C2 和 C3 冷凝器的进水均设有上部进水阀和下部进水阀,在泵启动与正常工作时的开、闭情况见表 3:4表 3 各冷凝器上、下进水阀在预抽真空与正常工作时的开启与
9、关闭情况C1 上部C1 下部C2 上部C2 下部C3 上部C3 下部进水阀进水阀进水阀进水阀进水阀进水阀位号727372747275预抽真空S5a+S5bXS4a+S4b+S5a+S5bX正常工作B3+S4a+S5aXXB2+B3+S4a+S5aXXB1+B2+B3+S4a+SXX5a注:1.“”表示打开,“X”表示关闭;为保证泵的正常工作,上表中的进水阀应在相应的前级泵开启前打开。2.C1、C2、C3 的上部进水分别由 72 气动阀与 79、80、81 手动阀门控制。开启开启辅辅泵泵子系子系统统具具体操体操作作为为:开启72、74、75进水阀打开67、68气动真空阀开启10、1135kPa蒸
10、汽阀开启12、13蒸汽阀8kPa开启开启主主泵泵子系子系统统的的具体具体操操作作为为:开启72、740.5kPa、开启1575进水阀蒸汽阀开启11蒸汽阀35kPa开启13蒸汽阀8kPa关闭74、75开启73进水阀开启14蒸汽阀2.5kPa开启16蒸汽阀67Pa开启10、11蒸汽阀35kPa开启12、13蒸汽阀8kPa关闭74、75 开启73进水阀打开67、68气动真空阀混合混合启启动动的具的具体体操操作作为为:开启72、74、75进关闭12水阀、10蒸汽阀关闭74、75开启73进水阀开启14蒸汽阀2.5kPa开启15蒸汽阀0.5kPa开启16蒸汽阀67Pa为减少系统的总蒸汽量,按照设计要求,主
11、辅泵子系统不应同时工作,即不应同时开启主泵和辅泵,例如不应该按下述方式开启系统:B1 泵+B2 泵+B3 泵+C1 冷凝器+S4a5泵+S4b 泵+C2 冷凝器+S5a 泵+S5b 泵+C3 冷凝器。本真本真空空系系统统可可采采用用两种两种方方式式启启动动:1)预预抽真抽真空空方方式式:用于缩短 RH 系统的预抽时间。这种方式下,先关闭“P&I 图”上位号 54 的 DN1100 真空阀,同时开启汽包上位号 4 和 7 的气动蒸汽主阀和水包上位号71 的手动进水总阀,接通蒸汽和冷却水;然后按辅泵子系统方式启动辅泵,待达待达到到35kPa35kPa 附附近近时时,即,即可可根根据真据真空空精精炼
12、炼的的需要需要,开开启启主主真空真空阀阀,在系统内的真空度迅速达到平衡(约为 60kPa 左右)后,继续用辅助泵子系统抽气,直至抽到 8kPa 为止。然后关闭气动真空阀 67 和 68,关闭 S4b、S5b(位号 12、10 的蒸汽阀)及相应的C2、C3 冷凝器下部进水位号(74、75 的进水阀),按主泵子系统方式继续启动,即开启C1 冷凝器的下部进水阀(位号分别为 73 的进水阀),并按相应泵的预真空要求开启 B3泵(位号 14 的蒸汽阀)、B2 泵(位号 15 的蒸汽阀)与 B1 泵(位号 16 的蒸汽阀)。2)直接从直接从大大气气压压下下启启动动:本方式即混合启动方式,在这种方式下,“P
13、&I图”上位号54 的 DN1100 真空阀门为开启状态。在开启汽包上位号 4 和 7 的气动蒸汽主阀和水包上位号 71 的手动进水总阀、接通蒸汽和水后,系统即可按混合启动方式启动。RH 处理结束后,可通过两种方式进行关泵:1)用大气破空;2)用氮气破空。后者后者用用于精于精炼炼废废气中气中 COCO 含量含量过过高高的的场场合合。下面分述这两种破空方式的具体操作:用大气破空:打开测量喷嘴附近的位号 63 的气动破空阀,将大气放入真空主管,然后按下顺序逐步关闭各级泵和冷凝器:关 B1 泵(关蒸汽阀 16)关 B2 泵(关蒸汽阀 15)关 B3 泵(关蒸汽阀 14)关 C1 冷凝器下部进水(关进
