蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵在淡鹽水脫氯裝置上的應用
蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵兩種真空泵實(shí)際應用情況對比
實(shí)際生產(chǎn)的真空泵介紹
實(shí)際生產(chǎn)中，南寧化工股份有限公司第一套淡鹽水真空脫氯裝置（配套6萬(wàn)t/a離子膜燒堿）的真空設備采用蒸汽噴射泵（如圖2）與水環(huán)真空泵（如圖3）各1臺，互為備用。蒸汽噴射泵規格為L(cháng)1050，材質(zhì)為鈦，生產(chǎn)廠(chǎng)家為日本木村化工機株式會(huì )社，水環(huán)真空泵型號為SKF—12（I），材質(zhì)為鈦，生產(chǎn)廠(chǎng)家為西安泵閥總廠(chǎng)。后來(lái)因為擴建，第二套淡鹽水真空脫氯裝置（配套9萬(wàn)t/a離子膜燒堿）的真空設備采用水環(huán)真空泵兩臺，水環(huán)真空泵型號為SKF—20（I），材質(zhì)為鈦，生產(chǎn)廠(chǎng)家為西安泵閥總廠(chǎng)。
影響蒸汽噴射真空泵性能的主要因素
噴射真空泵的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單，抽氣量大，適應性強，操作安全可靠，無(wú)需保養；使用壽命長(cháng)，耐磨損；適當選材可具耐蝕性；所有材料均可制造，故應用甚廣。缺點(diǎn)是效率低，通常在30%以下，能耗大。
從生產(chǎn)運行的實(shí)際情況來(lái)看，影響蒸汽噴射真空泵性能主要有蒸汽、冷卻水、噴嘴等因素。
�。�1）蒸汽 蒸汽質(zhì)量主要包括蒸汽壓力和蒸汽干燥度。蒸汽壓力偏低及壓力波動(dòng)均對蒸汽噴射真空泵的能力有較大影響，因此蒸汽壓力不應低于要求的工作壓力，但所用真空泵結構設計已定型，過(guò)多提高蒸汽壓力并不會(huì )增加抽氣量及真空度。由于氯堿企業(yè)的鍋爐供汽范圍寬，各用汽單元的用汽量經(jīng)常波動(dòng)，導致蒸汽壓力也波動(dòng)，從而影響蒸汽噴射真空泵的正常運行。蒸汽的干燥度對真空泵的性能有較大影響，其中含水量會(huì )引起真空波動(dòng)，含水過(guò)多甚至會(huì )抽不起真空。
�。�2）冷卻水供量不足，冷凝器會(huì )發(fā)熱，氣流聲音變大，真空度迅速下降，甚至蒸汽會(huì )返入抽氣管，應保證冷凝器供水壓力不小于0.2MPa，供水量應比額定用量稍微大一點(diǎn)。另外，冷卻水溫越高，冷凝效果越差，其后果是耗用的蒸汽量增加和真空度降低，所以冷卻水的溫度也必須加強控制。冷卻水質(zhì)對真空泵能力的影響也是一個(gè)不可忽視的因素，如果水質(zhì)差，硬度高，會(huì )造成冷凝器積垢甚至堵塞，嚴重影響熱交換性能，使蒸汽難于冷凝，從而影響真空度。所以循環(huán)冷卻水最好使用軟化水。
�。�3）噴嘴是影響真空泵性能的重要部件，容易出現的問(wèn)題有噴嘴裝錯、堵塞、損壞、腐蝕和泄漏等]。一方面由于安裝蒸汽管道時(shí)，管道中殘余的鐵屑和焊渣會(huì )堵塞噴嘴；另一方面，真空泵系統停用時(shí)，蒸汽管道易生銹，在使用時(shí)銹斑脫落堵塞噴嘴。在蒸汽噴射真空泵前加裝蒸汽過(guò)濾器可以有效防止蒸汽帶入雜質(zhì)，避免噴嘴堵塞。
影響水環(huán)真空泵性能的主要因素
水環(huán)真空泵相對蒸汽噴射真空泵來(lái)說(shuō)結構較為復雜，但是，和其他類(lèi)型的機械真空泵相比結構較為簡(jiǎn)單，并且制造精度要求不高，容易加工。水環(huán)真空泵操作簡(jiǎn)單，維修方便；泵腔內沒(méi)有金屬摩擦表面，無(wú)須對泵內進(jìn)行潤滑，轉動(dòng)件和固定件之間密封可直接由水封或機械密封來(lái)完成。
