某公司合成氨生產裝置變換氣(含CO2體積分數約27.8%)量約200000m3/h(標態)，采用碳酸丙烯酯(碳丙)法將CO2體積分數脫除至0.5%以下，溶解了大量的CO2和一定量有效氣體(H2，CO，N2，CH4等)的碳丙液經過閃蒸再生后循環使用；碳丙液閃蒸產生的閃蒸氣量約6500m3/h(標態)，采用變壓吸附抽真空的方式進行氫氣回收。裝置配套有型號為2BE1403-O的水環式真空泵3臺，轉速為330r/min，處理氣量5160m3/h(86.0m3/min)，配置Y315S-4型電機(110kW，380V)，每臺水環式真空泵工作水用量16m3/h，極限真空度-3.3kPa。水環式真空泵泵體內部結構如圖1所示。

圖1 水環式真空泵泵體內部結構

　　水環式真空泵泵體中裝有適量的水作為工作液，當葉輪按順時針方向旋轉時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個取決于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環，水環的上部內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時，葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間，此空間又被葉輪分成與葉片數目相等的若干小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，則葉輪在旋轉的前180°時小腔容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續旋轉時，小腔由大變小，氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。如此葉輪反復工作，泵連續不斷地抽吸氣體。在此工作過程中，由于水會隨工作時間的延續而發熱，同時部分水與氣體一起被排出，因此，工作過程中需不斷地向泵內供給冷水，以冷卻和補充泵內消耗的水。變壓吸附提氫裝置的水環式真空泵設計采用的是尿素循環水。由于出真空泵的水為常壓，無法返回循環水池，造成水的大量外排，既造成浪費，又增加動力消耗。真空泵用水分為泵腔水和密封水，工作水進口管道為Ф57mm，真空泵抽真空負壓為0.05～0.07MPa，平均氣量6500m3/h(標態)時需開2臺真空泵，排水量為32m3/h。

　　為此，專門配置了2臺KQ100/185-18.5型臥式單吸泵，流量為93.5m3/h，揚程44m，1開1備，間斷性地將這部分水排至水池循環利用。但這部分水中含有酸性氣體，導致循環水水質變差，必須通過加堿和增加旁濾的方式進行處理，或直接排至終端進行污水處理，導致水資源的大量浪費。為了消除這部分不必要的浪費，根據實際運行情況，對水環式真空泵的工作水系統實行了改造，設計了1套工作水循環系統，如圖2所示。

圖2 工作水循環系統

　　在水環式真空泵的進、出口設置1只Ф1.6m×1.6m循環水桶，水桶上部配置排氣閥、安裝液位計，底部設計了專門的排污裝置，定期排水、排泥；對于泵腔內的積塵也要定期進行排污，將其中的污泥排放干凈；水桶溢流口不可超過泵腔頂部。工作水循環系統投入運行后，真空泵泵腔水并入真空泵循環水系統，不僅有效改善了泵腔水溢流和外排地溝浪費水資源的問題，而且有效避免了酸性水外排造成的環境污染；真空泵泵腔水也可少部分排入循環水池對其水進行置換或直接進入終端污水處理系統，可以大大改善循環水池的水質。

　　經過近2年的運行，水環式真空泵運行平穩，抽真空度也較好。