蒸汽噴射真空泵與水環真空泵在淡鹽水脫氯裝置上的應用
蒸汽噴射真空泵與水環真空泵兩種真空泵實際應用情況對比
實際生產的真空泵介紹
實際生產中，南寧化工股份有限公司第一套淡鹽水真空脫氯裝置（配套6萬t/a離子膜燒堿）的真空設備采用蒸汽噴射泵（如圖2）與水環真空泵（如圖3）各1臺，互為備用。蒸汽噴射泵規格為L1050，材質為鈦，生產廠家為日本木村化工機株式會社，水環真空泵型號為SKF—12（I），材質為鈦，生產廠家為西安泵閥總廠。后來因為擴建，第二套淡鹽水真空脫氯裝置（配套9萬t/a離子膜燒堿）的真空設備采用水環真空泵兩臺，水環真空泵型號為SKF—20（I），材質為鈦，生產廠家為西安泵閥總廠。
影響蒸汽噴射真空泵性能的主要因素
噴射真空泵的優點是結構簡單，抽氣量大，適應性強，操作安全可靠，無需保養；使用壽命長，耐磨損；適當選材可具耐蝕性；所有材料均可制造，故應用甚廣。缺點是效率低，通常在30%以下，能耗大。
從生產運行的實際情況來看，影響蒸汽噴射真空泵性能主要有蒸汽、冷卻水、噴嘴等因素。
（1）蒸汽 蒸汽質量主要包括蒸汽壓力和蒸汽干燥度。蒸汽壓力偏低及壓力波動均對蒸汽噴射真空泵的能力有較大影響，因此蒸汽壓力不應低于要求的工作壓力，但所用真空泵結構設計已定型，過多提高蒸汽壓力并不會增加抽氣量及真空度。由于氯堿企業的鍋爐供汽范圍寬，各用汽單元的用汽量經常波動，導致蒸汽壓力也波動，從而影響蒸汽噴射真空泵的正常運行。蒸汽的干燥度對真空泵的性能有較大影響，其中含水量會引起真空波動，含水過多甚至會抽不起真空。
（2）冷卻水供量不足，冷凝器會發熱，氣流聲音變大，真空度迅速下降，甚至蒸汽會返入抽氣管，應保證冷凝器供水壓力不小于0.2MPa，供水量應比額定用量稍微大一點。另外，冷卻水溫越高，冷凝效果越差，其后果是耗用的蒸汽量增加和真空度降低，所以冷卻水的溫度也必須加強控制。冷卻水質對真空泵能力的影響也是一個不可忽視的因素，如果水質差，硬度高，會造成冷凝器積垢甚至堵塞，嚴重影響熱交換性能，使蒸汽難于冷凝，從而影響真空度。所以循環冷卻水最好使用軟化水。
（3）噴嘴是影響真空泵性能的重要部件，容易出現的問題有噴嘴裝錯、堵塞、損壞、腐蝕和泄漏等]。一方面由于安裝蒸汽管道時，管道中殘余的鐵屑和焊渣會堵塞噴嘴；另一方面，真空泵系統停用時，蒸汽管道易生銹，在使用時銹斑脫落堵塞噴嘴。在蒸汽噴射真空泵前加裝蒸汽過濾器可以有效防止蒸汽帶入雜質，避免噴嘴堵塞。
影響水環真空泵性能的主要因素
水環真空泵相對蒸汽噴射真空泵來說結構較為復雜，但是，和其他類型的機械真空泵相比結構較為簡單，并且制造精度要求不高，容易加工。水環真空泵操作簡單，維修方便；泵腔內沒有金屬摩擦表面，無須對泵內進行潤滑，轉動件和固定件之間密封可直接由水封或機械密封來完成。
水環真空泵的缺點有：①效率低，一般在35%～40%左右，效率較好的在50%左右。②真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。③有運動部件，容易損壞，維修量相對較多。影響水環式真空泵性能的主要因素有運動部件、工作液溫度和循環工作液。
（1）運動部件 由于水環真空泵是有運轉部件的，因此容易損壞；水環真空泵動密封容易泄漏而影響工作真空度；一般情況下，水環真空泵平均無故障運行期在10 000h以上，基本能滿足化工連續生產的需要。
（2）工作液溫度 水環真空泵的工作效率隨工作液溫度的升高而下降，水溫超過50℃ 后工作效率急劇下降。增大工作液冷卻器的換熱面積，可以將泵體的溫度控制在35℃左右，確保水環式真空泵穩定工作。
（3）循環工作液 所謂水環真空泵就是用水作為循環工作液的液環泵，用水作循環工作液有很多優點，如價廉、易得以及不會污染環境等。但也有一個很大缺點，由于水的飽和蒸氣壓高，使得水環真空泵的吸入壓力也高。
蒸汽噴射真空泵與水環真空泵經濟性對比
蒸汽噴射真空泵與水環真空泵在技術上都能較好滿足淡鹽水脫氯的生產需要，下面以南寧化工股份有限公司的6萬t/a淡鹽水脫氯裝置為例進行經濟性分析對比，具體情況如下表。對比的范圍包括真空泵及其周圍換熱器等配套設施。從表中可以看出，蒸汽噴射真空泵與水環真空泵的投資差別不大，但是運行成本上蒸汽噴射真空泵為72萬元/a，水環真空泵為18萬元/a，從經濟效益方面來說，水環真空泵更勝一籌。
結論
蒸汽噴射真空泵與水環真空泵在技術上各有優缺點：蒸汽噴射真空泵抽氣量大，形成真空快，結構簡單，性能可靠穩定，工作安全，操作、維修方便，屬于“免維護設備”，可節約備件費和維修人工費；其缺點是能耗大，蒸汽質量、冷卻水量的波動很容易導致真空泵能力下降。水環真空泵不消耗蒸汽，不受蒸汽波動影響，工作真空穩定，操作方便，成套性強，缺點是有運動部件，備品備件多，設備維護相對較多。單純從技術角度來看蒸汽噴射真空泵與水環真空泵都能滿足生產的需要。
從經濟角度來看，投資差異很小，運行成本差異很大。蒸汽噴射真空泵運行成本為72萬元/a，水環真空泵運行成本很低，為18萬元/a，只有蒸汽噴射真空泵的25%，因此，從經濟角度來說，水環真空泵經濟效益更顯著。
綜上所述，水環真空泵和蒸汽噴射真空泵在淡鹽水脫氯裝置上的應用是成功的，二者在技術上都能滿足淡鹽水脫氯的需要，但是水環真空泵運行成本相對較低，只有蒸汽噴射真空泵的25%，并且由于不受蒸汽質量影響而可獲得穩定的真空，其優點更加突出，因此使用單位也越來越多。正是基于以上原因，南寧化工股份有限公司在后續的項目中舍棄了蒸汽噴射真空泵而采用水環真空泵作為淡鹽水脫氯工序中的真空設備。
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