【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冷却系统优化，尤其涉及一种真空泵工作液综合冷却系统优化方法。
技术介绍
1、抽真空系统对于电厂运行非常重要，直接影响电厂的经济性和系统运行的稳定性。空冷机组内水环真空泵是建立和维持汽轮机机组的低背压和抽真空的成套装置，正常运行时，真空泵为一用一备，不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及排汽装置的不凝结气体。真空泵的工作能力主要是受其工作液温度的影响。
2、机组正常运行时，水环式真空泵需不断地抽除排汽装置内的不凝性气体，保证和维持排汽装置真空。水环式真空泵的工作液温度对其抽吸性能有很大影响，尤其是在抽气(吸入口)压力较低的情况下影响更大。随着真空泵工作液循环次数的增加，由于吸收了自身做功散热及被抽吸出水蒸气释放的气化潜热，造成工作液温度逐渐升高；而工作液温度升高后(尤其在夏季)会明显降低真空泵的抽气能力，排汽装置内不凝结气体比例增加，压力逐渐升高，机组真空下降，严重影响机组的经济性。
3、随着水环真空泵内的工作液温度升高，当水环泵内部空腔压力低于工作液温度对应的饱和蒸汽压力时，泵体内的旋转水环的水分子就会汽化并产生气泡，这些气泡随水环叶轮一起运动，当转动到排出口附近时，因水环压力显著升高导致气泡破裂，周边的水分子会快速填充原汽泡空间，发生局部的水锤作用，造成运行噪声很大，这就是所谓的“汽蚀”。处于汽蚀运行状态的真空泵抽吸能力将快速下降。长期运行时将在叶轮表面形成大量的汽蚀凹坑，严重时造成真空泵叶轮损坏掉落。目前电厂多采用循环水或者工业水进行工作液的冷却，但是夏季时循环水和工业水的温度升高，真空泵的工
4、空冷排汽装置配套选用水环式真空泵的大小，是根据空冷排汽装置干空气泄漏量的大小来确定。如果不及时将空冷排汽装置中泄漏的干空气及时抽出来，汽轮机组的运行稳定性很难保证。真空泵的工作液为汽轮机凝结水，正常运行时由凝结水泵升压的水通过补、排水浮子阀维持真空泵内正常水位。由于工作液在泵体内做功产生热量同时吸收从空冷排汽装置内抽出的气体的热量，因而其温度升高，为维持工作液温度在其汽化温度以下，避免造成泵气蚀，在系统内往复做功的工作液需要被不断地进行冷却。
5、相关研究表明，抽真空每提高1kpa，机组带负荷能力提高约1％，改善真空可达到降耗节能和提高机组运行稳定性的目的。因此，有必要采取相应措施，对机组的真空泵工作液冷却水的系统进行改造。例如采用真空泵工作液冷却水的系统改造，或对换热器进行改造、结合多种方式进行综合改造等。
6、现阶段针对火力发电厂冷端优化分析，往往侧重于影响机组真空的常规因素，如循环水流量、循环水温度、真空严密性、空冷排汽装置管束的清洁度等，而往往忽视了真空泵本身工作性能对真空的影响。在环境温度较高季节，真空泵出力下降对机组的经济性有显著影响。有必要对真空泵工作液温度对其性能的影响进行试验研究，以给出切实有效的解决方案。
技术实现思路
1、为了解决上述至少一个技术问题，本专利技术提出一种真空泵工作液综合冷却系统优化方法和装置，通过建立真空泵母管喷淋减温换热的结构模型，将结构模型导出流体域软件中，模拟结构模型在不同结构参数条件下的流体扩散情况，最终通过模拟试验对最优方案进行验证，实现了真空泵的冷却系统的优化，降低了排汽装置的背压，大大缩短了冷却系统改进设计的周期，降低了设计成本和试验成本。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一方面提出了一种真空泵工作液综合冷却系统优化方法，包括如下步骤：
4、s1.采用建模软件建立真空泵母管喷淋减温换热的结构模型；
5、s2.将结构模型导入流体动力学软件中，生成流体域模型，并进行流体网格划分；
6、s3.设定流体域模型中的结构参数，模拟喷嘴的流体扩散情况；
7、s4.单独或组合变更流体域模型中的结构参数，并分别模拟不同喷嘴布置方案的流体扩散情况；
8、s5.计算出不同喷嘴布置方案的减温效果，并通过多因素分析法综合评定出最优方案；
9、s6.结合模拟试验对最优方案的实际减温效果进行验证。
10、优选地，所述s1中的建模软件为solidworks，所述结构模型包括喷嘴模型、喷嘴内流体模型以及喷嘴出口流体模型。
11、优选地，所述s2中的动力学软件为cfd，所述流体网格划分包括将流体域分割为不同的块，并分别对每个块进行针对性网格划分。
12、优选地，所述s3中的结构参数包括喷嘴结构尺寸、喷嘴进出口角度及尺寸、喷嘴数量以及喷嘴分布。
13、优选地，所述s5中多因素分析法的评价指标包括真空泵背压、真空泵抽气量、汽轮机低压缸排汽温度以及真空泵工作液温度。
14、优选地，所述减温效果包括真空泵吸入蒸汽的携带吸附率以及不凝气体的降温值。
15、优选地，所述s6中模拟试验包括模拟真空泵工作的减温试验平台，根据所述最优方案中设定的结构参数通过减温试验平台评估实际减温效果。
