高低架水蒸汽喷射泵的工作原理及不足之处

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)西安建筑科技大学冶金工程学院 作者:王超

        水蒸汽喷射真空泵是以水蒸汽为工作介质的一种蒸汽流泵,具有工作压力范围宽、抽气量大、结构简单,并且工作可靠,使用周期长,特别是适用于含尘气体、腐蚀性气体及易燃易爆气体介质环境等特点,被广泛应用于粗、低真空领域、大抽气量及有蒸汽源的领域,如冶金领域的钢液真空循环脱气法RH炉外精炼工艺以及在动力电池制造中的应用等。而低架泵是将冷却水与被冷凝气体分开,冷却水通过泵加压排出,冷凝液通过真空泵抽出,从而达到降低高度地面安装,具有投资少、能耗低、方便实用等特点。其潜在的应用领域非常大。

高架水蒸汽喷射泵存在的不足

        典型的高架泵如图1 所示 (A 消音冷凝器:1B、2B、3B、4B、分别为第1、2、3、4 级喷射器;1C、2C分别为第1、2 级冷凝器) ,喷射器的主要作用是抽除气体,冷凝器的作用是将气体中的可凝性蒸汽凝结排除,以减轻下级泵的负担。因而在多级喷射器的设计中,应考虑在适当的位置配设一定的冷凝器,整个系统(除末级喷射器及3 号冷凝器) 都处在真空状态中,为了保证冷凝器中的冷凝水的顺利排出,泵体必须安装到11m 高的平台上,并且把冷凝器的排水管直接插入水封池中,使冷凝器中的冷凝水利用自重而排出至水封池中。因而高架泵实际安装的难度大,运行中的操作很不方便。

高架泵工作原理示意图 

图1  高架泵工作原理示意图

低架水蒸汽喷射泵存在问题

        相对于高架泵,低架泵是将冷却水与被冷凝气体分开,冷却水通过泵加压排出,冷凝液通过真空泵抽出,从而可以降低泵体高度进行地面安装,降低安装成本。

        对于低架泵的1 号、2 号冷凝器,要求有不同的真空度,所以应分别用不同抽气量的真空泵抽出,或者用其他真空泵作为末级泵。末级泵采用其他真空泵时,需要额外的动力源,能耗较大,结构复杂、维修量大,故而在实际中很少采用。

        针对以上的状况,在实际过程中选用一个引流喷射器,通过两个平衡疏水阀分别排除1、2 号冷凝器中的冷凝水,同时结合采用补给水系统,补充引流喷射器消耗的水量,从而达到水封的作用。该方法的优点在于通过一个引流泵同时解决了两个冷凝器的排水,只需补充很少的蒸汽做额外动力,而不需要增加设备。但在运行过程中由于补给水的水压、流量及蒸汽压的波动,经常产生引流不畅、水封失效,导致倒流现象。虽然该方式设有自动调节,但是在实际应用中,还是会给生产带来很多的不便。

低架泵工作原理示意图 

图2  低架泵工作原理示意图

        其系统如图2 所示: (A 消音冷凝器:1B、2B、3B、4B、5B 为第1、2、3、4 级喷射器和引流喷射器;1C、2C 分别为第1、2 级冷凝器;1D、2D 分别为1 号、2 号冷凝器平衡阀;1E、2E 分别为补水控制阀和平衡补水阀)。

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