蒸汽喷射真空泵的影响因素及解决途径

     目前真空技术越来越广泛的应用在石油、化工、制药、冶金等行业的减压蒸发、结晶、蒸馏、升华、干燥、负压浓缩、脱水、化学反应吸收及真空输送物料等工艺,各种加工过程应用真空技术后可以节能降耗、加快反应速度、提高产品质量、增加经济效益也逐步形成共识,但真空技术是一门边缘科学,我国的真空行业是在解放后消化吸收前苏联、美国、日本、德国产品的基础上发展起来的。蒸汽喷射真空泵具有真空高、能耗低、运行平稳、无机械摩擦而寿命长、设备安全等优点。在有高真空度要求的工作系统中,蒸汽喷射真空泵往往是首选的抽真空设备。

    本文根据多年的生产、研制和配套经验,对蒸汽喷射真空泵的影响因素做一综合分析,并提出一些解决措施,以便为其更好的应用提供一些参考。

    1、关于真空泵的几个概念

    在工业生产的加工过程中如何应用好真空泵,需要先明确以下几个概念:

    (1)“真空”的概念:“真空”是指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态,也就是该空间内气体分子密度低于该地区大气压的气体分子密度。完全没有气体的空间状态称为绝对真空。

    (2)真空泵:是用以产生、改善和维持真空的装置。

    (3)抽气量:真空泵在工作压强下单位时间内抽吸气体的流量。单位:kg/h或m3/h

    (4)极限压强(真空度):在抽汽量为零的情况下真空泵所能达到的绝对压强。单位:Pa、kPa、MPa或mmHg(极限绝压减当地大气压为极限真空度)

    (5)工作压强(真空度):喷射泵在额定抽气量时的绝对压强。单位:Pa、kPa、MPa或mmHg(工作绝压减当地大气压为工作真空度)

    (6)工作蒸汽压力:蒸汽喷射真空泵的工作蒸汽压力。单位:MPa

    (7)工作蒸汽耗量:蒸汽喷射真空泵单位时间蒸汽耗量。单位:kg/h

    (8)冷却水温:水喷射泵循环水温度或蒸汽喷射真空泵的冷凝器循环水温度。单位:℃

    (9)冷却水循环量:单位时间通过水喷射器或蒸汽喷射泵冷凝器的循环水流量。单位:kg/h

    2、蒸汽喷射泵的结构和工作原理

    顾名思义,蒸汽喷射真空泵的工作介质是蒸汽。其工作原理可通俗地描述为:高速蒸汽进入喷射真空泵的喷嘴,由于喷嘴是一个小孔,截面面积很小,因而形成高速气流,喷射泵泵腔,这一超高速气流使泵腔内形成负压,工作系统与此泵腔由管路相连,因而工作系统中的不凝气体不断补充被抽吸到泵腔内,从而实现工作系统的真空。

    3、影响蒸汽喷射真空泵的主要因素

    3.1、蒸汽质量(蒸汽压力和蒸汽干燥度)

    在生产实践中我们发现,蒸汽质量(蒸汽压力和蒸汽干度)的好坏,对蒸汽喷射真空泵的抽真空能力和真空稳定性影响很大。

    蒸汽压力偏低及压力不均对真空泵的能力产生较大的影响;但由于真空泵结构设计已定型,蒸汽压力过高并不会使抽气量和真空度有所提高,故蒸汽压力应>1.1MPa,<1.2MPa,且锅炉供给的蒸汽压力要稳定。蒸汽干燥度对真空泵的性能也有较大的影响。含水会引起真空波动,含水过多甚至会抽不起真空,一般须在汽包前加装汽水分离器以达到所需的蒸汽干燥度,同时对蒸汽管路进行有效保温,最佳工作蒸汽温度为5℃～10℃。

    3.2、循环冷却水

    冷却水供量不足,冷凝器会发热,气流声变大,真空度迅速下降,甚至蒸汽会返回抽气管。对于列管间冷式冷凝器,应保证供水压力为0.2MPa。供水量应比实际用量稍大些,但太大也会使冷凝水形成水珠被下级吸入,使泵无法正常工作。一般1C水量控制在67m3/h,2C水量控制在12m3/h。

    冷却水温太高,真空泵能力也会降低,甚至抽不起真空。冷却水温一般不超过32℃。

    冷却水质对真空泵能力的影响也是一个不可忽视的因素。如果水质差、硬度高,会造成冷凝器积垢甚至堵塞,严重影响热交换性能,使蒸汽难以冷凝,从而影响真空度。所以应保证循环冷却水为软化水。