探討如何提高水環(huán)式真空泵的運(yùn)行效率

摘 要：本文在詳細(xì)分析了水環(huán)式真空泵的工作原理后，從電廠真空泵的工作環(huán)境入手，分析了影響真空泵運(yùn)行效率的主要因素。詳細(xì)介紹了提高水環(huán)式真空泵運(yùn)行機(jī)械效率的措施方法，從而保證真空泵經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：水環(huán)式真空泵；壓縮；運(yùn)行效率

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.251

0 引言

隨著用電量的加大，電廠技術(shù)要求越來(lái)越高，在電廠中真空泵得到廣泛使用，其優(yōu)勢(shì)是主要工作介質(zhì)由水組成，維護(hù)費(fèi)用低，可在惡劣環(huán)境下工作等。但是其運(yùn)行效率低下，一般在30%左右，最高才到達(dá)50%。本文分析水環(huán)式真空泵的工作原理，從電廠真空泵的工作環(huán)境入手，分析了影響真空泵運(yùn)行效率的主要因素，并提出相應(yīng)措施。

1 水環(huán)式真空泵工作原理簡(jiǎn)介

270～670Pa真空泵屬于粗真空泵，2000～4000Pa是它所擁有的極限真空，270～670Pa在串聯(lián)大氣噴射時(shí)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)又被稱為水水環(huán)式壓縮機(jī)是因?yàn)樗哂袎嚎s作用，其壓力范圍是1～2×105Pa，屬于低壓壓縮機(jī)。

如圖1所示水環(huán)式真空泵是由吸氣口、葉輪、泵體、吸排氣盤(pán)、液環(huán)、排氣孔、輔助排氣閥七部分組成。

如圖所示，水貼在泵體周圍旋轉(zhuǎn)，形成了閉環(huán)水流，是由于葉輪安裝位置偏離泵體中心，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入水環(huán)式真空泵中的水受離心力作用被拋向泵體四周，旋轉(zhuǎn)的水流一次次受到葉輪的沖擊而多次分流，葉輪從0°旋轉(zhuǎn)到180°時(shí)，逐漸由大到小的小腔容積，使得泵體內(nèi)壓強(qiáng)不斷減低，將被抽容器內(nèi)氣體通過(guò)吸氣口吸入進(jìn)去，泵體內(nèi)氣體體積越大，容積變小，根據(jù)氣壓平衡原理，泵體內(nèi)氣壓越來(lái)越大，當(dāng)壓縮氣體達(dá)到排氣壓力時(shí)，從排氣口進(jìn)行排氣，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)吸氣排氣的工作原理。

所以，水環(huán)泵是依靠葉片旋轉(zhuǎn)，水流分離，使得泵體容積大小變化從而實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的功能，故它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?/p>

2 水環(huán)式真空泵運(yùn)行效率影響因素分析

雖然水環(huán)式真空泵由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)低下得到廣泛使用，但其運(yùn)行效率低下，一般在30%左右，最高才到達(dá)50%，下面我們根據(jù)其問(wèn)題，進(jìn)行以下分析。

2.1 外部原因造成的運(yùn)行效率低下

（1）水中碳酸鹽物質(zhì)沉淀下來(lái)的晶體對(duì)運(yùn)行效率的影響。由于水中含有鈣、鎂等碳酸鹽物質(zhì)，而作為水環(huán)真空泵是以水作為工作介質(zhì)。由于碳酸物質(zhì)混的溶解性隨著溫度升高而減低，水環(huán)真空泵正常運(yùn)行中，摩擦生熱，泵體內(nèi)水的溫度逐漸增高，在水的高速運(yùn)行中，使得鈣，鎂這些有機(jī)物形成晶體，經(jīng)過(guò)日積月累，使得泵體內(nèi)部、圓盤(pán)和葉輪上布滿結(jié)垢，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致泵體和葉輪之間間隙變小、運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)噪聲、啟動(dòng)時(shí)瞬時(shí)電流過(guò)大，吸收量降低，真空度下降，造成水環(huán)真空泵工作效率過(guò)低。

