蒸汽噴射真空泵的影響因素及解決途徑
目前真空技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用在石油、化工、制藥、冶金等行業(yè)的減壓蒸發(fā)、結(jié)晶、蒸餾、升華、干燥、負(fù)壓濃縮、脫水、化學(xué)反應(yīng)吸收及真空輸送物料等工藝, 各種加工過程應(yīng)用真空技術(shù)后可以節(jié)能降耗、加快反應(yīng)速度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加經(jīng)濟(jì)效益也逐步形成共識(shí), 但真空技術(shù)是一門邊緣科學(xué), 我國的真空行業(yè)是在解放后消化吸收前蘇聯(lián)、美國、日本、德國產(chǎn)品的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。蒸汽噴射真空泵具有真空高、能耗低、運(yùn)行平穩(wěn)、無機(jī)械摩擦而壽命長、設(shè)備安全等優(yōu)點(diǎn)。在有高真空度要求的工作系統(tǒng)中,蒸汽噴射真空泵往往是首選的抽真空設(shè)備。
本文根據(jù)多年的生產(chǎn)、研制和配套經(jīng)驗(yàn), 對(duì)蒸汽噴射真空泵的影響因素做一綜合分析, 并提出一些解決措施, 以便為其更好的應(yīng)用提供一些參考。
1、關(guān)于真空泵的幾個(gè)概念
在工業(yè)生產(chǎn)的加工過程中如何應(yīng)用好真空泵,需要先明確以下幾個(gè)概念:
(1) “真空”的概念: “真空”是指在給定空間內(nèi)低于一個(gè)大氣壓力的氣體狀態(tài), 也就是該空間內(nèi)氣體分子密度低于該地區(qū)大氣壓的氣體分子密度。完全沒有氣體的空間狀態(tài)稱為絕對(duì)真空。
(2) 真空泵: 是用以產(chǎn)生、改善和維持真空的裝置。
(3) 抽氣量: 真空泵在工作壓強(qiáng)下單位時(shí)間內(nèi)抽吸氣體的流量。單位: kg/h或m3/h
(4) 極限壓強(qiáng)( 真空度) : 在抽汽量為零的情況下真空泵所能達(dá)到的絕對(duì)壓強(qiáng)。單位: Pa、kPa、MPa或mmHg( 極限絕壓減當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃O限真空度)
(5) 工作壓強(qiáng)( 真空度) : 噴射泵在額定抽氣量時(shí)的絕對(duì)壓強(qiáng)。單位: Pa、kPa、MPa或mmHg( 工作絕壓減當(dāng)?shù)卮髿鈮簽楣ぷ髡婵斩?
(6) 工作蒸汽壓力: 蒸汽噴射真空泵的工作蒸汽壓力。單位:MPa
(7) 工作蒸汽耗量: 蒸汽噴射真空泵單位時(shí)間蒸汽耗量。單位: kg/h
(8) 冷卻水溫: 水噴射泵循環(huán)水溫度或蒸汽噴射真空泵的冷凝器循環(huán)水溫度。單位: ℃
(9) 冷卻水循環(huán)量: 單位時(shí)間通過水噴射器或蒸汽噴射泵冷凝器的循環(huán)水流量。單位: kg/h
2、蒸汽噴射泵的結(jié)構(gòu)和工作原理
顧名思義, 蒸汽噴射真空泵的工作介質(zhì)是蒸汽。其工作原理可通俗地描述為: 高速蒸汽進(jìn)入噴射真空泵的噴嘴, 由于噴嘴是一個(gè)小孔, 截面面積很小,因而形成高速氣流, 噴射泵泵腔, 這一超高速氣流使泵腔內(nèi)形成負(fù)壓, 工作系統(tǒng)與此泵腔由管路相連, 因而工作系統(tǒng)中的不凝氣體不斷補(bǔ)充被抽吸到泵腔內(nèi), 從而實(shí)現(xiàn)工作系統(tǒng)的真空。
3、影響蒸汽噴射真空泵的主要因素
3.1、蒸汽質(zhì)量( 蒸汽壓力和蒸汽干燥度)
在生產(chǎn)實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn), 蒸汽質(zhì)量( 蒸汽壓力和蒸汽干度) 的好壞, 對(duì)蒸汽噴射真空泵的抽真空能力和真空穩(wěn)定性影響很大。
蒸汽壓力偏低及壓力不均對(duì)真空泵的能力產(chǎn)生較大的影響; 但由于真空泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定型, 蒸汽壓力過高并不會(huì)使抽氣量和真空度有所提高, 故蒸汽壓力應(yīng)>1.1MPa, <1.2MPa, 且鍋爐供給的蒸汽壓力要穩(wěn)定。蒸汽干燥度對(duì)真空泵的性能也有較大的影響。含水會(huì)引起真空波動(dòng), 含水過多甚至?xí)椴黄鹫婵?一般須在汽包前加裝汽水分離器以達(dá)到所需的蒸汽干燥度, 同時(shí)對(duì)蒸汽管路進(jìn)行有效保溫, 最佳工作蒸汽溫度為5℃～10℃。
3.2、循環(huán)冷卻水
冷卻水供量不足, 冷凝器會(huì)發(fā)熱, 氣流聲變大,真空度迅速下降, 甚至蒸汽會(huì)返回抽氣管。對(duì)于列管間冷式冷凝器, 應(yīng)保證供水壓力為0.2MPa。供水量應(yīng)比實(shí)際用量稍大些, 但太大也會(huì)使冷凝水形成水珠被下級(jí)吸入, 使泵無法正常工作。一般1C水量控制在67m3/h,2C水量控制在12m3/h。
冷卻水溫太高, 真空泵能力也會(huì)降低, 甚至抽不起真空。冷卻水溫一般不超過32℃。
冷卻水質(zhì)對(duì)真空泵能力的影響也是一個(gè)不可忽視的因素。如果水質(zhì)差、硬度高, 會(huì)造成冷凝器積垢甚至堵塞, 嚴(yán)重影響熱交換性能, 使蒸汽難以冷凝, 從而影響真空度。所以應(yīng)保證循環(huán)冷卻水為軟化水。
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