Тэг: ВВН

При выборе подходящего вакуумного оборудования для конкретного технологического процесса водокольцевой вакуумный насос может показаться архаичным и неэффективным. Однако такое обозначение данной конструкции вакуумного насоса может быть чрезмерным упрощением. Эта статья призвана помочь оценить место ВВН путем определения его золотой середины и его положительных и потенциальных отрицательных сторон с техническими рекомендациями.

Есть причина, по которой водо-кольцевые насосы выбирают для критически важных объектов инфраструктуры, таких как производство электроэнергии и морская добыча нефти и газа: при правильном использовании они достаточно надежны. Тем не менее, важно сначала обобщить недостатки водокольцевых вакуумных насосов: они потребляют больше энергии, чем альтернативные типы вакуумных насосов, и используют слишком много воды.

Потребление энергии

В технологических процессах с небольшой нагрузкой конденсируемого пара или без нее ВВН будут потреблять больше энергии для достижения такого же сжатия, чем альтернативные конструкции сопоставимого размера, такие как сухой винтовой, сухой кулачковый или пластинчато-роторный вакуумный насос. Обычно указывается, что превышение составляет от 20% до 25%, однако, в зависимости от уровня вакуума, оно может быть больше.

В процессах, в которых имеется большое количество конденсируемых паров, этот разрыв в эффективности можно закрыть (если не преодолеть) за счет «эффекта конденсации». В таких случаях водокольцевые насосы действуют как конденсатор прямого контакта, снижая объемную газовую нагрузку внутри насоса и, следовательно, увеличивая общую объемную производительность всасывания. Чем больше разница между температурой насыщенного газа на входе насоса и температурой рабочей жидкости, тем сильнее эффект. Эффект конденсации практически не влияет на поглощаемую мощность. При правильных обстоятельствах энергетический разрыв может быть закрыт, и дополнительный электроэнергии не требуется.

Потребление воды

ВВН требуется жидкость для создания уплотнения между давлением на входе и нагнетании, что является основой их работы. Во многих случаях этой жидкостью является вода, поэтому такие насосы обычно называют водокольцевыми насосами. Выполнив свою функцию герметизирующего уплотнения, уплотняющая жидкость выбрасывается на выходе вместе с технологическим газом. Жидкая и газовая фазы быстро разделяются.

Есть три возможных сценария подключения ВВН.

1. В некоторых случаях эта уплотнительная жидкость направляется в слив в полу или в другую систему очистки. Это называется прямоточной конфигурацией, и зачастую пользователи считают, что водокольцевой вакуумный насос является нерациональным.

Области процессов, в которых применяется этот режим работы, обычно ожидают большого количества уноса твердых частиц из откачиваемой системы, поскольку прямоточный режим непрерывно промывает насос от потенциального скопления продукта. По сути, такая конструкция помогает предотвратить неприятную ситуацию, поломки ВВН и дальнейшего его капитального ремонта.

2. В других установках рабочая жидкость может быть переработана, пропущена через теплообменник для удаления тепла сжатия и конденсации, а затем отправлена ​​обратно в насос для выполнения еще одного цикла своей работы. Технологические процессы, реализующие этот метод, называемые «полным» восстановлением, обычно являются более чистыми в том смысле, что не ожидается, что технологические газы будут содержать чрезмерный перенос твердых частиц. Кроме того, в установках полной рекуперации часто нежелательно постоянное удаление загрязненной воды или конденсированных растворителей.

Необходимо учитывать и другие компромиссы, в зависимости от типа/конструкции теплообменника и требуемого уровня вакуума. Проще говоря, теплообменник с водяным охлаждением увеличит потребность оборудования в охлаждающей воде, тогда как теплообменник с воздушным охлаждением увеличит общее энергопотребление и потребует учета условий установки и максимально - удовлетворяющих условий окружающей среды.

Для работы при высоких уровнях вакуума или для водо-кольцевых насосов с большим расходом рабочей жидкости может потребоваться рециркуляционный насос для преодоления потерь напора в трубопроводе рабочей жидкости от нагнетательного сепаратора обратно к насосу.

3. В конфигурации с частичной рекуперацией часть более теплой нагнетательной уплотнительной жидкости рециркулируется и объединяется с запасом свежей жидкости перед подачей в насос. Это эффективно сводит к минимуму количество необходимой свежей жидкости. Производители насосов часто ссылаются на режимы частичной рекуперации, позволяющие экономить до 50% жидкости. Фактическая сумма экономии будет зависеть от требований к уровню вакуума, температуры пресной воды и количества тепла, добавляемого для уплотнения потока жидкости.

Конфигурация уплотнительной жидкости может показаться безграничной игрой. Хорошей новостью является то, что характеристики технологического процесса (перенос твердых частиц, наличие растворителей, степень конденсации паров) часто делают один метод более прагматичным, чем другие. Затем можно будет реализовать корпоративные инициативы в области энергетики и водоснабжения путем разумной реализации схемы проектирования и управления.

