真空泵選型技巧

　　一、真空泵基礎(chǔ)知識(shí)

　　1、真空的概念

　　“真空”一詞來自拉丁語“vacuum”，原意為“虛無”、“空的”。 真空是指在給定空間內(nèi)低于環(huán)境大氣壓力的氣體狀態(tài)，即該空間內(nèi)的氣體分子密度低于該地區(qū)大氣壓力的氣體分子密度，并不是沒有物質(zhì)的空間。水環(huán)真空泵應(yīng)用于低真空（105—103 Pa）領(lǐng)域

　　2、真空的測(cè)量單位

　　在真空技術(shù)中，表示處于真空狀態(tài)下氣體稀薄程度的量稱為真空度，可用壓力、分子數(shù)密度、平均自由程和形成一個(gè)單分子層的時(shí)間常數(shù)等來表征，但通常用氣體的壓力（剩余壓力）值來表示。氣體壓力越低，表示真空度越高；反之，壓力越高，真空度越低。

　　法定的壓力計(jì)量單位為帕［帕斯卡］，符號(hào)為Pa

　　1Pa=1N.m-2 此外，還可用真空度的百分?jǐn)?shù)作測(cè)量單位。

　　δ——真空度百分?jǐn)?shù)（%）    P——絕對(duì)壓力（Pa）   Pb-P 表示真空壓力表讀數(shù)，表壓力（用Pe表示） 真空度百分?jǐn)?shù)δ（%）與壓力P對(duì)照表

　　3、單位換算

　　1atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）=1013.25hPa（百帕）

　　1mmHg（毫米汞柱）=1Torr（托）=1.333 hPa（百帕）

　　1bar（巴）=1000 hPa（百帕）

　　1mbar（毫巴）=1 hPa（百帕）

　?。眎nHg（英寸汞柱）=25.4mmHg（毫米汞柱）=33.8 hPa（百帕）

　　4、相關(guān)術(shù)語

　　◇氣量——水環(huán)真空泵的氣量是指入口在給定真空度下，出口為大氣壓1013.25hPa時(shí)，單位時(shí)間通過泵人口的吸入狀態(tài)下的氣體容積，m3/min或m3/h 。

　　◇最大氣量——水環(huán)真空泵的最大氣量是指氣量曲線上的氣量最大值，m3/min或m3/h。

　　◇真空度（或稱作壓力）——水環(huán)真空泵的真空度是指入口處在真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度，以絕對(duì)壓力表示，Pa、hPa、kPa。

　　◇極限真空度（或稱作極限壓力）——水環(huán)真空泵的極限真空度是指入口處氣量為零時(shí)的真空度，Pa、hPa、kPa。

　　◇壓縮比——吸入壓力下氣體容積與壓縮后氣體容積之比

　　◇飽和蒸汽壓——在給定溫度下，某種物質(zhì)的蒸汽與其凝聚相處于相平衡狀態(tài)下的該種物質(zhì)的蒸汽壓力。

　　二、真空泵選型指導(dǎo)

　　真空泵的工作壓力應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓力要求。通常選擇泵的真空度要高于真空設(shè)備真空度半個(gè)到一個(gè)數(shù)量級(jí)。2BVX、2BEX系列真空泵吸氣壓力范圍在33hPa——1013.25 hPa之間，在此范圍內(nèi)，氣量隨吸氣壓力的不同而變化。根據(jù)氣量和真空度選擇合適的泵。保證工藝要求的真空度或抽走需要排走的氣體。泵的工作點(diǎn)盡可能要求在高效區(qū)內(nèi)，也就是在臨界真空度或臨界排氣壓力的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。 應(yīng)避免在最大真空度或最大排氣壓力附近運(yùn)行。在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，不僅效率極低，而且工作很不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。對(duì)于真空度較高的真空泵而言，在此區(qū)域之內(nèi)運(yùn)行，往往還會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的明顯標(biāo)志是泵內(nèi)有噪音和振動(dòng)。汽蝕會(huì)導(dǎo)致泵體、葉輪等零件的損壞，以致泵無法工作。

　　１、真空引水

　　我司生產(chǎn)的全自動(dòng)真空引水裝置２ＢＹＳ系列適合大中小型水廠真空引水，待水泵殼充滿水后自動(dòng)啟動(dòng)水泵。

　　真空引水適用于各種水泵，特別適用于大、中型泵和吸水管較長(zhǎng)的泵。抽氣管接在泵殼的頂點(diǎn)。一般根據(jù)抽氣量和最大真空值選擇真空泵，并配一臺(tái)備用泵. 2BVX、2BEX系列真空泵均能滿足水泵引水最大真空值的要求，因此只要計(jì)算抽氣量即可。給排水專業(yè)推薦的抽氣量計(jì)算方法如下：

