本实用新型涉及火力发电厂技术领域，具体而言，涉及一种带前置混合冷却的罗茨水环真空系统。
背景技术：
火力发电是用蒸汽推动汽轮机旋转，需要在汽轮机排气口的凝汽器安装抽真空设备，主要作用为抽出凝汽器的不凝结气体，以维持最佳真空，从而提高热能转换为机械能的效率。
现有技术中，由于管道及壳体不严密，空气会漏入，从而破坏凝汽器的真空，对汽轮机安全运行不利，同时，空气含量大时，会使凝结水的含氧量增加而加剧对设备的腐蚀，而现有的真空系统抽吸的未凝结气体中含有大量蒸汽，将超出罗茨真空泵串联水环真空泵的实际抽吸能力，导致能耗增加，在夏季，水冷机组凝汽器以及空冷机组排气温度高，超过罗茨真空泵和水环真空泵的许用温度，危机设备的安全。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种带前置混合冷却的罗茨水环真空系统，该真空系统能够可大幅降低进入的汽-气混合物总量和温度，并可改善该真空系统的工作条件，并能够降低能耗，显著提高经济效益，且该真空系统占地面积也较小。
本实用新型的实施例是这样实现的：
带前置混合冷却的罗茨水环真空系统，包括混合式冷却器、罗茨真空泵、级间冷却器、水环真空泵和气液分离器，所述罗茨真空泵的进气管与所述混合式冷却器排气管连通，所述级间冷却器的进气管与所述罗茨真空泵的排气管连通，所述级间冷却器的排气管与所述水环真空泵的进气管连通，所述气液分离器的进气管与所述水环真空泵的排气管连通。
可选的，所述真空系统还包括工作液冷却器，所述水环真空泵包括水环真空泵工作液进口和水环真空泵排气口，所述气液分离器包括气液分离器工作液出口和气液分离器进气口，所述水环真空泵排气口和所述气液分离器进气口连通，所述工作液冷却器分别与所述水环真空泵工作液进口和所述气液分离器工作液出口连通。
可选的，所述真空系统还包括冷却子系统，所述冷却子系统包括冷却水进水管和冷却水出水管；
所述工作液冷却器还包括工作液冷却器冷却水进水端、工作液冷却器冷却水出水端、工作液冷却器工作液进口及工作液冷却器工作液出口；
所述工作液冷却器冷却水进水端、所述罗茨真空泵冷却水进水端和所述级间冷却器冷却水进水端分别与所述冷却水进水管连通，所述工作液冷却器冷却水出水端、所述罗茨真空泵冷却水出水端和所述级间冷却器冷却水出水端分别与所述冷却水出水管连通；
所述工作液冷却器工作液出口与所述水环真空泵工作液进口连通，所述工作液冷却器工作液进口与所述气液分离器工作液出口连通。
可选的，所述水环真空泵工作液进口与所述工作液冷却器工作液出口之间设有温度传感器。
可选的，所述级间冷却器与所述水环真空泵之间设有止回阀。
可选的，所述真空系统还包括罗茨真空泵马达和水环真空泵马达，所述罗茨真空泵马达与所述罗茨真空泵连接，所述水环真空泵马达与所述水环真空泵连接。
可选的，所述混合式冷却器与所述罗茨真空泵之间设有气动蝶阀。
可选的，在所述工作液冷却器工作液进口和所述工作液冷却器工作液出口的管路分别设有温度计。
可选的，所述气液分离器设有磁翻板液位计，所述磁翻板液位计设置于所述气液分离器。
可选的，所述气液分离器还包括补水管路，所述补水管路设置有补水电磁阀。
本实用新型实施例的有益效果是：该真空系统的结构简单，占用空间小，在该真空系统前置混合式冷却器，能大幅降低进入真空系统的的汽-气混合物总量和温度，而混合式冷却器体积小，能有效降低汽-气混合物的温度，改善真空泵组的工作条件，从而增大真空泵组的抽吸能力；同时，增大抽吸能力意味着能耗的降低，对煤的用量将降低，从而带来较好的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
混合式冷却器100、混合式冷却器冷却水进口101、混合式冷却器吸气口102、混合式冷却器排水口103、混合式冷却器排气管104；
罗茨真空泵110、罗茨真空泵马达111；
级间冷却器120；
水环真空泵130、水环真空泵马达131；
