水環(huán)式真空泵節(jié)能技術(shù)改造措施研究

巨占海

摘 要：本文立足于水環(huán)式真空泵運行的實際情況，簡略闡述了該課題的研究背景，并從冷卻水源技術(shù)改造、選用板式換熱器以及汽蝕問題改造幾方面著手，對水環(huán)式真空泵節(jié)能技術(shù)改造的實踐應(yīng)用進行了詳細分析，旨在為相關(guān)研究人員提供參考，進而提升水環(huán)式真空泵的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：水環(huán)式真空泵;節(jié)能技術(shù);可持續(xù)發(fā)展

水環(huán)式真空泵在應(yīng)用過程中有著相對簡便的操作方式、緊湊的工作結(jié)構(gòu)，與此同時，其對于環(huán)境還存在極強的適用性，所以能夠廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。但在正式應(yīng)用水環(huán)式真空泵的過程中，時常會面臨來自蒸氣壓以及工作液泡等方面的負面影響?；诖?，研究人員應(yīng)當(dāng)針對水環(huán)式真空泵應(yīng)用中面臨的各種問題展開深入探討，進而探索出更加科學(xué)的節(jié)能技術(shù)改造措施。

1研究背景

在水環(huán)式真空泵運行的過程中，有諸多因素會對其自身性能造成影響，具體包括真空泵轉(zhuǎn)速、吸入口混合物溫度、吸入口壓力、工作水流量以及工作水進口溫度等等。其中真空泵工作水的進口溫度是相對較為關(guān)鍵的一個因素，若是其處在吸入口溫度、吸入口壓力、工作水流量以及轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化的狀態(tài)下，但是真空泵本身所具有的工作水進口溫度要比設(shè)計水溫高，那么真空泵的抽吸效果便會有所降低，并小于設(shè)計值。水環(huán)式真空泵自身冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)溫度以及冷卻效率將會直接影響工作水的進口溫度，在設(shè)計凝汽器真空泵冷卻器冷卻水源時所使用的是兩路水源，分別為低壓開式水和開式水補充水泵。當(dāng)機組處在正常運行狀態(tài)下主要是使用低壓水作為冷卻水，但是在夏季炎熱天氣下，環(huán)境溫度相對較高，受到冷卻塔冷區(qū)效果以及機組負荷等方面的影響，低壓開式水的溫度將會達到33℃，所以若是采用這種冷卻方法不僅難以達到良好的效果，并且會對真空泵正常的工作效率造成負面影響。進而制約機組整體運行安全性以及經(jīng)濟性的提高，為了能夠進一步緩解機組真空過高的問題，則應(yīng)當(dāng)對真空泵工作水溫度進行有目的地降低，進而提升水環(huán)式真空泵整體運行的節(jié)能性和經(jīng)濟性，同當(dāng)下工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能降耗以及可持續(xù)發(fā)展的要求相適應(yīng)[1]。

2水環(huán)式真空泵節(jié)能技術(shù)改造的實踐應(yīng)用

2.1冷卻水源技術(shù)改造

通過冷卻水源技術(shù)改造能夠在運行過程中有效將真空泵的工作水溫度降低，具體包括以下三種措施。首先，在開式補充水低于低壓開始水溫時，便可以將開式補充水泵啟動并提供給真空泵，該方式的應(yīng)用會在極大程度上增加開式補充水泵運行所消耗的電能，難以達到節(jié)能降耗的目標(biāo)。其次，便是降低真空分離器換水的工作水溫，但這種方式將會造成除鹽水損失，同樣難以產(chǎn)生節(jié)能的效果。最后便是對真空泵冷卻器的冷卻水源展開相應(yīng)的改造工作，由于機組負荷并不會在極大程度上對變頻冷卻水造成影響，與此同時，其將會從工業(yè)水池中直接抽取，所以相對于循環(huán)水溫來說，其水溫相對較低。在應(yīng)用該方式的過程中，工作人員僅僅需要將聯(lián)絡(luò)管道增設(shè)在開式水補充水管和變頻冷卻水管之間，便能夠起到提升機組真空以及降低真空泵工作水溫度的作用，同時還不會對變頻器的持續(xù)平穩(wěn)運行造成負面影響。綜合考慮上述三種方案的具體情況，確定可以使用變頻器冷卻水泵將冷卻水提供至真空冷卻器。

