水环式真空泵节能技术改造措施研究

巨占海

摘 要：本文立足于水环式真空泵运行的实际情况，简略阐述了该课题的研究背景，并从冷却水源技术改造、选用板式换热器以及汽蚀问题改造几方面着手，对水环式真空泵节能技术改造的实践应用进行了详细分析，旨在为相关研究人员提供参考，进而提升水环式真空泵的节能效果和经济效益。

关键词：水环式真空泵;节能技术;可持续发展

水环式真空泵在应用过程中有着相对简便的操作方式、紧凑的工作结构，与此同时，其对于环境还存在极强的适用性，所以能够广泛应用在工业生产领域。但在正式应用水环式真空泵的过程中，时常会面临来自蒸气压以及工作液泡等方面的负面影响。基于此，研究人员应当针对水环式真空泵应用中面临的各种问题展开深入探讨，进而探索出更加科学的节能技术改造措施。

1研究背景

在水环式真空泵运行的过程中，有诸多因素会对其自身性能造成影响，具体包括真空泵转速、吸入口混合物温度、吸入口压力、工作水流量以及工作水进口温度等等。其中真空泵工作水的进口温度是相对较为关键的一个因素，若是其处在吸入口温度、吸入口压力、工作水流量以及转速不发生变化的状态下，但是真空泵本身所具有的工作水进口温度要比设计水温高，那么真空泵的抽吸效果便会有所降低，并小于设计值。水环式真空泵自身冷却系统的冷却介质温度以及冷却效率将会直接影响工作水的进口温度，在设计凝汽器真空泵冷却器冷却水源时所使用的是两路水源，分别为低压开式水和开式水补充水泵。当机组处在正常运行状态下主要是使用低压水作为冷却水，但是在夏季炎热天气下，环境温度相对较高，受到冷却塔冷区效果以及机组负荷等方面的影响，低压开式水的温度将会达到33℃，所以若是采用这种冷却方法不仅难以达到良好的效果，并且会对真空泵正常的工作效率造成负面影响。进而制约机组整体运行安全性以及经济性的提高，为了能够进一步缓解机组真空过高的问题，则应当对真空泵工作水温度进行有目的地降低，进而提升水环式真空泵整体运行的节能性和经济性，同当下工业领域节能降耗以及可持续发展的要求相适应[1]。

2水环式真空泵节能技术改造的实践应用

2.1冷却水源技术改造

通过冷却水源技术改造能够在运行过程中有效将真空泵的工作水温度降低，具体包括以下三种措施。首先，在开式补充水低于低压开始水温时，便可以将开式补充水泵启动并提供给真空泵，该方式的应用会在极大程度上增加开式补充水泵运行所消耗的电能，难以达到节能降耗的目标。其次，便是降低真空分离器换水的工作水温，但这种方式将会造成除盐水损失，同样难以产生节能的效果。最后便是对真空泵冷却器的冷却水源展开相应的改造工作，由于机组负荷并不会在极大程度上对变频冷却水造成影响，与此同时，其将会从工业水池中直接抽取，所以相对于循环水温来说，其水温相对较低。在应用该方式的过程中，工作人员仅仅需要将联络管道增设在开式水补充水管和变频冷却水管之间，便能够起到提升机组真空以及降低真空泵工作水温度的作用，同时还不会对变频器的持续平稳运行造成负面影响。综合考虑上述三种方案的具体情况，确定可以使用变频器冷却水泵将冷却水提供至真空冷却器。

以某公司的冷却水源技术改造实践来看，相关调查研究表明，其每一台真空泵冷却器所具有的冷却水量都为30m3/h。开式水补充水泵在综合泵房中安装，其同相邻的变频器冷却水泵有着相同的供水水质，与此同时，其变频器冷却水泵所具有的额定流量为550m3/h，当在变频运行的过程中，其流量稳定调节范围具体处在450m3/h-660m3范围内，而其工作扬程稳定则在52-82m之间。通过对于该公司真空泵冷却水源的改造工作，较之以往，其工作水温度有了3.5℃的下降，并在极大程度上提升了真空泵的工作效率，不仅能够为真空泵冷却系统的持续平稳运行提供充足的保障，还可以在原有的基础上将凝汽器真空年平均数值降低，具体大约为0.719kPa，并降低供电煤耗的年平均值，这些均提升了水环式真空泵的节能效果，对于其经济性的提升有着重要意义。

2.2选用板式换热器

板式换热器所具有的传热系数要比管式换热器大，在应用板式换热器时将会不断减少其换热端差，进而达到降低真空泵运行水温的效果。以某公司的4组30MW机组为例，其在应用传统真空泵换热器时换热系数为460W/（m·K），而在更换管式换热器之后，其换热系数增加到了800W/（m·K）—1200W/（m·K）之間，这样便增加了开放式冷却水管是换热器在换热之后所具有的温度，具体数值为1℃。但在进一步更换从国外引进的先进板式换热器之后，其换热系数又持续增加到了4000W/（m·K）—6000W/（m·K）范围之内。在完成上述改造工作之后，其真空泵平均工作水温较之以往会有5℃左右的下降，与此同时还会减少约1g/（kW·h）的供电消耗，通过展开详细的计算可得，与改造之前相比，其能够节约15万t的用煤量，在经济效益方面有96.4万元的提升。

2.3汽蚀问题改造

若想高效解决水环式真空泵的汽蚀问题，工作人员应当加强对于工作水温度以及入口压力两部分因素的重视，工作水温度的实际情况将会直接影响水环式真空泵的工作特性。水环式真空泵所可以达成的最大真空泵在极大程度上会受到工作水温度的影响。由此可见，若是工作水温度越高，那么便会加剧汽蚀现象的严重程度。为了能够进一步实现水环式真空泵温度的降低势必要在其中投入大量的成本，特别是在夏季来临的时候，这一工作难度还会有所增加，如果采用提升凝汽器压力或者是降低系统真空度的方式将会在一定程度上对机组本身的负荷能力产生负面影响。所以最佳方法其实是在保持系统压力和工作水温稳定不变的状况下，将大气喷射器加装在水环式真空泵当中，这样便可以达到增加水环式真空泵入口绝对压力的效果，进而缓解水环式真空泵所面临的汽蚀问题。除此以外，采用增加大气喷射器的手段还可以起到减少泵体振动的作用，进而将泵体和有关设备所受到的损害尽可能降到最低，这有助于促进系统真空度的提升，最终达到减少机组热量消耗的效果。汽蚀问题改造方面所体现出的经济效益主要便在于降低了水环式真空泵的故障率，这有效减少了其在使用和维修方面成本的消耗，从长远的角度来看有助于促进水环式真空泵的可持续运行[2]。

3 结论

综上所述，合理进行水环式真空泵节能技术改造，能够有效提升其运行质量和效率，对于工业生产经济效益以及生态效益的综合提升有着积极的促进作用。因此，相关人员应当加强对于节能降耗的重视，进而为企业的可持续发展创造良好的条件。

参考文献：

[1]杨作梁，杨森，马洪源，等.水环真空泵夏季工况性能下降应对措施对比研究[J].汽轮机技术，2020，62（1）：53-56，60.

[2]陈科，王爱其，方瑞明.透平风机替代水环式真空泵的节能改造实践[J].中华纸业，2021，42（2）：42-46.