水环式真空泵极限真空度的影响因素

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在工业生产的许多工艺过程中，如真空过滤、真空脱气、真空蒸馏、真空吸液、真空浓缩、真空干燥、真空冶炼等，水环泵得到广泛的应用。本文分析了影响真空泵工作能力的因素，如水环液介质的选择、水环液流量的大小、水环液的温度、真空辅助系统。

水环式真空泵是用来抽吸空气和其他无腐蚀性、不溶于水、不含有固体颗粒的气体的机泵，以便在密闭容器中形成真空，满足工艺流程要求。

极限真空的影响因素

液环真空泵的极限真空由工作液饱和蒸汽压决定，主要取决于以下几个方面:

1. 液环所选用的介质

用水作工作液，极限压强只能达到2000 ~ 4000 Pa，用油作工作液，可达130 Pa。由于油的成本较高以及直排后污染环境，用油做水环液相对较少，一般只在确实真空需求较高的情况下使用，而且需加装气液分离器，并在气液分离器循环补液给真空泵的管路中加装换热器进行冷却，确保油可以循环使用，降低成本。

工业生产中大多使用自来水、工业水、生产水、循环水、脱盐水等作为工作液，价格相对便宜，成本较低，可以选择做水环液后直接排入污水系统，如化工厂中用于物料冷却的循环水，需要定期排掉一部分，补加药剂并使用新水置换，用来做水环液后以一定量连续直排非常经济。

若水环液需要回收，一般使用脱盐水做水环液，这样不会带入其他杂质离子。在一些装置中也会选择用其它参与生产或反应的有机或无机溶剂做水环液，回收气相组分后可直接利用，既环保又经济，但真空泵设计时需注意泵腔、叶轮等可能接触到溶剂部分材质的选择。

2. 水环液的工作温度

水环液的工作温度对真空泵的大小影响也较为明显，工作液温度太高，会降低泵的抽气量。一定情况下，水环液的温度越低，所能形成的真空越大，一般要求工作液最高温度不能超过65 ℃ 。

当抽除高温气体或80 ℃ 以上蒸汽时，需在真空泵吸气管路中加装冷凝器。工作液直排时，可维持水环液在较低的温度，循环使用的工作液，由于真空泵的做功放热使工作液温度升高，可选择加装换热器在汽水分离器与真空泵之间的连接管路上，利用冷却水来冷却。

对需要精确控制真空大小的装置，可使用水环液温度的自动控制，根据真空大小设定需要的水环液工作温度后，通过与冷却水进料阀门开度大小的联锁调节来确保水环液温度稳定，从而确保真空稳定；另外一种控制方式是确保冷却水的温度在一定范围，换热器进出口手动阀门固定在一定开度，如全开，通过自动控制开度大小的真空吸气阀门同样可以起到稳定真空的作用。对真空大小精度确实要求较高的时候，也可以考虑使用水环液温度自动控制与真空自动控制相结合的方式。

3. 水环液的流量

真空泵水环液供水流量的大小，对泵的真空度、抽气量以及功率消耗均有影响。在工作液温度相同的情况下，真空泵的吸气量越大，所需要消耗的水也越多。

如果水环液流量过低，会造成真空泵真空能力的下降，但是如果水环液流量过大，也会导致泵的功率消耗增大，甚至过电流跳车。因此,供水量的大小应严格控制在规定范围内。

不管是直进直排还是通过气液分离器循环使用的工作液补水管路上，一般都设计有流量计和阀门，同时确保进水管路上的压力稳定在一定范围，精确控制真空时使用水环液补水的流量与自控阀门联锁调节，这样就可以通过阀门开度大小来调整真空泵的补水量，或者是汽水分离器的补水量以及汽水分离器向泵的供水量，以便用最小的水耗量，确保泵在要求的技术条件下运转，使功率消耗最小，并且达到性能指标。当抽除高温气体或80 ℃ 蒸汽时，建议使用前置冷凝器或使用2倍于标准流量的工作液。

4. 真空辅助系统

在工业生产的一些过程中，如真空脱气、真空蒸发浓缩等，除水环式真空泵工作产生真空以外，还经常在真空泵的吸气管路上设计有辅助的喷淋系统、冷凝系统等，其主要目的一是回收脱出的气体；二是冷却真空泵的进气，即能有效的利用热量又起到保护真空泵的作用。这些装置中较低温度液体的持续喷淋循环、气体冷凝成为液体时体积的骤缩，都能产生一定程度的负压，也等于是增大了系统的真空，或者是要求控制一定真空的条件下，减小了真空泵的功率消耗。

实践证明，一定范围内，如果喷淋循环流量越大，喷淋液温度越低，持续的喷淋循环所能形成的真空也越大。在一些化工设计中，真空泵可只作为开车初始迅速达到要求真空度使用，随后通过喷淋循环就可以维持真空稳定，这样就可以停止真空泵，节约能源，而且所有可能的有毒有害气体都通过溶解性能良好的喷淋回收掉，十分环保。