傳統凝汽器抽真空的設備主要采用射汽抽氣器和射水抽氣器,但這兩種設備都存在效率低、噪聲大的缺點。隨著汽輪機組向高參數、大容量方向發展,使用這種設備就顯得很不經濟。如果采用水環真空泵,就可以大大提高效率,降低能量消耗和噪聲污染。
水環真空泵的工作原理和基本結構
為水環真空泵原理圖。水環真空泵由泵體、偏心葉輪、吸氣口和排氣口等部分組成。當葉輪按圖中指示的方向旋轉時,由于離心力的作用,水被葉輪甩向四周,形成了一個與泵腔同心的近似等厚度的封閉圓環。水環的上部內表面恰好與葉輪輪轂相切,下部內表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環內有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環之間形成一個月牙形空間,
而這一空間又被葉輪分成若干個小腔。如果以葉輪的上部A 為起點,那么葉輪在旋轉的前180°時小腔的容積由小變大,且與端面上的吸氣口相通,此時氣體被吸入,經過吸入段
B后小腔則與吸氣口隔絕;當葉輪繼續旋轉(后180°)時,小腔由大變小,使氣體被壓縮;當小腔與排氣口相通時,氣體排出水環真空泵。
工作水溫對水環真空泵的影響
環真空泵的工作水溫升高時,吸氣量變小;吸氣壓力越低,其吸氣能力的差距越大。
水環真空泵特性分析
不同型號的水環真空泵,其吸氣量曲線基本有3
種不同的趨勢。經研究發現,水環真空泵吸氣量曲線與吸氣容腔和吸氣口的大小有關。當吸氣口較小,吸氣容腔相對較大時,隨著吸氣壓力增大,吸氣容積流量也不斷增大;當吸氣容腔相對較小時,隨著吸氣壓力增大,吸氣容積流量增大到一定值時將充滿整個容腔,再增大吸氣壓力,吸氣容積流量將保持不變。而吸氣口較大,吸氣容腔相對較小時,氣體充滿容腔的時間更快,即達到吸氣容積流量保持不變的時間更快;當吸氣壓力增大到一定值時,由于吸氣容腔不變,而質量流量繼續增加,容腔內的壓力勢必增加,使得吸氣體積流量反而減小。
水環真空泵運行時,其吸氣溫度、工作水溫及吸氣容積保持不變,由氣體狀態方程pV=mRT可知,吸氣的質量流量與吸氣壓力基本成正比,即p1/p2
≈m1/m2(12)由表中的數據可知這一關系正確,即吸氣質量流量的增量不變。根據質量流量與體積流量的關系可知,隨著吸氣壓力的增大,體積流量的增加率開始較大,然后慢慢變小。