14、水阀 73)关 S4a 泵(关蒸汽阀 13)关 S5a 泵(关蒸汽阀 11)关 C1、C2、C3 冷凝器的上部进水(关进水阀 72)。最后关闭蒸汽总阀 7、4 和手动进水总阀 71。真空度调节:开启位号为 65 和 66 的气动阀将 C3 排出的混合气体引入 B3 泵,气动调节阀 65 可用于调节进入 S3 泵的气体流量。6二二、真真空空泵泵系系统统安安装装“邯钢 120tRH 真空精炼装置”之真空泵系统(包括汽、水分配器和汽、水管)其安装质量,对该装置能否顺利试车及正常运行关系重大,对冶金效果、效率也将有一定的影响。由于真空泵系统是在真空压力较低(即真空度较高)状态下运行,设备和管道的密封性
15、要求很高,因此更应当高度重视真空泵系统的安装工作,保证安装质量。1.1.安装安装准准备备安装前应详读本使用说明书安装前应清扫基础及各层平台,检查真空泵系统各部件落位各层平台标高及有关安装尺寸是否符合设计要求。清理和检查设备、阀门及仪表根据现场情况确定吊装方案、准备好吊具及安装用料。2.2.安装安装要要求求安装前必须认真清理所有零部件及配套件工作面(即位于真空侧)上的锈层、油污及夹杂物。安装前应认真检查所有设备的装配、连接状况,连接部位如有松动应及时上紧。用压缩空气(蒸汽或压力水)冲洗蒸汽分配器,冷却水分配器,蒸汽管道,喷射器(喷嘴及扩压器)等内表面锈层及夹杂污物。所有法兰对接面必须相对平行安装
16、,歪斜不正者应予修正,不可靠螺栓力强行夹紧;一对法兰间必须装夹一个密封垫片,不得将二个密封垫片叠用;密封垫片应放正,不要影响通道内径光滑;紧固螺钉时应对称均匀施力,密封件垫片受压之力应一周均匀;法兰与密封垫片的密封平面应平整、光滑、清洁。法兰密封垫片的内园直径应略大于法兰内径(尤其是橡胶垫片),通 常大25mm,垫片厚度一般为 23mm,真空系统、蒸汽系统及冷却水系统垫片均采用石棉橡胶垫片。真空系统中的阀门应具有良好的真空密封性能,阀门安装前应进行认真 清理和检查;蒸 汽与冷却水系统的管道阀门安装前均应进行密封性试验,因真空泵系统安装完成后进行气密性试验和抽真空时,阀门渗漏很难检查。蒸汽及冷却
17、水供应管道应向蒸汽分配器及冷却水分配器方向倾斜(坡度 3:1000mm)以保证管道内积水可靠回流至分配器内。7喷射器(B1、B2、B3、S4a、S4b、S5a、S5b)是真空泵系统中关键之关键部件,安装前应严格检查其特性尺寸是否符合设计要求,且要求吊装及落位前制定好周 全的吊装落位方案,切不可因吊装落位方法不当造成其轴向弯曲变形,影响其抽 气性能及整个真空精炼装置试车。气体冷却除尘器主体轴线应垂直基础安装。主 抽 气 真空 阀门应水平 安 装,要求安装时将该阀先与其前后两段抽气管道联接一体后,再与气体冷却除尘器废气出口调整对位,然后现场配焊连接为一体。现场装配、焊接说明由于真空泵系统总装、调试
18、等工作只能在设备安装现场进行,因而安装时大量现场安装装配、焊接工作均得由安装施工单位来实施。为了保证真空系统气密性,通径大于 1000mm 的管道要求双面剖口焊接,单面剖口 30 度;通径小于1000mm 的管道,要求氩弧焊打底,单面剖口 30 度焊接。3.3.真空真空泵泵系系统统气气密性密性试试验验真空泵系统安装完成后,需仔细进行气密性试验,具体内容及操作方法如下:蒸汽蒸汽系系统统:包括蒸汽总管,蒸汽分配器,蒸汽分配器至各级喷射器进汽管口间蒸汽连管、阀门。将 蒸 汽 系统进出 口 端 用 盲 板 封 死,通入压缩空气进行试验检漏。试验压力应逐步升压,最高试验压力为 1.21.6MPaG,并在
19、此压力下稳压 20 分钟,不得有任何泄漏。试压合 格 后 应使用 压缩空 气 对蒸 汽 系 统,特别是各级喷射器进汽管进行认真吹洗,以防止真空泵工作时蒸汽喷嘴堵塞。应合理地选择吹洗口,避免污物积存于死角及阀门处。冷却冷却水水系系统:统:包括进水总管、水分配器、水分配器至各级冷凝器进水口间冷却水连管及阀门。将冷却水系统进出口端用盲板封死,通入压力水进行压力检漏。试验压为 0.40.6MPaG,并在最高压力下稳压 20 分钟,不得有任何泄漏。试压合格后放净管中的水,并用压缩空气进行冲洗。真空真空系系统统:包括真空抽气主管、气体冷却除尘器、弯管、抽气集合管、各级喷射器、各级冷凝器、汽水分离器及冷却水
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