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)要求越來越高，在電廠中真空泵得到廣泛使用，其優(yōu)勢是主要工作介質(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)大氣噴射時實(shí)現(xiàn)。同時又被稱為水水環(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、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，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，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)氣壓越來越大，當(dāng)壓縮氣體達(dá)到排氣壓力時，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)沉淀下來的晶體對運(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)過日積月累，使得泵體內(nèi)部、圓盤和葉輪上布滿結(jié)垢，嚴(yán)重時導(dǎo)致泵體和葉輪之間間隙變小、運(yùn)行過程中出現(xiàn)噪聲、啟動時瞬時電流過大，吸收量降低，真空度下降，造成水環(huán)真空泵工作效率過低。

（2）真空泵里的工質(zhì)水溫度對運(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)采用兩臺水環(huán)式真空泵，一臺運(yùn)行一臺備用，水環(huán)式真空泵對工質(zhì)溫度要求較高，我國頒布了國際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)相對較差，容易造成結(jié)垢，同時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，長期不清洗冷卻器和清理濾網(wǎng)就會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，每臺水環(huán)泵上有四個滑片，每側(cè)兩片。水環(huán)泵工作原理是利用來回運(yùn)動的滑片，并且伴隨著葉輪穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，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)，長時間使用后容易出現(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%草酸對真空泵進(jìn)行全面清除。如果發(fā)現(xiàn)污垢比較嚴(yán)重時，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)常對泵體污垢情況進(jìn)行檢查，及時清理，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檢查濾網(wǎng)是否堵塞的時間。針對冷卻器臟污問題，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)行過程中不穩(wěn)定，引起震動和噪聲等問題時，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。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊復(fù)東，賈樹本，馬義偉.電站凝汽設(shè)備和冷卻系統(tǒng)[M].北京：水利電力出版社，1990.

[2]付昶，武學(xué)素.凝汽式汽輪機(jī)組背壓變化對機(jī)組功率影響的研究[J].熱力發(fā)電，1999（01）：39-42、47.

[3]西安電力學(xué)校.大功率汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行（下冊）[M].北京：水利電力出版社，1986.

[4]章建葉.凝汽器水環(huán)式真空泵的原理與運(yùn)行[J].浙江電力，2000（03）：52-54.