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关于水环真空泵发展及设计开发几点看法(2)



c)造纸行业

上世纪末和本世纪初,我国的国债投入造纸行业占有较大的比例,全国各地的造纸厂争先恐后地改造上水平、上规模,这大大地拉动了大型水环真空泵的开发生产,东北某造纸厂一次改造抽气量为400IIl3/min的特大型水环真空泵(目前我国生产的最大规格的水环真空泵)6台,总配动力为400kW。可以说近几年来的抽气量在100m3/min以上的大型水环真空泵的50%是用在造纸行业,而且这种发展趋势有增无减。

d)制药行业

真空浓缩脱水、干燥、蒸馏是制药企业的主要工艺过程,制药企业的技术改造也同样是上水平、上规模,这在一些大型制药企业更为明显。过去,大多用10m3/min以下的小泵,而现在,在这些企业的项目招标中,抽气量在20m3/min以上的中、大型泵已占多数。此外,制药行业的许多厂过去使用抽气量为6--12m3/min的两级水环真空泵较多,而现在都配20-30m3/min的两级水环真空泵,有的还达到60m3/min,如四川某合资制药厂去年一次招标买抽气量为60m3/min的泵达到10台。

除以上行业外,轻工行业的食品、啤酒企业以及冶金、发电、石化、建材等行业的真空系统均向大型方面发展,如山东某铝厂长期使用多台抽气量为85m3/min的水环真空泵,而去年的技改项目设备招标要求的水环真空泵抽气量要达到140m3/min。

2成套性

应当说,在2000年以前国内的水环真空泵的生产厂家几乎全是以销售单泵为主,极少有用户订成套设备,而近两年来,化工、制药行业的技改项目设备招标中成套设备占的比例越来越大,一般是要求配分离器、冷却器(换热器)、补液泵、、仪表、管件以及控制装置,形成闭式循环,并且要求与企业的OCS系统相连,对液位、压力、力量等进行在线控制。

对这种机电一体化成套设备的要求在许多行业越来越普遍。

3较高真空下要求较大的抽气量

许多化工、制药行业的真空蒸馏、浓缩、脱水、干燥以及发电厂的抽除尾气都要求在吸入压力为3--8kPa之间有较大的抽气量,单级水环真空泵在这一区间抽气能力已相当弱,而两级水环真空泵和带一级大气喷射器的两级水环真空泵的特点是在该区间有较大的吸气量,在2000年以前对于两级泵的需求大多是15m3/min以下,而现在达40-50m3/min。此外,还应当指出,单级水环真空泵带一级大气喷射器时,如果设计合理,在吸入压力为4--5kPa时仍有较大的抽气量,这大大扩大了单级水环真空泵的使用范围,如我国某飞机研究所就使用该类泵多台。

综上所述,可以看出,水环真空泵及水环压缩机作为基本的粗低真空获得设备在各行业得到了广泛的应用,也可以说国民经济各行业的迅速发展推动了水环真空泵和水环压缩机的开发生产。因此为使其更好地适应各行业的发展,现就该泵的研制开发提出以下几点粗浅的看法。

(1)用可行性设计和高性能的密封件,提高整机的平均无故障运行期(MTBF)

水环真空泵及水环压缩机的工作可靠性,即平均无故障运行期,应当说与其它的粗低真空获得设备相比还是较高的,平均无故障运行期可达10000小时以上。但随着各行业技术进步工作的加强和对整个真空系统的可靠性要求的提高,因而对其可靠性要求也相应更高了。特别是在化工和煤矿抽瓦斯气体的这样对安全要求严格的工况下,泵要长期持续运转,国际先进水平可达几万小时以上。所以水环真空泵和水环压缩机的设计工作的开发情况和制造条件的限制以及密封件(特别是机械密封件)的质量现状,要真正提高整机的可靠性尚需进一步对以上几方面的工作进一步加强。

(2)采用优化设计方法,努力提高泵的效率,降低能耗

水环真空泵和水环压缩机是耗能高,效率低的产品,这是公认的事实,小泵一般为30-35%,大泵达40%或略高,这样低的效率与国家对机电产品的要求及我国目前能源紧张的现状是极不相适应的。因此应尽快采用优化设计方法,对影响泵的效率最关键的叶轮的各几何参数及吸排气孔的起始位置、面积等建立数学模型,进行优化设计,选择各参数的最佳组合方案,并采用汽液两相流的有关理论及计算公式进行设计,尽量减少水环的涡流损失,达到提高效率的目的。所以说尽快设计开发成功高效节能的水环真空泵及压缩机以淘汰耗能高、效率低的落后产品是摆在水环真空泵的设计开发、生产企业面前的一项重要工作。

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