1 RH 機械泵真空系統的構成
RH 精(jīng)煉全稱 RH 真空循環脫氣精(jīng)煉法，具(jù)有(yǒu)處理(lǐ)周期短，生産(chǎn)能(néng)力大，精(jīng)煉效果好等優點，适合冶煉周期短，生産(chǎn)能(néng)力大的轉爐工(gōng)廠采用(yòng)。
常規的 RH 真空精(jīng)煉設備均采用(yòng)多(duō)級水蒸氣噴射泵系統作(zuò)為(wèi)真空獲取方式，由于近年來國(guó)家大力推進鋼鐵行業節能(néng)減排，工(gōng)業電(diàn)價比蒸汽有(yǒu)更低的成本優勢，由羅茨泵 + 螺杆泵組合的機械泵抽氣系統受到越來越多(duō)的青睐。本文(wén)以國(guó)内某鋼廠 210tRH 真空精(jīng)煉設備機械泵抽氣系統為(wèi)例闡述：該系統由布袋除塵器、主抽氣管道，24 台一級羅茨真空泵、24 台二級羅茨真空泵、24 台三級羅茨真空泵及 12 台四級螺杆泵構成，系統抽氣能(néng)力為(wèi) 1100000m 3 /h（在 67Pa 工(gōng)作(zuò)壓力下）。如圖 1，圖 2 所示。
相比于蒸汽噴射泵真空抽氣系統，機械真空泵抽氣系統具(jù)有(yǒu)真空泵數量多(duō)、排布緊密、法蘭連接多(duō)等特點，潛在漏氣點多(duō)，真空系統檢漏困難。
為(wèi)了獲得較好的真空精(jīng)煉效果，RH 精(jīng)煉爐真空處理(lǐ)時真空室内的工(gōng)作(zuò)真空度需達到 67Pa 以上，真空系統的允許漏率≤50kg/h（一般要求允許漏率小(xiǎo)于真空系統抽氣能(néng)力的 10%），因此真空檢漏工(gōng)作(zuò)至關重要。

2 傳統漏率檢測方案及其應用(yòng)在機械真空泵系統上的劣勢和難點
對于蒸汽噴射泵真空系統，因其機械結構簡單，法蘭連接少，潛在漏點少，因此相對容易檢漏。
實際工(gōng)程中(zhōng)多(duō)采用(yòng)正壓檢漏及負壓驗證的聯合檢漏法，該法的流程是：用(yòng)正壓檢漏的方法先檢驗真空系統的密封性（即用(yòng)适當壓力的壓縮空氣充入系統後，保壓 24 小(xiǎo)時，計算其實際洩漏值，檢測合格後抽真空進行負壓檢漏。
我們對封閉真空系統進行正壓氣密性試驗，向封閉系統通入 0.15MPa（表壓）的壓縮空氣，待壓力穩定後：
①斷氣源，穩壓 24 小(xiǎo)時；
②觀察 24 小(xiǎo)時内壓力的變化情況，并做好相關記錄。
假定經過 24 小(xiǎo)時的氣密性試驗，壓力下降值為(wèi) ΔP，起始時氣體(tǐ)壓力為(wèi) 0.15MPa；根據公(gōng)式（1）計算氣體(tǐ)平均洩漏率：
M=
ΔP
24P
Vρ （1）
式中(zhōng)：M—— — 洩漏量，單位 kg/h；
V—— — 密閉體(tǐ)的體(tǐ)積，單位 m 3 ；
ρ—— — 标準大氣壓下空氣密度，單位kg/m 3 ；
P—— — 起始壓力，單位 Pa；
ΔP—— — 壓力下降值，單位 Pa。
上式計算出的洩漏量 M，即系統每小(xiǎo)時洩漏的質(zhì)量流量。若洩漏量 M 遠(yuǎn)小(xiǎo)于 50kg/h 的設計洩漏量，則正壓氣密性試驗合格，之後對真空系統抽真空進行負壓驗證。
對于機械真空泵抽氣系統，由于其系統容積大，管道排列複雜，閥門多(duō)，羅茨泵及螺杆泵的結構（泵油及密封件的存在）采用(yòng)正壓檢漏并不合适，因此隻能(néng)考慮負壓檢漏，然而粗低真空範圍無法使用(yòng)檢漏儀，如何快速找到漏氣區(qū)域确定漏點至關重要。
結合多(duō)年 RH 真空系統調試經驗，我們提出機械真空系統負壓分(fēn)段檢漏方案，圖 3 為(wèi)真空泵系統示意圖。該真空泵系統由真空室、真空主閥、真空旋風除塵器、真空袋式除塵器、一級羅茨真空泵、二級羅茨真空泵、三級羅茨真空泵及四級螺杆泵構成（簡化起見，每級真空泵機組在示意圖中(zhōng)均由一台真空泵表示），在每一級真空泵進氣口均有(yǒu)一台氣動真空切斷閥及一台絕壓力變送器，在工(gōng)作(zuò)時顯示各級泵的真空度。

