蒸汽噴射真空泵的影響因素及解決途徑
目前真空技術越來越廣泛的應用在石油、化工、制藥、冶金等行業的減壓蒸發、結晶、蒸餾、升華、干燥、負壓濃縮、脫水、化學反應吸收及真空輸送物料等工藝, 各種加工過程應用真空技術后可以節能降耗、加快反應速度、提高產品質量、增加經濟效益也逐步形成共識, 但真空技術是一門邊緣科學, 我國的真空行業是在解放后消化吸收前蘇聯、美國、日本、德國產品的基礎上發展起來的。蒸汽噴射真空泵具有真空高、能耗低、運行平穩、無機械摩擦而壽命長、設備安全等優點。在有高真空度要求的工作系統中,蒸汽噴射真空泵往往是首選的抽真空設備。
本文根據多年的生產、研制和配套經驗, 對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, 以便為其更好的應用提供一些參考。
1、關于真空泵的幾個概念
在工業生產的加工過程中如何應用好真空泵,需要先明確以下幾個概念:
(1) “真空”的概念: “真空”是指在給定空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態, 也就是該空間內氣體分子密度低于該地區大氣壓的氣體分子密度。完全沒有氣體的空間狀態稱為絕對真空。
(2) 真空泵: 是用以產生、改善和維持真空的裝置。
(3) 抽氣量: 真空泵在工作壓強下單位時間內抽吸氣體的流量。單位: kg/h或m3/h
(4) 極限壓強( 真空度) : 在抽汽量為零的情況下真空泵所能達到的絕對壓強。單位: Pa、kPa、MPa或mmHg( 極限絕壓減當地大氣壓為極限真空度)
(5) 工作壓強( 真空度) : 噴射泵在額定抽氣量時的絕對壓強。單位: Pa、kPa、MPa或mmHg( 工作絕壓減當地大氣壓為工作真空度)
(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間蒸汽耗量。單位: kg/h
(8) 冷卻水溫: 水噴射泵循環水溫度或蒸汽噴射真空泵的冷凝器循環水溫度。單位: ℃
(9) 冷卻水循環量: 單位時間通過水噴射器或蒸汽噴射泵冷凝器的循環水流量。單位: kg/h
2、蒸汽噴射泵的結構和工作原理
顧名思義, 蒸汽噴射真空泵的工作介質是蒸汽。其工作原理可通俗地描述為: 高速蒸汽進入噴射真空泵的噴嘴, 由于噴嘴是一個小孔, 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形成負壓, 工作系統與此泵腔由管路相連, 因而工作系統中的不凝氣體不斷補充被抽吸到泵腔內, 從而實現工作系統的真空。
3、影響蒸汽噴射真空泵的主要因素
3.1、蒸汽質量( 蒸汽壓力和蒸汽干燥度)
在生產實踐中我們發現, 蒸汽質量( 蒸汽壓力和蒸汽干度) 的好壞, 對蒸汽噴射真空泵的抽真空能力和真空穩定性影響很大。
蒸汽壓力偏低及壓力不均對真空泵的能力產生較大的影響; 但由于真空泵結構設計已定型, 蒸汽壓力過高并不會使抽氣量和真空度有所提高, 故蒸汽壓力應>1.1MPa, <1.2MPa, 且鍋爐供給的蒸汽壓力要穩定。蒸汽干燥度對真空泵的性能也有較大的影響。含水會引起真空波動, 含水過多甚至會抽不起真空,一般須在汽包前加裝汽水分離器以達到所需的蒸汽干燥度, 同時對蒸汽管路進行有效保溫, 最佳工作蒸汽溫度為5℃～10℃。
3.2、循環冷卻水
冷卻水供量不足, 冷凝器會發熱, 氣流聲變大,真空度迅速下降, 甚至蒸汽會返回抽氣管。對于列管間冷式冷凝器, 應保證供水壓力為0.2MPa。供水量應比實際用量稍大些, 但太大也會使冷凝水形成水珠被下級吸入, 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, 真空泵能力也會降低, 甚至抽不起真空。冷卻水溫一般不超過32℃。
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, 使蒸汽難以冷凝, 從而影響真空度。所以應保證循環冷卻水為軟化水。
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