【正文】 水環(huán)真空泵及帶大氣噴射器的兩級(jí)水環(huán)真空泵用在這種工況下，就具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，許多化肥企業(yè)淘汰了振動(dòng)噪聲大而真空度較高的往復(fù)真空泵，用兩級(jí)水環(huán)真空泵替代，并收到了較好的效果，可以說兩級(jí)水環(huán)真空泵在該行業(yè)應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。由于該設(shè)備是聚氯乙烯行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，因而在近幾年全國(guó)大上聚氯乙烯項(xiàng)目的形勢(shì)下，這種水環(huán)壓縮機(jī)得到了推廣和應(yīng)用，完全替代了進(jìn)口。在此產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，我公司又開發(fā)了系列產(chǎn)品，排氣量由90m3／min到2000m。為了適應(yīng)聚氯乙烯的生產(chǎn)，91原國(guó)務(wù)院重大裝備辦公室在“八五”重大技術(shù)裝備攻關(guān)項(xiàng)目年產(chǎn)4噸低聚合度聚氯乙烯裝置設(shè)備研制中提出了氯乙烯回收水環(huán)壓縮機(jī)的研制攻關(guān)課題，這種回收氯乙烯單體的水環(huán)壓縮機(jī)要求在吸入壓力為常壓或微負(fù)壓的情況下，而且排氣量要達(dá)到700m3／min?！　?在這里需要特別介紹的是，正是由于這個(gè)行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)和加快了較高I力水環(huán)壓縮機(jī)的開發(fā)和生產(chǎn)。據(jù)該行業(yè)的預(yù)測(cè)，2005年的全國(guó)需求量將達(dá)800萬噸，而到了2010年將達(dá)到1500萬噸，正是因?yàn)樾枨罅扛咚僭黾樱沟梦覈?guó)的氯堿行業(yè)的企業(yè)加改造擴(kuò)產(chǎn)，并且近一、二年新上了許多企業(yè)。而近幾年煤礦的過濾機(jī)都選配抽氣量為80150m3／min的大型水環(huán)真空泵，有的達(dá)到200m3／min以上，而且還有氣量繼續(xù)增大的趨勢(shì)。隨著國(guó)家對(duì)安全工作進(jìn)一步加強(qiáng)，大型、特大型水環(huán)真空泵將在煤礦系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。在2000年以前，我國(guó)能生產(chǎn)抽氣量在100m3／min以上的水環(huán)真空泵僅34個(gè)企業(yè)，全國(guó)年產(chǎn)量也不過幾十臺(tái)。下面就其發(fā)展及設(shè)計(jì)開發(fā)談幾點(diǎn)粗淺的看法。真空技術(shù)對(duì)水環(huán)真空泵的幾點(diǎn)看法　開發(fā)的幾點(diǎn)看法眾所周知，由于水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便的特點(diǎn)，因而在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。特別是具有等溫壓縮的特點(diǎn)，極易抽吸、壓縮易燃易爆的氣體?！　? 大型化　　由于煤礦、化工、制藥、造紙等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)水環(huán)真空泵的要求越來越向大型化方面發(fā)展。而僅過了三年，到2003年全國(guó)能生產(chǎn)100m3／min以上的大泵的廠家達(dá)10多家(其中僅淄博地區(qū)就有78家)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)的大泵的產(chǎn)量達(dá)幾百臺(tái)以上，這些產(chǎn)品主要應(yīng)用于：　　 (1)煤礦行業(yè)　　 由于國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)煤礦的安全要求，因而用水環(huán)真空泵，特別是大型水環(huán)真空泵抽除瓦斯氣體已成為煤礦行業(yè)必須的安全要求，例如去年陜西某礦務(wù)局訂購的多臺(tái)抽氣量達(dá)400m3／min的特大型水環(huán)真空泵就是用以抽除瓦斯氣體，有的一個(gè)大型煤礦使用100m3／min以上的大泵就達(dá)78臺(tái)?！　〈送?，由于煤炭產(chǎn)量的飛速增加，煤礦的洗、選煤所用的真空過濾機(jī)也向大型化方面發(fā)展，在八十年代大多配抽氣量為27m3／min的SZ4型水環(huán)真空泵，這在當(dāng)時(shí)也是較大的?！　