巨占海

摘 要：本文立足于水環(huán)式真空泵運(yùn)行的實(shí)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(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在為相關(guān)研究人員提供參考，進(jìn)而提升水環(huán)式真空泵的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(fù)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(jìn)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(yùn)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(jìn)口溫度等等。其中真空泵工作水的進(jìn)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(jìn)口溫度要比設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)口溫度，在設(shè)計(jì)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(bǔ)充水泵。當(dāng)機(jī)組處在正常運(yùn)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(jī)組負(fù)荷等方面的影響，低壓開式水的溫度將會達(dá)到33℃，所以若是采用這種冷卻方法不僅難以達(dá)到良好的效果，并且會對真空泵正常的工作效率造成負(fù)面影響。進(jìn)而制約機(jī)組整體運(yùn)行安全性以及經(jīng)濟(jì)性的提高，為了能夠進(jìn)一步緩解機(jī)組真空過高的問題，則應(yīng)當(dāng)對真空泵工作水溫度進(jìn)行有目的地降低，進(jìn)而提升水環(huán)式真空泵整體運(yùn)行的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)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(shí)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(yùn)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(bǔ)充水低于低壓開始水溫時，便可以將開式補(bǔ)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(bǔ)充水泵運(yùn)行所消耗的電能，難以達(dá)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(jī)組負(fù)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(bǔ)充水管和變頻冷卻水管之間，便能夠起到提升機(jī)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(yùn)行造成負(fù)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(shí)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(bǔ)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(yùn)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(yáng)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?yàn)檎婵毡美鋮s系統(tǒng)的持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)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(jì)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(jìn)而達(dá)到降低真空泵運(yùn)行水溫的效果。以某公司的4組30MW機(jī)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(jìn)一步更換從國外引進(jìn)的先進(jìn)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(xì)的計(jì)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(jì)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(qiáng)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(shí)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(dá)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(jìn)一步實(shí)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(jī)組本身的負(fù)荷能力產(chǎn)生負(fù)面影響。所以最佳方法其實(shí)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(dá)到增加水環(huán)式真空泵入口絕對壓力的效果，進(jìn)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(jìn)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(jìn)系統(tǒng)真空度的提升，最終達(dá)到減少機(jī)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(jì)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(yuǎn)的角度來看有助于促進(jìn)水環(huán)式真空泵的可持續(xù)運(yùn)行[2]。

3 結(jié)論

綜上所述，合理進(jìn)行水環(huán)式真空泵節(jié)能技術(shù)改造，能夠有效提升其運(yùn)行質(zhì)量和效率，對于工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益的綜合提升有著積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于節(jié)能降耗的重視，進(jìn)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(xiàn)：

[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(jī)技術(shù)，2020，62（1）：53-56，60.

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