气液分离器140、气液分离器排气口141、气液分离器补水口142、气液分离器排污口143；
工作液冷却器150；
止回阀160；
冷却水进水管170；
冷却水出水管180；
温度传感器190；
气动蝶阀200；
温度计210；
磁翻板液位计220；
补水电磁阀230。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
火力发电是用蒸汽推动汽轮机旋转，需要在汽轮机的排气口安装抽真空设备，主要作用为抽出凝汽器的不凝结气体，以维持最佳真空，提高热能转换为机械能的效率。
传统的抽真空设备采用水环真空泵，或者串联大气喷射器，由于工作液温长期偏离设计值，导致水环真空泵汽蚀严重，而且效率低下；加上大气喷射器，能耗进一步增大，泵组的实际有效抽速进一步降低；而如果仅使用罗茨真空泵串联小水环真空泵组成抽真空设备，其适用范围受罗茨真空泵吸气温度的限制，不能可靠地应用于排汽温度较高(≥60℃)的汽轮机组维持真空，否则将由于罗茨真空泵转子受热膨胀，动静间隙减小导致设备损坏；同时，当凝汽器换热效果较差，该真空系统抽吸的未凝结气体中含有大量蒸汽，将超出罗茨真空泵串联小水环真空泵组的实际抽吸能力，导致能耗增加，凝汽器真空恶化；而表面式(即列管式、板式、翅片管式)换热器作为前置冷却的罗茨真空泵串联小水环真空泵组成的抽空设备，由于表面式换热器存在端差，且换热温差较小，存在换热器体积庞大，气阻明显的缺点。
而水环真空泵的性能受制于工作液的温度，当夏季工作液温度较高时，抽气能力急剧下降，同时，要提高真空度，水环真空泵的性能会衰减得更严重，现有技术中，发电厂的真空机组普遍存在气蚀现象，基本为水环真空泵的真空度较高，且工作液的温度也比较高，目前，大多数发电厂已将水环真空泵的叶轮和圆盘的材质改为不锈钢，但也需三年左右更换一次。
参阅图1，本实用新型的实施例提供一种带前置混合冷却的罗茨水环真空系统，包括混合式冷却器100、罗茨真空泵110、级间冷却器120、水环真空泵130和气液分离器140，其中，混合式冷却器100、罗茨真空泵110、级间冷却器120、水环真空泵130和气液分离器140均设置在机架上，其中气液分离器140和混合式冷却器100均竖直设置。
混合式冷却器100具有混合式冷却器冷却水进口101、混合式冷却器吸气口102、混合式冷却器排水口103和混合式冷却器排气管104，混合式冷却器100可以保证进入该真空系统中的气体大都为较干燥的空气，而汽-气混合物即由混合式冷却器吸气口102进入，只有少量水蒸气；其中，混合式冷却器排气管104与罗茨真空泵110的进气管连通，级间冷却器120的进气管与罗茨真空泵110的排气管连通，级间冷却器120的排气管与水环真空泵130的进气管连通，气液分离器140的进气管与水环真空泵130的排气管连通。
虽然罗茨真空泵110的抽吸能力强，效率高，其缺点是承受的压差小，一般不超过6KPa，而为了消除其承受压差小的缺点，在本实施例中，采用混合式冷却器100串联罗茨真空泵110，再串联水环真空泵130的形式，加入前置的混合式冷却器100后，罗茨真空泵110的进气口的真空度一般为湿冷机组4～10KPa(冬～夏)，空冷机组4～30KPa(冬～夏)，而罗茨真空泵110的排气口真空度一般为10～25KPa(冬～夏)，这样即保持了罗茨真空泵110的压差不超过6KPa，同时，总装机的功率得以降低，对于电能的消耗也降低，即增加了经济效益。
同时，由于增加了前置的混合式冷却器100，由于混合式冷却器100具有无端差换热、冷却效果好、设备体积小、可有效降低吸气温度和改善该真空系统的工作条件等优点，有效增大了罗茨真空泵110和水环真空泵130的抽吸能力，通过在混合式冷却器100内加注冷却水，冷却水可以采用机组除盐水、凝结水和空调冷冻水等水源，通过冷凝回收汽-气混合物中的饱和蒸汽，使得凝汽器的尾气温度和罗茨真空泵110的进气口温度均降低，而尾气降低伴随真空度的提高，最终的煤耗也将降低，同样提高了经济效益。并且，由于罗茨真空泵110吸气温度一般要求控制在60℃以下，所以不能直接应用于汽轮机排气温度高于60℃的空冷(含直接空冷和间接空冷)火力发电机组抽真空系统中。增加前置混合式冷却器100后，可将罗茨真空泵110应用于空冷(含直接空冷和间接空冷)火力发电机组抽真空系统中，从而扩大了其应用范围。