（2）真空泵里的工質(zhì)水溫度對(duì)運(yùn)行效率的影響。大方電廠為4*300MW機(jī)組，汽輪機(jī)真空系統(tǒng)采用兩臺(tái)水環(huán)式真空泵，一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，水環(huán)式真空泵對(duì)工質(zhì)溫度要求較高，我國(guó)頒布了國(guó)際GB/T13929-92規(guī)范，其中規(guī)定真空泵的工作液是溫度為15℃的水，與其相對(duì)應(yīng)的吸氣介質(zhì)溫度為20℃，工質(zhì)溫度的高低直接影響真空泵的處理，進(jìn)而影響機(jī)組真空和經(jīng)濟(jì)性。而工質(zhì)的溫度由取決于冷卻器的換熱效果，如果冷卻器出現(xiàn)臟污現(xiàn)象，換熱效果較差，就嚴(yán)重影響工質(zhì)溫度。

由于我廠真空泵冷卻器為板式冷卻器，該冷卻的優(yōu)點(diǎn)為換熱工質(zhì)接觸面積大，效率高，缺點(diǎn)為板式冷卻器通流面積小，且我廠循環(huán)水水質(zhì)相對(duì)較差，容易造成結(jié)垢，同時(shí)我廠真空泵冷卻器冷卻水進(jìn)水處均加裝有濾網(wǎng)，循環(huán)水雜質(zhì)較多，主要是冷卻塔噴淋裝置填料老化產(chǎn)生的碎沫，長(zhǎng)期不清洗冷卻器和清理濾網(wǎng)就會(huì)造成冷卻器換熱效果差和冷卻水不足，造成真空泵出力偏低，真空偏低，煤耗增加，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降。

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件問(wèn)題造成的運(yùn)行效率低下

水環(huán)真空泵上起密封作用的是滑片，泵的兩側(cè)都需要進(jìn)行密封，為了保證其密封性，每臺(tái)水環(huán)泵上有四個(gè)滑片，每側(cè)兩片。水環(huán)泵工作原理是利用來(lái)回運(yùn)動(dòng)的滑片，并且伴隨著葉輪穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，保證其連續(xù)不斷進(jìn)行吸、排氣。滑片采用的聚四氟乙烯（ptfe）材質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間使用后容易出現(xiàn)，滑片嚴(yán)重變形和破損，出現(xiàn)水環(huán)泵的滑片不合適。

3 提高真空泵運(yùn)行效率的措施

3.1 經(jīng)常處理污垢，提高真空泵運(yùn)行效率

碳酸鹽物質(zhì)產(chǎn)生的污垢可以利用10%草酸對(duì)真空泵進(jìn)行全面清除。如果發(fā)現(xiàn)污垢比較嚴(yán)重時(shí)，需要將泵體解體進(jìn)行局部著重清理，比較麻煩，這就要求我們經(jīng)常對(duì)泵體污垢情況進(jìn)行檢查，及時(shí)清理，增大真空泵內(nèi)部容積量，提高其運(yùn)行效率。

3.2 增強(qiáng)冷卻器功能，降低真空泵里的工質(zhì)水溫度

選用最佳清洗冷卻器和及時(shí)檢查濾網(wǎng)是否堵塞的時(shí)間。針對(duì)冷卻器臟污問(wèn)題，由于板式冷卻器解體清洗工作量非常大，且頻繁解體清洗重新安裝后容易出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，所以我廠主要采用了強(qiáng)堿在線清洗的方法。

3.3 加強(qiáng)真空泵葉輪的拉筋檢查

加強(qiáng)真空泵葉輪的拉筋檢查，出現(xiàn)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中不穩(wěn)定，引起震動(dòng)和噪聲等問(wèn)題時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)行補(bǔ)焊處理。并進(jìn)行詳細(xì)修正，找到符合葉輪要求的平衡點(diǎn)。

4 總結(jié)

影響水環(huán)泵實(shí)際運(yùn)行效率的因素有很多，我們要加強(qiáng)日常維護(hù)，保證真空系統(tǒng)下工作在最佳狀態(tài)，節(jié)省維護(hù)經(jīng)費(fèi)的支出，有效提高真空系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的機(jī)械效率。

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