目前真空技術越來越廣泛的應用在石油、化工、制藥、冶金等行業的減壓蒸發、結晶、蒸餾、升華、干燥、負壓濃縮、脫水、化學反應吸收及真空輸送物料等工藝,各種加工過程應用真空技術后可以節能降耗、加快反應速度、提高產品質量、增加經濟效益也逐步形成共識,但真空技術是一門邊緣科學,我國的真空行業是在解放后消化吸收前蘇聯、美國、日本、德國產品的基礎上發展起來的。蒸汽噴射真空泵具有真空高、能耗低、運行平穩、無機械摩擦而壽命長、設備安全等優點。在有高真空度要求的工作系統中,蒸汽噴射真空泵往往是首選的抽真空設備。

    本文根據多年的生產、研制和配套經驗,對蒸汽噴射真空泵的影響因素做一綜合分析,并提出一些解決措施,以便為其更好的應用提供一些參考。

    1、關于真空泵的幾個概念

    在工業生產的加工過程中如何應用好真空泵,需要先明確以下幾個概念:

    (1)“真空”的概念:“真空”是指在給定空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態,也就是該空間內氣體分子密度低于該地區大氣壓的氣體分子密度。完全沒有氣體的空間狀態稱為絕對真空。

    (2)真空泵:是用以產生、改善和維持真空的裝置。

    (3)抽氣量:真空泵在工作壓強下單位時間內抽吸氣體的流量。單位:kg/h或m3/h

    (4)極限壓強(真空度):在抽汽量為零的情況下真空泵所能達到的絕對壓強。單位:Pa、kPa、MPa或mmHg(極限絕壓減當地大氣壓為極限真空度)

    (5)工作壓強(真空度):噴射泵在額定抽氣量時的絕對壓強。單位:Pa、kPa、MPa或mmHg(工作絕壓減當地大氣壓為工作真空度)

    (6)工作蒸汽壓力:蒸汽噴射真空泵的工作蒸汽壓力。單位:MPa

    (7)工作蒸汽耗量:蒸汽噴射真空泵單位時間蒸汽耗量。單位:kg/h

    (8)冷卻水溫:水噴射泵循環水溫度或蒸汽噴射真空泵的冷凝器循環水溫度。單位:℃

    (9)冷卻水循環量:單位時間通過水噴射器或蒸汽噴射泵冷凝器的循環水流量。單位:kg/h

    2、蒸汽噴射泵的結構和工作原理

    顧名思義,蒸汽噴射真空泵的工作介質是蒸汽。其工作原理可通俗地描述為:高速蒸汽進入噴射真空泵的噴嘴,由于噴嘴是一個小孔,截面面積很小,因而形成高速氣流,噴射泵泵腔,這一超高速氣流使泵腔內形成負壓,工作系統與此泵腔由管路相連,因而工作系統中的不凝氣體不斷補充被抽吸到泵腔內,從而實現工作系統的真空。

    3、影響蒸汽噴射真空泵的主要因素

    3.1、蒸汽質量(蒸汽壓力和蒸汽干燥度)

    在生產實踐中我們發現,蒸汽質量(蒸汽壓力和蒸汽干度)的好壞,對蒸汽噴射真空泵的抽真空能力和真空穩定性影響很大。

    蒸汽壓力偏低及壓力不均對真空泵的能力產生較大的影響;但由于真空泵結構設計已定型,蒸汽壓力過高并不會使抽氣量和真空度有所提高,故蒸汽壓力應>1.1MPa,<1.2MPa,且鍋爐供給的蒸汽壓力要穩定。蒸汽干燥度對真空泵的性能也有較大的影響。含水會引起真空波動,含水過多甚至會抽不起真空,一般須在汽包前加裝汽水分離器以達到所需的蒸汽干燥度,同時對蒸汽管路進行有效保溫,最佳工作蒸汽溫度為5℃～10℃。

    3.2、循環冷卻水

    冷卻水供量不足,冷凝器會發熱,氣流聲變大,真空度迅速下降,甚至蒸汽會返回抽氣管。對于列管間冷式冷凝器,應保證供水壓力為0.2MPa。供水量應比實際用量稍大些,但太大也會使冷凝水形成水珠被下級吸入,使泵無法正常工作。一般1C水量控制在67m3/h,2C水量控制在12m3/h。

    冷卻水溫太高,真空泵能力也會降低,甚至抽不起真空。冷卻水溫一般不超過32℃。

    冷卻水質對真空泵能力的影響也是一個不可忽視的因素。如果水質差、硬度高,會造成冷凝器積垢甚至堵塞,嚴重影響熱交換性能,使蒸汽難以冷凝,從而影響真空度。所以應保證循環冷卻水為軟化水。