另外，该真空系统还包括工作液冷却器150，工作液冷却器150可以采用板式或列管式换热器，工作液冷却器150主要用于对气液分离器140和水环真空泵130的工作液进行循环冷却，水环真空泵130包括水环真空泵工作液进口和水环真空泵排气口，而气液分离器140包括气液分离器工作液出口和气液分离器进气口，水环真空泵排气口与气液分离器进气口相连通，工作液冷却器150分别与水环真空泵工作液进口和气液分离器工作液出口连通。
该真空系统还包括冷却子系统，冷却子系统包括冷却水进水管170、冷却水出水管180；具体地，工作液冷却器150还包括工作液冷却器冷却水进水端、工作液冷却器冷却水出水端、工作液冷却器工作液出口和工作液冷却器工作液进口；工作液冷却器冷却水进水端、罗茨真空泵冷却水进水端和级间冷却器冷却水进水端分别与冷却水进水管170连通，工作液冷却器冷却水出水端、罗茨真空泵冷却水出水端和级间冷却器冷却水出水端分别与冷却水出水管180连通；工作液冷却器工作液出口与水环真空泵工作液进口连通，工作液冷却器工作液进口与气液分离器工作液出口连通；其中，冷却子系统主要用于对罗茨真空泵110、级间冷却器120进行循环冷却，而冷却水进水管170和冷却水出水管180分别与外部的储水设备相连。
参阅图1，水环真空泵工作液进口与工作液冷却器工作液出口之间设有温度传感器190，在级间冷却器120与水环真空泵130之间设有止回阀160。
其中，该真空系统还包括罗茨真空泵马达111和水环真空泵马达131，罗茨真空泵马达111与罗茨真空泵110连接，水环真空泵马达131与水环真空泵130连接。
在本实施例中，混合式冷却器100与罗茨真空泵110之间设有气动蝶阀200，具体为，气动蝶阀200设置在混合式冷却器排气管104与罗茨真空泵110的进气管之间的管路中。
水环真空泵工作液进口与工作液冷却器工作液出口之间设有温度传感器190。
在本实施例中，在工作液冷却器工作液进口和工作液冷却器工作液出口的管路分别设有温度计210，两个温度计210主要用于检测工作液冷却器150的工作性能，具体为，其中一个温度计210设置在气液分离器工作液出口与工作液冷却器工作液进口之间的管路，另一个温度计210设置在工作液冷却器工作液出口与水环真空泵工作液进口之间的管路。
气液分离器140还包括气液分离器排气口141、气液分离器补水口142和气液分离器排污口143，由水环真空泵130排出的不凝结气体和少量水汽则通过气液分离器排气口141排到室外，气液分离器140上设有磁翻板液位计220和补水电磁阀230，另外，气液分离器140还设置有溢流管，且该溢流管与气液分离器140的气液分离器排污口143连接，当气液分离器140内的液位较高时，则通过溢流管将液体从气液分离器排污口143排出，补水电磁阀230设置于气液分离器140的补水管路，磁翻板液位计220设置于气液分离器140，磁翻板液位计220主要用于检测气液分离器140中的液体容量，而气液分离器140的补水管路用于对气液分离器140进行补水，当气液分离器140中的液体容量不足时，磁翻板液位计220将补水信号发送给补水电磁阀230，补水电磁阀230则打开对气液分离器140进行供水，而当气液分离器140中的液体容量达到合适值时，磁翻板液位计220将停止供水信号发送给补水电磁阀230，此时补水电磁阀230则关闭，停止对气液分离器140进行供水。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。