水環式真空泵工作原理及常見問題的處理方法研究目錄TOC\o"1-2"\h\u12127水環式真空泵工作原理及常見問題的處理方法 114283摘要 15788關鍵詞：真空泵；水環；大氣噴射器；汽蝕 131071一、水環式真空泵的結構和工作原理 123841二、大氣噴射器的原理和應用 24323三、真空泵的常見故障及處理方式 46714（一）管道積水 44287（二）補水不足 4896（三）大氣噴射器故障 415997四、結論 520789參考文獻 5摘要本文對水環式真空泵的結構、工作原理、相關配件的結構和設計目的進行了分析，并對生產過程中遇到的問題進行了分析，對確保機組的安全運行具有一定的指導意義。關鍵詞：真空泵；水環；大氣噴射器；汽蝕在凝汽式蒸汽機中，真空泵占有舉足輕重的地位。在啟動之前，用真空泵從冷凝器中抽出氣體，形成真空；在啟動和運轉時，真空泵將從凝汽器中吸出未凝結的氣體，從而加強了凝汽器的凝固性。在各種類型的真空泵中，水環式真空泵因其結構簡單、運行經濟、適用范圍廣而被廣泛地用于電站。一、水環式真空泵的結構和工作原理水環真空泵由葉輪、泵體、吸、排氣口、輔助管道等部分構成。（參見圖1）在泵體內，葉輪是偏心的。隨著葉輪的轉動，水流受到離心力的影響而四散飛濺，形成一個密封的水環，其形狀類似于泵的空腔。水環的外表面與泵的空腔相接觸，內部與葉輪的葉片相接觸，在輪毅和水環之間有幾個彎月形的小孔。在葉輪順時針方向轉動時，受偏心排列的影響，各小空穴體積逐漸增大，空腔內壓強逐漸減小，而在壓力比被抽容器中的氣壓低時，則由吸氣孔流入小孔，即為抽氣工藝。當葉輪轉動時，小室體積逐漸變小，壓力也隨之增加，當壓力超過排氣管壓力時，被壓縮的氣體就會被排出。通過這種方法，可以使泵在持續運行時，不斷地沿葉輪軸向被吸入和排出，以實現持續的抽氣。圖1真空泵結構圖由于對抽油機的高真空度有很大的要求，抽吸壓力很可能會達到臨界值（工作液體的飽和壓力），從而使泵內的工作水產生氣體腐蝕，從而影響到水泵的正常使用。采用特殊的氣蝕保護管道，將廢氣中的一股空氣引入泵中的高真空室，以避免產生氣泡，并在葉輪上形成一道氣體保護薄膜，以避免在氣蝕過程中對葉輪造成損害。對氣蝕防護管進行了精密的設計，保證了其工作壓力。在使用過程中，真空泵工作時會產生一定的損耗。由于葉輪轉動所引起的吸力，補給水經工作液界面流入泵體內，并能及時地進行供水。通常情況下，補給水都會通過冷卻器進行冷卻，在某種程度上也能防止空氣腐蝕。二、大氣噴射器的原理和應用隨著大型設備的不斷發展，對設備的真空要求越來越高，再加上負荷、天氣等因素的影響，真空泵的工作壓力往往會達到或超越極限。雖然不考慮空氣腐蝕的影響，但由于高真空環境下葉片受到的拉應力太大，造成了葉片的斷裂。安裝回風式噴嘴完全解決了這一問題。空氣噴射是一種壓縮式噴嘴，其工作狀態為超聲速—聲速—亞聲速。根據連續方程式，可以從給定V（速度）,A（截面積）,P（壓力）,M（馬赫數）,K（定嫡系），得到公式1：dA從絕熱流方程中推導出2：dV按照公式（1)，超音速氣流（M>1）的流速在定標噴嘴的漸縮部分逐漸降低，并在喉部降低到本地聲速；在漸開段，亞音速流速（M<1）進一步減小。而按照公式（2)，在絕熱狀態下，液體的壓力和速度的改變是反比例的。在入口流速達到超音速時，在出口壓力相同的情況下，縮放式噴嘴可以獲得較小的進氣壓力。