高低架水蒸汽噴射泵的工作原理及不足之處
水蒸汽噴射真空泵是以水蒸汽為工作介質的一種蒸汽流泵,具有工作壓力范圍寬、抽氣量大、結構簡單,并且工作可靠,使用周期長,特別是適用于含塵氣體、腐蝕性氣體及易燃易爆氣體介質環境等特點,被廣泛應用于粗、低真空領域、大抽氣量及有蒸汽源的領域,如冶金領域的鋼液真空循環脫氣法RH爐外精煉工藝以及在動力電池制造中的應用等。而低架泵是將冷卻水與被冷凝氣體分開,冷卻水通過泵加壓排出,冷凝液通過真空泵抽出,從而達到降低高度地面安裝,具有投資少、能耗低、方便實用等特點。其潛在的應用領域非常大。
高架水蒸汽噴射泵存在的不足
典型的高架泵如圖1 所示 (A 消音冷凝器:1B、2B、3B、4B、分別為第1、2、3、4 級噴射器;1C、2C分別為第1、2 級冷凝器) ,噴射器的主要作用是抽除氣體,冷凝器的作用是將氣體中的可凝性蒸汽凝結排除,以減輕下級泵的負擔。因而在多級噴射器的設計中,應考慮在適當的位置配設一定的冷凝器,整個系統(除末級噴射器及3 號冷凝器) 都處在真空狀態中,為了保證冷凝器中的冷凝水的順利排出,泵體必須安裝到11m 高的平臺上,并且把冷凝器的排水管直接插入水封池中,使冷凝器中的冷凝水利用自重而排出至水封池中。因而高架泵實際安裝的難度大,運行中的操作很不方便。
圖1 高架泵工作原理示意圖
低架水蒸汽噴射泵存在問題
相對于高架泵,低架泵是將冷卻水與被冷凝氣體分開,冷卻水通過泵加壓排出,冷凝液通過真空泵抽出,從而可以降低泵體高度進行地面安裝,降低安裝成本。
對于低架泵的1 號、2 號冷凝器,要求有不同的真空度,所以應分別用不同抽氣量的真空泵抽出,或者用其他真空泵作為末級泵。末級泵采用其他真空泵時,需要額外的動力源,能耗較大,結構復雜、維修量大,故而在實際中很少采用。
針對以上的狀況,在實際過程中選用一個引流噴射器,通過兩個平衡疏水閥分別排除1、2 號冷凝器中的冷凝水,同時結合采用補給水系統,補充引流噴射器消耗的水量,從而達到水封的作用。該方法的優點在于通過一個引流泵同時解決了兩個冷凝器的排水,只需補充很少的蒸汽做額外動力,而不需要增加設備。但在運行過程中由于補給水的水壓、流量及蒸汽壓的波動,經常產生引流不暢、水封失效,導致倒流現象。雖然該方式設有自動調節,但是在實際應用中,還是會給生產帶來很多的不便。
圖2 低架泵工作原理示意圖
其系統如圖2 所示: (A 消音冷凝器:1B、2B、3B、4B、5B 為第1、2、3、4 級噴射器和引流噴射器;1C、2C 分別為第1、2 級冷凝器;1D、2D 分別為1 號、2 號冷凝器平衡閥;1E、2E 分別為補水控制閥和平衡補水閥)。
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