3 機械真空泵系統檢漏方案
3.1 檢漏方法
最适合 RH 機械泵抽氣系統的負壓檢漏方法是靜态升壓法 [10] ，首先将真空系統抽至 2kPa，關閉真空主閥及末級泵進口閥門将真空系統同真空室隔離，關閉真空泵，使用(yòng)絕壓變送器測量抽氣管道内壓力變化。假設被測容器體(tǐ)積為(wèi) V，在時間間隔 ΔT 内測到的壓升為(wèi) ΔP，忽略容器内的放氣，則容器的總漏率為(wèi)：
Q L =VΔP/ΔT
考慮将系統分(fēn)為(wèi)四部分(fēn)：主閥至一級泵進氣口閥門區(qū)域為(wèi) V 1 、一級泵至二級泵進氣口閥門區(qū)域 V 2 、二級泵至三級泵進氣口閥門區(qū)域 V 3 、三級泵至四級泵進氣口閥門區(qū)域 V 4 ，則：
Q L =（V 1 +V 2 +V 3 +V 4 ）ΔP/ΔT式中(zhōng)：V 1 >V 2 >V 3 >V 4 ，若打開各級真空泵進氣真空閥門，理(lǐ)想狀況下，各段的壓升 ΔP 是相同的，即：
Q L =（V 1 ΔP+V 2 ΔP+V 3 ΔP+V 4 ΔP）/ΔT下面關閉每一級真空泵進氣閥門，忽略真空閥門之間的内漏，由于每一段各自漏孔漏率的不同，實測的 ΔP 有(yǒu)所不同，假設 V 1 區(qū)域壓升ΔP 1 ，V 2 區(qū)域壓升 ΔP 2 ，V 3 區(qū)域壓升 ΔP 3 ，V 4 區(qū)域壓升 ΔP 4 ，則有(yǒu)：
Q L =（V 1 ΔP 1 +V 2 ΔP 2 +V 3 ΔP 3 +V 4 ΔP 4 ）/ΔT=VΔP/ΔT分(fēn)類讨論如下：
（1） 若出現 ΔP 1 >ΔP、ΔP 2 >ΔP、ΔP 3 >ΔP、ΔP 4 >ΔP 或 ΔP 1 <ΔP、ΔP 2 <ΔP、ΔP 3 <ΔP、ΔP 4 <ΔP，從上式可(kě)以看出不滿足公(gōng)式要求，則首先考慮儀表的準确性問題。
（2）若 ΔP 1 >ΔP>ΔP 2 >ΔP 3 >ΔP 4 ，則證明系統漏氣主要集中(zhōng) V 1 段，V 2 、V 3 、V 4 段相對較小(xiǎo)，應對 V 1 段進行重點檢漏，發現漏點封堵後重複以上步驟。
（3）若 ΔP 1 >ΔP 2 >ΔP>ΔP 3 >ΔP 4 ，則證明系統漏氣主要集中(zhōng)在 V 1 、V 2 段，V 3 、V 4 段相對較小(xiǎo)，由于 V 1 >V 2 ，表明 V 1 部分(fēn)的漏孔更大，應優先檢查 V 1 ，而後檢查 V 2 ，檢查的重點應放在大的法蘭接口及環形焊縫處。
由于真空系統體(tǐ)積巨大，氣動閥門，機械冷卻水，介質(zhì)氣體(tǐ)的存在對檢漏工(gōng)作(zuò)幹擾很(hěn)大，因此在檢漏時應在系統安(ān)全的情況下關閉氣動閥門供氣球閥，機械泵冷卻水進回水及介質(zhì)氣體(tǐ)。
表 1 為(wèi)利用(yòng)上述方法檢漏後得出的實測數據，該檢漏方法能(néng)極大減少檢漏時間，為(wèi)檢漏工(gōng)作(zuò)帶來便利。