以某公司的冷卻水源技術(shù)改造實踐來看，相關(guān)調(diào)查研究表明，其每一臺真空泵冷卻器所具有的冷卻水量都為30m3/h。開式水補充水泵在綜合泵房中安裝，其同相鄰的變頻器冷卻水泵有著相同的供水水質(zhì)，與此同時，其變頻器冷卻水泵所具有的額定流量為550m3/h，當(dāng)在變頻運行的過程中，其流量穩(wěn)定調(diào)節(jié)范圍具體處在450m3/h-660m3范圍內(nèi)，而其工作揚程穩(wěn)定則在52-82m之間。通過對于該公司真空泵冷卻水源的改造工作，較之以往，其工作水溫度有了3.5℃的下降，并在極大程度上提升了真空泵的工作效率，不僅能夠為真空泵冷卻系統(tǒng)的持續(xù)平穩(wěn)運行提供充足的保障，還可以在原有的基礎(chǔ)上將凝汽器真空年平均數(shù)值降低，具體大約為0.719kPa，并降低供電煤耗的年平均值，這些均提升了水環(huán)式真空泵的節(jié)能效果，對于其經(jīng)濟性的提升有著重要意義。

2.2選用板式換熱器

板式換熱器所具有的傳熱系數(shù)要比管式換熱器大，在應(yīng)用板式換熱器時將會不斷減少其換熱端差，進而達到降低真空泵運行水溫的效果。以某公司的4組30MW機組為例，其在應(yīng)用傳統(tǒng)真空泵換熱器時換熱系數(shù)為460W/（m·K），而在更換管式換熱器之后，其換熱系數(shù)增加到了800W/（m·K）—1200W/（m·K）之間，這樣便增加了開放式冷卻水管是換熱器在換熱之后所具有的溫度，具體數(shù)值為1℃。但在進一步更換從國外引進的先進板式換熱器之后，其換熱系數(shù)又持續(xù)增加到了4000W/（m·K）—6000W/（m·K）范圍之內(nèi)。在完成上述改造工作之后，其真空泵平均工作水溫較之以往會有5℃左右的下降，與此同時還會減少約1g/（kW·h）的供電消耗，通過展開詳細的計算可得，與改造之前相比，其能夠節(jié)約15萬t的用煤量，在經(jīng)濟效益方面有96.4萬元的提升。

2.3汽蝕問題改造

若想高效解決水環(huán)式真空泵的汽蝕問題，工作人員應(yīng)當(dāng)加強對于工作水溫度以及入口壓力兩部分因素的重視，工作水溫度的實際情況將會直接影響水環(huán)式真空泵的工作特性。水環(huán)式真空泵所可以達成的最大真空泵在極大程度上會受到工作水溫度的影響。由此可見，若是工作水溫度越高，那么便會加劇汽蝕現(xiàn)象的嚴(yán)重程度。為了能夠進一步實現(xiàn)水環(huán)式真空泵溫度的降低勢必要在其中投入大量的成本，特別是在夏季來臨的時候，這一工作難度還會有所增加，如果采用提升凝汽器壓力或者是降低系統(tǒng)真空度的方式將會在一定程度上對機組本身的負荷能力產(chǎn)生負面影響。所以最佳方法其實是在保持系統(tǒng)壓力和工作水溫穩(wěn)定不變的狀況下，將大氣噴射器加裝在水環(huán)式真空泵當(dāng)中，這樣便可以達到增加水環(huán)式真空泵入口絕對壓力的效果，進而緩解水環(huán)式真空泵所面臨的汽蝕問題。除此以外，采用增加大氣噴射器的手段還可以起到減少泵體振動的作用，進而將泵體和有關(guān)設(shè)備所受到的損害盡可能降到最低，這有助于促進系統(tǒng)真空度的提升，最終達到減少機組熱量消耗的效果。汽蝕問題改造方面所體現(xiàn)出的經(jīng)濟效益主要便在于降低了水環(huán)式真空泵的故障率，這有效減少了其在使用和維修方面成本的消耗，從長遠的角度來看有助于促進水環(huán)式真空泵的可持續(xù)運行[2]。

3 結(jié)論

綜上所述，合理進行水環(huán)式真空泵節(jié)能技術(shù)改造，能夠有效提升其運行質(zhì)量和效率，對于工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益以及生態(tài)效益的綜合提升有著積極的促進作用。因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加強對于節(jié)能降耗的重視，進而為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。

參考文獻：

[1]楊作梁，楊森，馬洪源，等.水環(huán)真空泵夏季工況性能下降應(yīng)對措施對比研究[J].汽輪機技術(shù)，2020，62（1）：53-56，60.

[2]陳科，王愛其，方瑞明.透平風(fēng)機替代水環(huán)式真空泵的節(jié)能改造實踐[J].中華紙業(yè)，2021，42（2）：42-46.