馬培良

【摘 要】水環(huán)真空泵由于具有結構緊湊、操作簡便，對環(huán)境有著非常強的適應能力，因而在實際生產(chǎn)之中有著最為廣泛的應用，然而水環(huán)真空泵在實際生產(chǎn)使用過程中，其存在的故障問題卻制約著自身的有效使用。因此對水環(huán)真空泵存在的常見故障展開深入的研究分析是非常有必要的。

【關鍵詞】水環(huán)真空泵;常見故障

1水環(huán)真空泵的工作原理

不同型號的水環(huán)真空泵盡管結構有所不同，但其基本原理都大致相同。水環(huán)真空泵中最典型的類型便是單級單作用、軸向吸排氣的水環(huán)真空泵。單級單作用水環(huán)真空泵的結構有進氣口、出氣口、泵蓋、泵殼、葉輪、隔板、電機等。在水環(huán)真空泵工作時，電機帶動葉輪旋轉，使得工作腔內的水在離心力的作用下形成水環(huán)。若水環(huán)適當，則形成的水環(huán)在上側剛好與輪轂相切，在下側剛好與葉輪頂端相接觸。此時水環(huán)內表面、輪轂與葉片之間會形成一個個大小不等互不相通的月牙形空間。當電機驅動葉輪旋轉時，圖中右側的月牙形空間的體積就會從小變大，從而使壓力降低，與吸氣孔相通時，氣體就會被吸入;而當它的體積從大變小時，則氣體就會被壓縮，壓力增大，當氣體被壓縮到一定程度時，使其與排氣孔相通，氣體就會被排出。由于補充水可以連續(xù)導入，水環(huán)基本可以保持恒溫狀態(tài)，而且還能吸收由于壓縮氣體產(chǎn)生的熱量，所以這個過程也可以近似看作是一個等溫過程。水環(huán)真空泵工作時的能量傳遞過程如下：在吸入側，葉輪將能量傳遞給水，使其動能增加，并形成水環(huán)，之后水環(huán)的動能再轉化成壓能，并傳遞給氣體，從而實現(xiàn)壓縮排氣的過程。水環(huán)真空泵的工作原理實際上和其他容積式泵的原理很相似，其區(qū)別之處只是水環(huán)真空泵能量傳遞的媒介是水環(huán)。由于受到飽和蒸汽壓的限制，水環(huán)真空泵用水做工作液時極限壓強只能達到2000～4000Pa。此外，水環(huán)真空泵效率低也是水環(huán)真空泵最為普遍的缺點，一般效率在35%左右。但是由于水環(huán)真空泵具有結構簡單、占地面積小、等溫壓縮、維修方便等眾多優(yōu)點，所以在各行業(yè)得到了廣泛的應用。

2水環(huán)真空泵常見故障及其處理

2.1進出氣管道積水

在運行過程當中，水環(huán)真空泵和蒸汽凝氣器是連通的，管道可能會由于水汽分離設備的工作漏洞，產(chǎn)生水汽積流。水環(huán)真空泵停止運行后，水汽就會逐漸的凝結，最終成為積水，一次所產(chǎn)生的積水可能較少，但是多次之后，積水就會增多，最終可能倒流回到真空泵，導致瞬間電壓過大，燒毀電機。進出氣管道積水的維修處理：首先，在日常的工作當中，要定時對水環(huán)真空泵進行檢查，重點注意進出氣管道有無積水的情況，及時將不多的積水清理。為了杜絕這樣的故障再次發(fā)生，還要對水環(huán)真空泵的水氣分離器進行改造和完善，如使用具有更高耐磨性和耐腐蝕性的優(yōu)質鋼材，或將水氣分離器管筒直徑加粗，為水氣分離提供更大的空間等，從而減少水蒸汽積流，消除和預防積水故障。

2.2電動機啟動異?；蜻^熱

首先電動機啟動異常。“異?！敝冈肼曔^大或無法啟動，原因可能是泵內（葉輪拖分配板內）存在異物、電動機供電壓偏低、電動機缺相等問題?；诖耍瑱z查電動機的接線，避免存在缺相故障或供電故障等問題;如果真空泵長時間未運行，除了開端蓋除銹外，還應當在內部增添除銹劑;必要時還應當將端蓋打開，檢查其內部是否存在雜物，調整好分配板和葉輪間的距離。其次電機過熱。原因有三點，一為真空泵的供水量偏大，進而產(chǎn)生較大電機負荷;二為電動機存在缺相;三為排氣孔被堵塞。針對此，仔細檢查真空泵排氣量的大小，如果涉及水量較大，則應適度調節(jié)供水閥門（調?。?電氣工作者應全面檢查電動機，避免存在缺相問題;仔細檢查排氣孔，如果存在不通暢一類問題，需實施疏通處理。