16、本专利技术第二方面提供了一种真空泵工作液综合冷却系统优化装置，用于实施如第一方面任一所述的真空泵工作液综合冷却系统优化方法，包括真空泵，所述真空泵通过管道依次与真空泵工作液换热器、蓄冷水箱以及吸收式制冷机双向连通，所述真空泵通过母管与排汽装置排汽端相连，其特征在于，所述母管设有喷淋减温换热装置，所述喷淋减温换热装置与所述蓄冷水箱连通。
17、优选地，所述喷淋装置包括若干布置于所述母管周侧的喷嘴。
18、优选地，所述喷嘴以与所述母管中不凝结气体顺流和/或逆流形式布置。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
20、本专利技术通过建立真空泵母管喷淋减温换热的结构模型，将结构模型导出流体域软件中，模拟结构模型在不同结构参数条件下的流体扩散情况，最终通过模拟试验对最优方案进行验证，实现了真空泵的冷却系统的优化，降低了排汽装置的背压，大大缩短了冷却系统改进设计的周期，降低了设计成本和试验成本。
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1.一种真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述S1中的建模软件为SolidWorks，所述结构模型包括喷嘴模型、喷嘴内流体模型以及喷嘴出口流体模型。
3.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述S2中的动力学软件为CFD，所述流体网格划分包括将流体域分割为不同的块，并分别对每个块进行针对性网格划分。
4.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述S3中的结构参数包括喷嘴结构尺寸、喷嘴进出口角度及尺寸、喷嘴数量以及喷嘴分布。
5.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述S5中多因素分析法的评价指标包括真空泵背压、真空泵抽气量、汽轮机低压缸排汽温度以及真空泵工作液温度。
6.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述减温效果包括真空泵吸入蒸汽的携带吸附率以及不凝气体的降温值。
7.根据权利要求1所述真空泵工作液综
8.一种真空泵工作液综合冷却系统优化装置，用于实施权利要求1-7任一所述的真空泵工作液综合冷却系统优化方法，包括真空泵，所述真空泵通过管道依次与真空泵工作液换热器、蓄冷水箱以及吸收式制冷机双向连通，所述真空泵通过母管与排汽装置排汽端相连，其特征在于，所述母管设有喷淋减温换热装置，所述喷淋减温换热装置与所述蓄冷水箱连通。
9.根据权利要求8所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述喷淋装置包括若干布置于所述母管周侧的喷嘴。
10.根据权利要求9所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述喷嘴以与所述母管中不凝结气体顺流和/或逆流形式布置。
...【技术特征摘要】
1.一种真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述s1中的建模软件为solidworks，所述结构模型包括喷嘴模型、喷嘴内流体模型以及喷嘴出口流体模型。
3.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述s2中的动力学软件为cfd，所述流体网格划分包括将流体域分割为不同的块，并分别对每个块进行针对性网格划分。
4.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述s3中的结构参数包括喷嘴结构尺寸、喷嘴进出口角度及尺寸、喷嘴数量以及喷嘴分布。
5.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征在于，所述s5中多因素分析法的评价指标包括真空泵背压、真空泵抽气量、汽轮机低压缸排汽温度以及真空泵工作液温度。
6.根据权利要求1所述真空泵工作液综合冷却系统优化方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙林，李燕平，薛凯强，高世杰，曲桂阳，邓爱祥，邱桂芝，任超，周振阳，王军，杨洋，郭美丽，杨晋，杨国强，青可儿，张振华，刘岩，杜未，吴韬，胥佳瑞，张浩峰，张飞飞，
申请(专利权)人：河北蔚州能源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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