?2)化工行業(yè) 　　a)氯堿行業(yè) 近幾年來我國(guó)啟動(dòng)了許多大型的基本建設(shè)和技術(shù)改造項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的實(shí)童都需要大量的聚氯乙烯材料，特別是房地產(chǎn)的興旺，更加推動(dòng)了聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展，據(jù)氯堿行業(yè)的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)去年生產(chǎn)了410萬噸聚氯乙烯，進(jìn)口了200可噸。氯堿企業(yè)的發(fā)展，必須配套水陜空泵和水環(huán)壓縮機(jī)j用以抽除和壓縮乙炔和氫氣的水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮 機(jī)過去最大也不過30m3／min，而現(xiàn)在年產(chǎn)10萬噸燒堿和10萬噸聚氯乙烯的企業(yè)，需要的水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮機(jī)達(dá)70m3／min以上。 長(zhǎng)期以來，我國(guó)的水環(huán)壓縮機(jī)一般是當(dāng)吸入壓力為1個(gè)大氣壓或略低于呔氣壓時(shí)，排除壓力為O．1MPa，即壓縮比為2，個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)過排除壓力達(dá)25MPaG的水環(huán)壓縮機(jī)，而且僅12個(gè)規(guī)格。經(jīng)過幾年的努力，我公司于96年12月通過了由原國(guó)家機(jī)械部組織的技術(shù)鑒定，客項(xiàng)技術(shù)酥達(dá)到了攻關(guān)要求。／h。 　　b)化肥行業(yè) 　　化肥行業(yè)特別是磷肥的生產(chǎn)也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控中重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，由于新上項(xiàng)目及老企業(yè)的技術(shù)改造均以上水平、上規(guī)模為主，因而大型、特大型水環(huán)真空泵在此也得到了應(yīng)用，如云南某磷肥企業(yè)一次改造就新增抽氣量為300m3／min的特大型水環(huán)泵3臺(tái)。 　　c)造紙行業(yè) 　　上世紀(jì)末和本世紀(jì)初，我國(guó)的國(guó)債投入造紙行業(yè)占有較大的比例，全國(guó)各地的造紙廠爭(zhēng)先恐后地改造上水平、上規(guī)模，這大大地拉動(dòng)了大型水環(huán)真空泵的開發(fā)生產(chǎn)，東北某造紙廠一次改造抽氣量為400IIl3／min的特大型水環(huán)真空泵(目前我國(guó)生產(chǎn)的最大規(guī)格的水環(huán)真空泵)6臺(tái)，總配動(dòng)力為400kW。　　 d)制藥行業(yè) 　　真空濃縮脫水、干燥、蒸餾是制藥企業(yè)的主要工藝過程，制藥企業(yè)的技術(shù)改造也同樣是上水平、上規(guī)模，這在一些大型制藥企業(yè)更為明顯。此外，制藥行業(yè)的許多廠過去使用抽氣量為612m3／min的兩級(jí)水環(huán)真空泵較多，而現(xiàn)在都配2030m3／min的兩級(jí)水環(huán)真空泵，有的還達(dá)到60m3／min，如四川某合資制藥廠去年一次招標(biāo)買抽氣量為60m3／min的泵達(dá)到10臺(tái)。 2 成套性 　　 應(yīng)當(dāng)說，在2000年以前國(guó)內(nèi)的水環(huán)真空泵的生產(chǎn)廠家?guī)缀跞且凿N售單泵為主，極少有用戶訂成套設(shè)備，而近兩年來，化工、制藥行業(yè)的技改項(xiàng)目設(shè)備招標(biāo)中成套設(shè)備占的比例越來越大，一般是要求配分離器、冷卻器(換熱器)、補(bǔ)液泵、閥門、儀表、管件以及控制裝置，形成閉式循環(huán)，并且要求與企業(yè)的OCS系統(tǒng)相連，對(duì)液位、壓力、力量等進(jìn)行在線控制。 3 較高真空下要求較大的抽氣量 　　 許多化工、制藥行業(yè)的真空蒸餾、濃縮、脫水、干燥以及發(fā)電廠的抽除尾氣都要求在吸入壓力為38kPa之間有較大的抽氣量，單級(jí)水環(huán)真空泵在這一區(qū)間抽氣能力已相當(dāng)弱，而兩級(jí)水環(huán)真空泵和帶一級(jí)大氣噴射器的兩級(jí)水環(huán)真空泵的特點(diǎn)是在該區(qū)間有較大的吸氣量，在2000年以前對(duì)于兩級(jí)泵的需求大多是15m3／min以下，而現(xiàn)在達(dá)4050m3／min。 　　 