航煤特洗水環式真空泵結垢原因及維護措施

劉敬釗

摘 要：針對臺八航煤特洗抽真空系統水環式真空泵結垢的問題，分析原因，制定出有效的解決措施與維護保養辦法。

關鍵詞：水環式真空泵;結垢;酸洗;維護

1 引言

洛陽石化鐵路運輸部重油車間肩負著航煤鐵路罐車的特洗任務。2012年臺八共特洗航煤車3439節，2013年前10個月共特洗航煤車3678節，特洗航煤車數量每年呈遞增態勢，臺八航煤特洗任務形勢嚴峻。臺八擁有一臺SK-7M水環式真空泵，泵體內部易結垢，影響泵抽真空，最終影響特洗作業，使臺八特洗作業雪上加霜。本文對臺八特洗航煤抽真空系統真空泵結垢[1]原因進行分析，并提出對策。

2 水環式真空泵工作原理[2]

當水環式真空泵在停止運行時，泵體內會存在一定量的工作液（水環泵工作液為水）;真空泵正常運行時 ，電機通過聯軸器帶動軸及葉輪旋轉 ，工作液（水）在葉輪高速旋轉形成的離心力作用下，不斷甩向泵體的內壁，從而沿泵體內壁形成一個旋轉的封閉水環[3]，水環與兩葉片及圓盤形成一封閉空間，被抽氣體即在封閉空間內 ，葉輪的不斷旋轉 ，達到抽送氣體的目的。

由于真空泵葉輪是偏心地安裝在泵體內，且水旋轉速度與葉輪旋轉速度間存在一定的速度差，這就使得水環對于泵葉輪葉片做相對運動，在相鄰2個葉片間的空間容積內現周期性的往復變化，類似簡單的往復式活塞工作一樣。隨著葉輪的順時針旋轉，水環與兩葉片及圓盤形的封閉空間逐漸增大，壓力逐漸降低，吸氣口的氣體不斷地被入;隨著葉輪的順時針旋轉，水環與兩葉及圓盤形成的封閉空間逐漸減小，壓力逐漸增大，壓力高于排口處的壓力時，氣體被不斷地排出，如此循環，吸氣口處就會成一定的真空度 ，從而滿足工作要求。

3 水環式真空泵結垢的現象

經過長期運行后水環式真空泵出現異聲啟動電流過大吸氣量明顯下降真空度表壓降到0.03MP無法進行正常生產。同時，SK系列的真空泵徑向及端面間隙都比較小，運行時容易被工作水混有的雜質或水垢將葉輪卡死而被迫停機。經檢查發現泵體內部結垢嚴重，結垢部位主要在葉輪葉片上及泵體內表面。

4 水環式真空泵結垢原因

4.1水垢成因

（1）受熱分解。含有硬度成分的循環水進入真空泵后，隨泵的旋轉在泵體內形成水環做功發熱，使溶解在水中的重碳酸鹽逐漸分解，析出難溶于水的沉淀結成水垢。

（2）溶解度降低。真空泵原密封液來自于天然地下水，天然水中的離子是由無機鹽類溶于水后電離形成。

（3）相互反應。循環水中原來溶解度較大的鹽類，在真空泵運行過程中，和其它鹽類相互反應生成難溶物質形成沉淀結成水垢。

（4）蒸發和濃縮。由于循環水不斷做功發熱，不可避免地要產生蒸發和濃縮，使水中溶解鹽的濃度不斷增大，達到飽和時析出沉淀形成水垢。

4.2垢層分析

（1）鹽垢成分分析。鹽垢是水垢的主要成分，其鑒別方法見表1：

（2）污垢的分析。污垢的最大危害是使過水斷面減小、水流阻力增大、影響正常供水量，降低熱交換效率，水溫不斷提高，鹽垢結成速度加快。有時甚至會造成垢下腐蝕，污垢沉積嚴重時還會導致真空泵聲音異常、效率下降或卡死葉輪事故停機。污垢的來源因時因地而異，實際操作中要認真分析水源是否有泥沙、灰塵、煤泥或其他造成水質污染的原因。

5 水環式真空泵結垢處理措施

5.1水垢清除措施

對于水垢較薄的泵，則扳動轉子采用6%的鹽酸對泵進行在線酸洗，然后用清水沖洗干凈。如此便可清除水垢。

對水垢較厚的泵，采用在線酸洗的辦法，隨容易操作，但效果不明顯。如此車間采用徹底酸洗的辦法，把泵體全部拆開，然后逐一酸洗。經過酸洗，真空系統真空度由原來0.02MP提高到0.08MP，徹底達到要求。

5.2控制措施

5.2.1 ?用軟化水作密封液

用鍋爐軟化水作真空泵密封液， 可以有效防止真空泵結垢， 但是增加了生產成本。

5.2.2 ?在天然水中加入阻垢劑作密封液

在天然水用作真空泵密封液時， 加入阻垢劑，也可以有效防止真空泵結垢， 但是阻垢劑價格昂貴，還要增加水池、 供水泵等設備， 生產成本上升。

5.2.3采用電子水處理儀對水進行軟化處理，成本較高。

5.2.4增加循環水軟化系統

分析循環水在真空泵中的運行過程，與低壓熱水鍋爐中鍋水運行過程極其相似。因此，按照熱水鍋爐水質標準來管理真空泵水質，既可防止真空泵結垢又可防止真空泵腐蝕。

真空泵循環水系統大都是敞開式循環系統，回水率比較高。在因資金等原因不采用離子交換設備進行水處理的情況下，一般利用一個軟化水池加一個高位水池對真空泵進行供水。

循環冷卻水系統中，為了提高軟化水的回收利用率，在高位水池安裝了滿水自動停泵、低水位自動報警裝置，回水率在90%以上。因此，確定本系統水處理標準時，還要按照《低壓鍋爐水質標準》對回水率和軟水控制硬度的關系來對軟水硬度進行控制。此種辦法可以有效的解決問題，但一次投入成本也較高。

車間總結經驗：泵體定期半年進行在線酸洗一次;定期2年進行徹底酸洗一次，如此既可減少泵體結垢概率，保證真空系統真空度達要求，又可避免拆泵清理水垢對設備及生產造成影響。

6 總結

真空泵的結垢問題有其較為復雜的生成機理，正確分析水質指標和運行參數是找出正確防范措施的關鍵。除了定期沖洗泵體外，水處理是防止泵體結垢的最重要環節，兩者結合，可達到最好效果，保證水環式真空泵長周期運行。

參考文獻：

[1]強成銀.水環式真空泵的維護[J].中國設備工程，2008（8）：46

[2]羅延民.如何提高水環式真空泵運行機械效率的探討[J]，科技傳播，2011（03）：46—47

（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司 河南 洛陽 ?471012）