水環(huán)真空泵的缺點(diǎn)有：①效率低，一般在35%～40%左右，效率較好的在50%左右。②真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。③有運動(dòng)部件，容易損壞，維修量相對較多。影響水環(huán)式真空泵性能的主要因素有運動(dòng)部件、工作液溫度和循環(huán)工作液。
�。�1）運動(dòng)部件 由于水環(huán)真空泵是有運轉部件的，因此容易損壞；水環(huán)真空泵動(dòng)密封容易泄漏而影響工作真空度；一般情況下，水環(huán)真空泵平均無(wú)故障運行期在10 000h以上，基本能滿(mǎn)足化工連續生產(chǎn)的需要。
�。�2）工作液溫度 水環(huán)真空泵的工作效率隨工作液溫度的升高而下降，水溫超過(guò)50℃ 后工作效率急劇下降。增大工作液冷卻器的換熱面積，可以將泵體的溫度控制在35℃左右，確保水環(huán)式真空泵穩定工作。
�。�3）循環(huán)工作液 所謂水環(huán)真空泵就是用水作為循環(huán)工作液的液環(huán)泵，用水作循環(huán)工作液有很多優(yōu)點(diǎn)，如價(jià)廉、易得以及不會(huì )污染環(huán)境等。但也有一個(gè)很大缺點(diǎn)，由于水的飽和蒸氣壓高，使得水環(huán)真空泵的吸入壓力也高。
蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵經(jīng)濟性對比
蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵在技術(shù)上都能較好滿(mǎn)足淡鹽水脫氯的生產(chǎn)需要，下面以南寧化工股份有限公司的6萬(wàn)t/a淡鹽水脫氯裝置為例進(jìn)行經(jīng)濟性分析對比，具體情況如下表。對比的范圍包括真空泵及其周?chē)鷵Q熱器等配套設施。從表中可以看出，蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵的投資差別不大，但是運行成本上蒸汽噴射真空泵為72萬(wàn)元/a，水環(huán)真空泵為18萬(wàn)元/a，從經(jīng)濟效益方面來(lái)說(shuō)，水環(huán)真空泵更勝一籌。
結論
蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵在技術(shù)上各有優(yōu)缺點(diǎn)：蒸汽噴射真空泵抽氣量大，形成真空快，結構簡(jiǎn)單，性能可靠穩定，工作安全，操作、維修方便，屬于“免維護設備”，可節約備件費和維修人工費；其缺點(diǎn)是能耗大，蒸汽質(zhì)量、冷卻水量的波動(dòng)很容易導致真空泵能力下降。水環(huán)真空泵不消耗蒸汽，不受蒸汽波動(dòng)影響，工作真空穩定，操作方便，成套性強，缺點(diǎn)是有運動(dòng)部件，備品備件多，設備維護相對較多。單純從技術(shù)角度來(lái)看蒸汽噴射真空泵與水環(huán)真空泵都能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。
從經(jīng)濟角度來(lái)看，投資差異很小，運行成本差異很大。蒸汽噴射真空泵運行成本為72萬(wàn)元/a，水環(huán)真空泵運行成本很低，為18萬(wàn)元/a，只有蒸汽噴射真空泵的25%，因此，從經(jīng)濟角度來(lái)說(shuō)，水環(huán)真空泵經(jīng)濟效益更顯著(zhù)。
綜上所述，水環(huán)真空泵和蒸汽噴射真空泵在淡鹽水脫氯裝置上的應用是成功的，二者在技術(shù)上都能滿(mǎn)足淡鹽水脫氯的需要，但是水環(huán)真空泵運行成本相對較低，只有蒸汽噴射真空泵的25%，并且由于不受蒸汽質(zhì)量影響而可獲得穩定的真空，其優(yōu)點(diǎn)更加突出，因此使用單位也越來(lái)越多。正是基于以上原因，南寧化工股份有限公司在后續的項目中舍棄了蒸汽噴射真空泵而采用水環(huán)真空泵作為淡鹽水脫氯工序中的真空設備。
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