綜上所述，可以看出，水環(huán)真空泵及水環(huán)壓縮機(jī)作為基本的粗低真空獲得設(shè)備在各行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，也可以說國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的迅速發(fā)展推動(dòng)了水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮機(jī)的開發(fā)生產(chǎn)。 　　 (1)用可行性設(shè)計(jì)和高性能的密封件，提高整機(jī)的平均無故障運(yùn)行期（MTBF） 　　 水環(huán)真空泵及水環(huán)壓縮機(jī)的工作可靠性，即平均無故障運(yùn)行期，應(yīng)當(dāng)說與其它的粗低真空獲得設(shè)備相比還是較高的，平均無故障運(yùn)行期可達(dá)10000小時(shí)以上。特別是在化工和煤礦抽瓦斯氣體的這樣對(duì)安全要求嚴(yán)格的工況下，泵要長(zhǎng)期持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，國(guó)際先進(jìn)水平可達(dá)幾萬小時(shí)以上。 　　 (2)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，努力提高泵的效率，降低能耗 　　 水環(huán)真空泵和水環(huán)壓縮機(jī)是耗能高，效率低的產(chǎn)品，這是公認(rèn)的事實(shí)，小泵一般為3035％，大泵達(dá)40％或略高，這樣低的效率與國(guó)家對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的要求及我國(guó)目前能源緊張的現(xiàn)狀是極不相適應(yīng)的。所以說盡快設(shè)計(jì)開發(fā)成功高效節(jié)能的水環(huán)真空泵及壓縮機(jī)以淘汰耗能高、效率低的落后產(chǎn)品是擺在水環(huán)真空泵的設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)面前的一項(xiàng)重要工作。 　　國(guó)外無論單級(jí)水環(huán)真空泵還是兩級(jí)水環(huán)真空泵配大氣噴射器以提高在較低吸入壓力下的抽氣量的情況還是較多的。但目前國(guó)內(nèi)一是水環(huán)真空泵帶大氣噴射器的應(yīng)用不夠廣泛；，與國(guó)外先進(jìn)廠家技術(shù)水平有一定差距。羅茨泵－水環(huán)泵真空機(jī)組工作原理　　羅茨真空機(jī)組在一般情況下，選用水環(huán)泵作為前級(jí)泵比其它真空泵更為有利，這主要是由于它能夠抽除大量的可凝性蒸汽，特別是當(dāng)氣鎮(zhèn)油封機(jī)械真空泵排除可凝性蒸汽能力不夠，或使用的溶劑能使泵油惡化而影響性能，或者是真空系統(tǒng)不允許油污染的時(shí)候更為明顯。這類聯(lián)合機(jī)組，大致有如下幾種類型。 　　一般情況，單級(jí)水環(huán)泵極限真空度不高，而目前我國(guó)生產(chǎn)的羅茨泵要求的預(yù)真空又較高，故實(shí)際上不用單級(jí)水環(huán)泵作為羅茨泵的前級(jí)泵，而用能提高極限真空度的雙級(jí)水環(huán)泵作為前級(jí)泵使用，采用雙級(jí)水環(huán)泵，還可以提高機(jī)組的極限真空度?！　」试谶@種類型里通常見到的是兩臺(tái)羅茨泵串聯(lián)后再用雙級(jí)水環(huán)泵作前級(jí)泵（圖1）組成機(jī)組。水環(huán)泵的理論極限壓力就是水的飽和蒸汽壓。為了提高前級(jí)泵的極限真空度，還可以使水環(huán)泵與大氣泵組合使用。這樣，串聯(lián)一級(jí)大氣泵后的極限真空度可達(dá)20~30Torr,如果水環(huán)泵與二級(jí)大氣泵組合，則極限真空可達(dá)2~10Torr?！　∫筇幚泶罅克羝恼婵障到y(tǒng)中，使用水環(huán)泵是較合適的，但由于其極限真空度不高，致使整個(gè)機(jī)組的極限真空度較低。但由于水環(huán)泵的耗電量大，效率很低，噪聲高，在需要長(zhǎng)時(shí)間的真空干燥系統(tǒng)中，用水環(huán)泵作為羅茨泵前級(jí)泵很不經(jīng)濟(jì)。真空干燥時(shí)，先用水環(huán)泵進(jìn)行預(yù)抽，直至水蒸汽大量減少時(shí)，再開動(dòng)氣鎮(zhèn)機(jī)械真空泵，切斷水環(huán)泵?！　×_茨泵－水環(huán)泵機(jī)組的運(yùn)行　　　?。?）機(jī)組前裝冷凝器　　為了盡量使機(jī)組的體積小些，可設(shè)法使待抽的蒸汽在進(jìn)入泵機(jī)組之前冷凝，這樣剩下來的就是非可凝性氣體和微量殘余蒸汽。所以冷凝后所需抽氣量減小，相應(yīng)地泵也可以選得小一些。 　　其系統(tǒng)需要每小時(shí)抽除50kg的水蒸汽量，在吸入壓力為1Torr時(shí)的容積流量為50000m3/h?！　?）為了使蒸汽在到達(dá)真空泵之前冷凝，就要在位于A處裝一個(gè)冷凝器和一個(gè)功率為30000