　　W-抽氣量 m3/min

　　K-漏氣系數(shù) 1.05~1.1

　　W1-吸氣管中的空氣容積 m3

　　W2-泵體容積。計(jì)算時(shí)取水泵吸入口面積乘以吸入口到出水閥的距離

　　T-引水時(shí)間，不大于5min

　　Hg-大氣壓的水柱高度 10.33m

　　Zs-水泵軸到吸水井最低水位的差m

　　2、一般工況條件下泵的選型

　　當(dāng)用戶對(duì)使用的環(huán)境要求不高且具有足夠的循環(huán)水源時(shí)，我們給用戶提供的配套形式大多為小成套（既2BEX樣本中的配套形式）。按其傳動(dòng)方式分為直聯(lián)傳動(dòng)、減速機(jī)傳動(dòng)及皮帶傳動(dòng)三種。選型原則是按標(biāo)準(zhǔn)狀況下（水溫15℃、氣溫20℃、排氣壓力為1013mbar），水環(huán)真空泵試驗(yàn)所測(cè)得的性能曲線進(jìn)行選型，非標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，必須對(duì)進(jìn)氣速率或氣量進(jìn)行修正。

　　在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，以吸入壓力P1和要求的抽氣量Qc，在樣本性能曲線上尋求對(duì)應(yīng)的水環(huán)真空泵轉(zhuǎn)速（n）和軸功率（P），當(dāng)所選泵轉(zhuǎn)速n正好是常規(guī)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速時(shí)，選用的傳動(dòng)方式為直聯(lián)傳動(dòng)或皮帶傳動(dòng)（用戶特殊要求）。當(dāng)所選泵原轉(zhuǎn)速n不是常規(guī)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，而且原轉(zhuǎn)速n與減速機(jī)標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)比i的乘積與常規(guī)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速一致時(shí)，我們選用減速機(jī)傳動(dòng)。否則就選用皮帶輪傳動(dòng)。

　　選型計(jì)算以某化工廠工藝流程設(shè)計(jì)參數(shù)為例加以說明：

　　設(shè)計(jì)參數(shù)：

　　入口氣體溫度 35℃

　　入口氣體絕對(duì)壓力 200hPa

　　氣量 3000m3/h

　　工作液溫度 19℃

　　由于樣本曲線是在進(jìn)氣溫度20℃，進(jìn)水溫度15℃，排氣壓力1013hPa，吸入氣體為飽和空氣時(shí)測(cè)得，故需將上述參數(shù)進(jìn)行修正。

　　樣本中規(guī)定條件下的抽氣量

　　其中， 為轉(zhuǎn)速修正系數(shù)， 為樣本中規(guī)定轉(zhuǎn)速； 是實(shí)際轉(zhuǎn)速；

　　是工作液溫度修正系數(shù)

　　是吸入壓力；

　　， 分別為樣本上的和實(shí)際的工作水溫度下的飽和蒸汽壓；

　　， 分別為樣本上的和實(shí)際的工作水溫度（熱力學(xué)溫度）。

　　公式僅限于水溫在15℃±5℃范圍內(nèi)，否則要用密封水溫修正圖修正。

　　為進(jìn)氣溫度修正系數(shù)，

　　，     分別為樣本上的和試驗(yàn)（實(shí)際）的進(jìn)氣溫度，由此可知：

　　考慮到留10%的余量，氣量為 。

　　由 ， ，查樣本曲線，可用2BEX 303-0的水環(huán)真空泵，轉(zhuǎn)速為590rpm，軸功率為64kW。

　　配套功率的安全系數(shù)K=1.1—1.2（若用于紙廠K=1.3）

　　減速機(jī)的選用按減速機(jī)機(jī)械功率表選取，計(jì)算功率應(yīng)考慮工礦系數(shù)和安全系數(shù)。最后校核熱功率。

　　皮帶傳動(dòng)按手冊(cè)選用。

　　3 火力發(fā)電廠用水環(huán)真空泵機(jī)組的選型

　　3.1 術(shù)語

　　◇額定功率（銘牌功率，該工況稱為TRL工況）

　　在規(guī)定的背壓條件下，3%補(bǔ)水率，機(jī)組發(fā)額定功率，其進(jìn)汽量稱為額定進(jìn)汽量（也稱為額定流量、TMCR流量）。

　　◇最大連續(xù)功率（TMCR工況）

　　在額定進(jìn)汽量條件下，其背壓為考慮年加權(quán)平均氣溫等因素并通過對(duì)空冷系統(tǒng)優(yōu)化所確定的背壓（設(shè)計(jì)背壓），補(bǔ)水率為0%的情況下，發(fā)電機(jī)端輸出的功率。該功率也可作為保證熱耗和汽耗率的功率。