3.2 漏孔當量計算
檢漏完成後，需要對系統實際漏率進行測算，
我們引入真空系統性能(néng)分(fēn)析室，分(fēn)析室位于真空主閥之後，真空旋風除塵器之前，通過管道連接至真空系統。分(fēn)析室有(yǒu)若幹标準質(zhì)量流量噴嘴漏孔，進行漏率測試前，首先将真空系統抽至2kPa，關閉真空主閥，計算檢漏後系統漏率為(wèi)X（kg/h）時引起的系統壓升速率 Y（Pa/min）。破空後，再次将真空系統抽至 2kPa，打開 50kg/h 标準漏孔，産(chǎn)生人為(wèi)洩漏率，由洩漏量 X+50（kg/h）引起的壓升可(kě)計算為(wèi) Z（Pa/min），那麽實際洩漏率X 可(kě)由下式計算：
X=50×Y÷（Z- Y）kg/h
若 X≤50kg/h，則證明真空系統的漏率滿足工(gōng)藝要求。
當量漏孔的大小(xiǎo)使用(yòng)下式來進行計算，由于粗低真空漏率較大，因此流動多(duō)為(wèi)粘滞流，根據一維定常等熵流動的伯努利方程，質(zhì)量流量 G與漏孔 d 之間的關系為(wèi)：

4 真空系統檢漏的智能(néng)化控制模型
近年來，關于真空系統抽氣過程的理(lǐ)論計算及仿真模拟及真空冶煉過程中(zhōng)的底吹氩循環模拟已做過大量深入研究，但對于大型真空系統智能(néng)化檢漏研究相對較少 。

根據分(fēn)段檢漏原理(lǐ)，提出機械真空泵抽氣系統智能(néng)化檢漏模型，采用(yòng)逐級定壓自動控制方法啓動自動檢漏程序，系統抽真空至目标真空度，記錄設定時間内被測系統壓力變化值，利用(yòng)“靜态壓升法”，定量計算得到洩漏率，重新(xīn)将系統抽至目标真空度，記錄各級真空度變化值，定性判斷漏氣點大概位置，完成檢漏工(gōng)作(zuò)後測試，計算系統漏率，超過設定差值，報警。圖 4 為(wèi)該模型流程框圖。

5 結論
本文(wén)通過分(fēn)析蒸汽噴射泵正壓檢漏方法及該法應用(yòng)在機械泵真空泵系統上的困難，給出了如下結論：（1） 大型機械真空泵真空系統更适合負壓檢漏，分(fēn)段檢漏法更加實用(yòng)高效。（2）分(fēn)段檢漏法的理(lǐ)論分(fēn)析，能(néng)很(hěn)好地指導實際檢漏過程。
（3）通過測算真空系統的實際漏率，計算出當量漏孔大小(xiǎo)。（4）給出了機械泵真空系統智能(néng)化檢漏模型，可(kě)快速判斷漏氣點大緻位置，提高真空系統檢漏效率。