根據以上理論，空氣噴射裝置采用三個氣壓閥門（參見圖2）與空氣噴射裝置相結合。在開始階段，打開閥門1和閥門2，關閉閥門3，真空泵從冷凝器中抽出氣體以形成真空。當真空達到一個更高的限值時，閥門2被關閉，閥門3被打開，在壓力差的作用下，外部的空氣以極快的速度流入大氣噴射器，并與來自凝汽器的高速氣流一起在進口處形成一個超音速的氣流，最終通過變速噴嘴進入真空泵。因此，可以將真空泵的操作壓力（也就是空氣噴射器的輸出壓力）保持在一個比較低的安全數值，同時，空氣噴射器的入口會形成一個更高的真空（也就是凝汽器的真空），從而達到設備的操作需求。圖2大氣噴射器布置圖對空氣噴射器的進、出口截面和喉管的尺寸進行了精密的計算，保證了其流量的穩定性，同時滿足了設備的工作真空需求。喉氣流的聲速設計，使流經大氣噴嘴的最大流速受到限制，防止過多的氣體進入到機組的真空，并在進氣口與進氣口的進氣口形成動態平衡。空氣噴射裝置必須在輸入負壓達到一定的情況下才能投入使用，否則就無法在入口產生超音速氣體，使其流場性質改變，從而達到與設計目標相反的效果，從而影響到設備的安全運行。三、真空泵的常見故障及處理方式（一）管道積水真空泵與冷凝器是直接連接在一起的，所以一定程度上會產生一定的水蒸氣。真空泵停止運轉后，蒸汽在管路中凝結為水，并在入口閥門前面堆積。真空泵重新啟動后，水流會流入真空泵，造成電流過大。如果用水量太大，會影響到電動機的正常工作。為防止以上危險，在啟動之前，必須用人工開啟進氣閥門。在使用和備用兩個真空泵時，要合理地設計啟動次序，以避免出現此類事故。（二）補水不足水環真空泵工作水來源于分離裝置，泵體與分離裝置之間的壓力差值可確保工作水在運轉過程中被消耗，以保持水環的正常厚度。當補水量不夠或供水管線阻塞時，水環將受到損壞，水泵輪毅與水環間無法形成有效的工作腔，導致水泵輸出功率下降，對設備的真空產生不利影響。為確保操作的安全性，在不同的水源處設有兩條補充管路，當有一條線路發生故障時，可以人工切斷到其他線路。并設有液位高、低液位報警裝置，當發生故障時，能及時發現并處理。對真空泵進行定期檢查，對內部管路進行適當的清洗，以確保補水回路的通暢。（三）大氣噴射器故障為了避免雜質流入到真空泵中，對葉輪造成損害，在空氣噴射裝置的入口設有一個入口過濾器。如果過濾器阻塞，則會導致空氣流量不足，從而破壞了設計的流場特性，從而影響到真空泵的安全性和凝汽器的真空。為了提高真空泵的安全性，在進氣口設有三通閥門，三通閥門的一端與空氣連接，一端與空氣接觸，另一端與蒸發器的上部連接，當過濾器被堵塞時，三通閥門被切斷到氣液分離器，從抽氣孔中抽出氣體，從而提高了真空泵的安全性。在真空形成階段，打開閥門1和閥門2，并且關閉閥門3；在正常操作中，閥門1和閥門3是打開的，閥門2是關閉的。若閥狀況不佳或閥內泄漏嚴重，致使閥2、3閥回路同時工作，則空氣噴射閥將被分流，凝汽器的真空將降低到真空泵的設計壓力。在發生嚴重泄漏時，如果空氣超出了真空泵的輸出能力，將會導致更大的事故。四、結論水環真空泵可滿足凝汽式蒸汽機的真空需求，采用空氣噴射裝置，既保證了真空的要求，又保證了真空泵的安全。在實際生產中，要密切監控有關的設備狀況、操作參數，并與歷史數據進行比較，發現問題后及時處理，確保了整個裝置的正常運轉。參考文獻[1]張忠恕.2BEA水環式真空泵常見故障原因分析及處理[J].百科論壇電子雜志,2018,000(0