　　◇保證熱耗率考核工況（THA工況）

　　在設(shè)計(jì)背壓條件下，0%補(bǔ)水率，出力為額定功率時(shí)的熱耗率和汽耗率作為保證，

　　◇閥門全開功率（VWO工況）

　　汽輪機(jī)在調(diào)節(jié)閥全開時(shí)的進(jìn)汽量以及TMCR定義條件下發(fā)電機(jī)端輸出的功率。一般在VWO下的進(jìn)汽量為額定進(jìn)汽量的1.03-1.05倍。此流量應(yīng)為保證值。

　　◇阻塞背壓（Choking Bask Pressure）

　　汽機(jī)的阻塞背壓是指汽機(jī)末級(jí)葉片出口處的蒸汽流速接近該處的音速水平（馬赫數(shù)約為0.95）時(shí)的背壓,在通常情況下,他與汽輪機(jī)進(jìn)汽量相關(guān),不同的進(jìn)汽量有不同的阻塞背壓值。為了規(guī)范汽輪機(jī)的技術(shù)條件,這里特指TMCR流量條件下的阻塞背壓值。

　　◇過冷度：汽機(jī)排汽飽和汽溫與凝結(jié)水箱入口凝結(jié)水溫之差。

　　3.2火電站凝汽器用水環(huán)真空泵的性能曲線主要分為兩種，一種用于啟動(dòng)運(yùn)行階段的性能曲線，既是2BEX樣本中曲線。另一種是正常運(yùn)行的曲線，此曲線見2BWD樣本。

　　3.2.1啟動(dòng)運(yùn)行階段泵的選型

　　啟動(dòng)運(yùn)行階段的目的是在汽輪機(jī)啟動(dòng)前抽吸凝汽器內(nèi)的空氣，達(dá)到20 kPa——40 kPa的壓力，以便啟動(dòng)汽輪機(jī)。

　　滿足電站的預(yù)定抽真空時(shí)間，是本階段選擇真空泵的主要依據(jù)。抽空時(shí)間一般在30分鐘之內(nèi)。

　　抽氣時(shí)間可按下式計(jì)算

　　t——抽氣時(shí)間 min

　　V——真空系統(tǒng)的容積 m3

　　Q——真空泵的抽氣速率 m3/min

　　P1——真空系統(tǒng)初始?jí)毫?/p>

　　P2——真空系統(tǒng)抽氣終了的壓力

　　3.2.2 正常運(yùn)行階段，即汽輪機(jī)正式運(yùn)行后，水環(huán)真空泵所抽吸的氣體包括空氣和水蒸氣，并不是清一色的空氣?；旌蠚庵懈鞒煞值谋壤?，又與空氣泄漏量及其它因素有關(guān)。

　　正常運(yùn)行階段的水環(huán)真空泵選型依據(jù)：

　　mG ：凝汽器泄漏空氣的質(zhì)量流量

　　P1 ：2BWD系列成套裝置進(jìn)氣壓力

　　t1：2BWD系列成套裝置進(jìn)氣溫度

　　tw1 ：系統(tǒng)冷卻水溫度

　　mG 一般由設(shè)計(jì)院提供，P1和t1通過tw1和負(fù)荷率查凝汽器性能曲線得到。

　　正常運(yùn)行階段的水環(huán)真空泵選型以滿足能夠抽除凝汽器泄漏空氣為準(zhǔn)。此階段選型涉及熱工學(xué)相關(guān)知識(shí)，限于篇幅，本文暫不祥述。所選真空泵須同時(shí)滿足兩種運(yùn)行工況的要求。

　　關(guān)于白云泵業(yè)集團(tuán)

　　廣州市白云泵業(yè)集團(tuán)有限公司，是集科研、制造、營銷、安裝、服務(wù)各類泵、給水設(shè)備、水處理設(shè)備、泵用控制設(shè)備等系列產(chǎn)品為 一體的大型高新技術(shù)企業(yè)集團(tuán)，是國內(nèi)泵行業(yè)知名企業(yè)、廣東省泵業(yè)龍頭企業(yè)。

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