2.3真空度不足

導致水環(huán)真空泵系統(tǒng)真空度不足主要有以下幾點原因：（1）水環(huán)工作不穩(wěn)定。如果進水管發(fā)生了結垢以及進口電磁閥出現(xiàn)了堵塞情況的時候，泵工作水供應就會因此而出現(xiàn)不足，從而使得水環(huán)工作不穩(wěn)定，此時泵由于偏離設計工況而運行，必然會存在出力下降的情況，進而導致系統(tǒng)真空度下降。應對方法是清除進水管結垢，并使進口電磁閥保持通暢。（2）進口單向閥失效。當閥片由于結垢、存在銹蝕后或發(fā)生卡澀吸不上去的時候，就會導致串氣現(xiàn)象發(fā)生，即空氣會從備用泵入口被吸入工作泵，從而使得泵功耗增加以及系統(tǒng)真空度發(fā)生下降。應對方法是清除閥片結垢或更換新的閥片。（3）密封不良。在軸端密封不良或密封失效的情況下，如果有外部空氣被吸入了水環(huán)真空泵內，就會導致系統(tǒng)真空度發(fā)生下降情況，并伴隨泵的兩個進氣管出現(xiàn)溫度不相同等現(xiàn)象。應對方法是檢查軸端，確保密封嚴實。有時密封水泄漏量會發(fā)生偏大的現(xiàn)象，如果誤判是盤根壓緊力不足所導致，進一步壓緊盤根后，會導致摩擦力因此而增大，進而使得軸功率升高。此時真實原因可能是工作水量過大，所以壓緊盤根不能盲目。

2.4真空泵汽蝕

在真空泵的運行當中，最常出現(xiàn)的故障就是葉輪轉子的損壞，主要是葉片表面出現(xiàn)較多的麻點、孔洞，嚴重時會發(fā)生葉片斷裂，產(chǎn)生設備的非計劃停運，影響生產(chǎn)的正常運轉。造成葉輪葉片的這些故障的原因主要為汽蝕現(xiàn)象。汽蝕的主要原因在于：在真空泵運行過程當中，存在負壓區(qū)與正壓區(qū)的交替變化，這是由其結構及運行原理所決定的，因此要想減輕甚至避免汽蝕的危害，就需要在結構上對其進行改進;另外也可以針對其運行原理采取一些措施。要防止水環(huán)真空泵在汽蝕狀態(tài)下工作，可以采取的措施主要有兩個方面：一個是管路設備的改進，如增加大氣噴射器以及汽蝕保護管等;另一個是根據(jù)汽蝕的產(chǎn)生原理，采取相應的改進措施，如降低工作液溫度、更換工作液以及正確選型等。

2.5閥片斷裂

水環(huán)真空泵兩個排氣口分配器旁各裝有一個閥片，作用是消除真空泵工作中可能發(fā)生的過壓縮或壓縮不足，避免泵的功耗增加和效率下降。閥片能在分配器和擋板之間沿軸向小距離移動。當泵內被壓縮氣體的壓力小于泵出口的壓力時，閥片向葉輪方向移動而緊貼在分配器上，阻止泵出口的空氣進入小空腔，保證氣體繼續(xù)被壓縮;當被壓縮氣體的壓力大于泵出口壓力時，氣體通過排氣口沖開閥片，使閥片上部擺開一個角度，以便于氣體順利排放出去。這樣，閥片經(jīng)常是下部緊貼在分配器上，上部擺開一個角度，被扭曲成“S”型，長時間扭曲導致閥片中間應力集中，產(chǎn)生疲勞破壞從中間斷裂。閥片斷裂后，會產(chǎn)生以下影響：（1）軸承發(fā)熱，當一個閥片斷裂時，葉輪兩側的壓力將不平衡，轉子產(chǎn)生軸向力，使球軸承負載加重，長時間運行會引起軸承溫度升高。當兩個閥片都斷裂時，斷裂的位置不完全一樣，葉輪兩側的壓力也有少量的不平衡，軸向力較一個閥片斷裂時會有所減小，軸承溫度有所下降，但仍較高。（2）軸功率上升，閥片不能按正確狀態(tài)實現(xiàn)對分配器的合適覆蓋度，將會有部分已排出的氣體回流重新流入工作小腔，反復壓縮、排放，引起能量損失，電機負荷升高。（3）真空度下降，當兩側閥片都斷裂時，系統(tǒng)真空將急劇下降。閥片斷裂后，必須及時更換，若一片閥片斷裂后未及時更換，另一片閥片的使用壽命會大大縮短，短時期內也會發(fā)生斷裂。

3結束語

在實際生產(chǎn)中，為了減少各種故障對生產(chǎn)的影響，除了采取上述的各種措施外，還要加強在線檢查，出現(xiàn)問題及時采取相應措施進行處理。在泵停止運行后，要及時將泵體中的工作液清理干凈，避免泵體結垢影響泵的性能及后序使用。

參考文獻：

[1]張瑞霞，張瑞強.水環(huán)真空泵故障分析及處理方案[J].河南科技，2014，23：87.

[2]楊剛.水環(huán)真空泵現(xiàn)狀分析及處理措施[J].廣東化工，2016，4309：212-213.

[3]李騰，張?zhí)?，羅顯軍，孟凡龍.水環(huán)真空泵阻水板斷裂分析及改造[J].石油和化工設備，2017，2010：92-94.

（作者單位：河南中煙工業(yè)有限責任公司黃金葉生產(chǎn)制造中心）