水环真空泵选型与应用特点分析

2015-12-22宋志新新疆中泰化学阜康能源有限公司新疆乌鲁木齐831500

化工管理 2015年5期

宋志新(新疆中泰化学阜康能源有限公司，新疆乌鲁木齐 831500）

由于水环真空泵的自身特点，例如结构简单、使用便捷、养护方便等使其在多个领域都有一定的应用。并且由于其能实现各种高危气体的等温压缩，安全的输送等优点所以在煤矿等危险行业得到了广泛的应用。

1 水环真空泵综述

1.1 气量的定义以及其测算方式

水环真空泵的气量，即当水环真空泵在一定的真空度以及出口为1013.25hPa的大气压强下时，在特定时间段内通过泵入口流通的气体体积。水环压缩机的气量，即当在特定排气压力条件下以及入口大气压为1013.25hPa时，在特定时间段内通过压缩机入口的气体体积。这一标准不仅适用于我国，在国外同样适用。

在测试过程中需要注意的地方有：1、水环真空泵以水这种液体作为机械的工作液，而水温会随气体温度以及排气压力等因素的影响发生变化，所以进行测试时需要对各项因素有一定的要求。①保证水环真空泵入口处的气体为空气；②保证环境大气压为标准大气压，即1013.25hPa，环境温度为20℃；③水温保持为15℃；④环境空气相对湿度保持为70%；⑤水环真空泵转速为其规定转速。若测试地点的各项条件不能满足上述要求，可以通过某种方式的换算最终得出结果。在煤矿行业应用过程中需要注意的是，由于其具体使用环境的限制，在选用型号之前需要依据自身矿井的具体情况对水患真空泵的气量进行换算。在换算出结果之后，按照水环真空泵性能曲线进行其型号的选用。

1.2 气量的计算公式概述

水环真空泵根据其功用的不同有不同的型号，当前在我国被广泛使用的型号包括2BEA，2BEC以及SK系列单级单作用水环真空泵的气量计算公式为：

叶上式中，u表示水环真空泵中叶片排挤指数；B表示水环真空泵中叶轮的宽度；r2表示的是水环真空泵中轮中叶片的外圆半径；y表示的是水环真空泵中叶轮的轮毂比，而y的值可以通过计算得出，y=；r1表示水环真空泵中叶轮轮毂的半径；n表示其叶轮的转动速度；η容表示的是水环真空泵中泵的容积效率。通常情况下，水环真空泵中由于型号的确定，其叶轮宽度，叶片排挤指数，轮毂比，叶轮外圆半径以及泵的容积效率都是已知的，所以说其气量大小受叶轮转速影响较大，并且呈现正相关的关系。从公式1中可知，想要对水环真空泵的气量进行改变，可以从改变泵的型号入手，或者直接改变叶轮的转速，所以如何实现对水环真空泵的最佳使用是使用单位需要注意的问题。通常情况下，在保证性能的前提下尽量选用高功效、低能耗的泵是最佳方案。

2 轴功率综述

2.1 轴功率与转速之间的联系

在机械分类中，水环真空泵属于叶片式机械。其工作原理是利用叶轮的旋转这种形式来实现能量的转换。在进行气体的吸入时叶轮将转动的动能转化为水环的动能，然后水环中会形成一个低压空气腔，将外部气体吸入其中；排气阶段，水环运动形成的动能实现了空气的压缩以及排气叶轮的运动。这种运动模式与水轮机有一定的相似之处。

以型号为2BEA253的水环真空泵为例，当其叶轮转速为740r/min时，其轴功率可以达到53kW，当其转速增加至820r/min时，轴功率达到了64kW，总体效率增加了21%。所以当购置了特定型号的泵时，想要提升其使用效率，降低水环真空泵的耗能，可以通过提升其转速这一方式来实现。

2.2 水泵的选择

我国水环真空泵在销售时可以实现顾客根据自身需求选择转速，在这种情况下，选择的首要原则就是高效率、低能耗。在不同转速下，水环真空泵的气量与轴功率都是不相同的，所以想要达成其规定的气量，能采取的措施也有许多。以入口压力400hPa时在规范环境下能达到500m3/min气量为例，能实现这一条件的水环真空泵型号有2BEC40、2BEC42、2BEC50等，在上述条件下其转速分别为590r/min、430r/min以及160r/min，在这种情况下该如何正确的进行选择，需要针对这些问题进行具体的分析。

当选用第一种方案时，计算可得其转速为570r/min，气量为130m3/min，叶片外圆线速度为23.3m/s，此时轴功率为167kW，；当选用第二种方案时，转速为390r/min,气量为127m3/min,叶片外圆线速度为13.1m/s，此时的轴功率为125kW，比功率为0.99kW/m3/min；当选用第三种方案时，转速值为240r/min，气量值为130m3/min，叶片外圆速度达到了13.1m/s，轴功率为125kW，比功率为0.96kW/m3/min。将这些值带入具体使用中可知，想要更好的实现节能与使用效率的平衡，方案二为最佳。