Если на вашем объекте имеются водокольцевые вакуумные насосы, эксплуатирующему персоналу следует проверить, как они настроены. При установке в прямоточной конфигурации небольшая прокладка трубопроводов может сэкономить деньги. Потребление энергии и воды — два наиболее часто упоминаемых недостатка водокольцевой вакуумной конструкции. Надеемся, что вышеизложенное поможет объяснить моменты, при которых можно было бы смягчить эти пробелы.

Дополнительные преимущества

К другим преимуществам ВВН относятся:

Восстановление растворителя

В некоторых химических и фармацевтических технологиях желательно рекуперировать технологические газы (растворители) для продажи в качестве побочного продукта или повторного использования в процессе. Решением этой проблемы может стать использование водо-кольцевого насоса с растворителем в качестве уплотняющей жидкости (см. эффект конденсации выше), сохраняя при этом занимаемую площадь.

Повышение температуры

При перекачке газов с относительно низкими температурами самовоспламенения желательно поддерживать низкие температуры. В конце концов, пожары вредны для производительности. В водокольцевом насосе тепло сжатия и конденсации поглощается уплотнительной жидкостью. Поскольку жидкости имеют более высокую удельную теплоемкость, чем пары, повышение температуры в ВВН намного ниже, чем у альтернативных конструкций вакуумных насосов сухого хода.

Гибкость конструкции

С механической точки зрения водокольцевые вакуумные насосы гораздо проще, чем другие типы вакуумных насосов (особенно альтернативы с сухим ходом). Рабочее колесо, установленное на валу, заключено в цилиндрический корпус, закрытый промежуточными пластинами и торцевыми крышками, скрепленными стяжными шпильками. Допуски между рабочими колесами, корпусом и торцевыми пластинами шире, чем у кулачковых или винтовых насосов с сухим ходом, которые требуют жестких допусков для создания уплотнения между давлением на входе и нагнетании.

Эти более широкие допуски, в дополнение к меньшему повышению температуры (и, следовательно, меньшему термическому расширению), делают ВВН более подходящими для изготовления из различных металлов. Кроме того, водокольцевые вакуумные насосы имеют, казалось бы, безграничные варианты конструкции в отношении скоростей вращения, расположения подшипников/смазки и типов уплотнений. Независимо от того, используется ли в работе воздух или потенциально токсичные/коррозионные пары, существует подходящая конструкция ВВН.

Производительность насосов ВВН

Из-за механической простоты водокольцевые вакуумные насосы доступны в больших размерах для процессов, требующих высоких скоростей потока. Для установок, не требующих резервирования, это означает, что необходимо установить и обслуживать только одну единицу оборудования, а не несколько насосов, которые в противном случае потребовались бы.

НПП "Вакуумная техника" занимается капитальным ремонтом вакуумных водокольцевых насосов ВВН отечественного и импортного производства.

По всем вопросам обращайтесь на e-mail или по телефону.

Простейший вариант водокольцевой вакуумной установки: двухроторный вакуумный насос (насос Рутса)  в качестве основного насоса, водокольцевой вакуумный насос ВВН в качестве форвакуумного, последовательно включенного насоса. Водокольцевой вакуумный насос ВВН, применяемый для определенных вакуумных систем, зачастую более выгоден, чем другие конструкции вакуумных насосов, поскольку он не только увеличивает предельную разницу давлений отдельно взятого водокольцевого насоса (предельное остаточное давление агрегата намного выше, чем предельное остаточное давление водокольцевого насоса), но и преимущества в виде более высокой скорости откачки при определенном давлении. Насос Рутса может ещё более увеличить скорость откачки  и имеет преимущество в виде высокой скорости откачки. Водокольцевой вакуумный насос ВВН можно приспособить для извлечения большого количества конденсирующихся паров, особенно если мощности механического вакуумного насоса с газовым балластом для удаления конденсируемых паров недостаточно, или используемый растворитель может ухудшить работу масляного насоса, или вакуумная система не допускает загрязнения маслом. Он также может удалять легковоспламеняющиеся и взрывоопасные газы, если он оснащен взрывозащищенным двигателем и электрооборудованием и соответствует существующим правилам техники безопасности.

Таким образом, водокольцевой вакуумный насосный агрегат насос Рутса и ВВН) может широко использоваться для вакуумной перегонки, вакуумного выпаривания, обезвоживания и кристаллизации в химической промышленности, сублимационной сушки в пищевой промышленности, вакуумной сушки в фармацевтической промышленности, полиэфирной стружки в текстильной промышленности и т.д.

1. Водокольцевые насосы.

Основная функция водокольцевых насосов ВВН в установках заключается в создании предварительного вакуума, необходимого для насосов Рутса. В целом можно сказать, что предел вакуума одноступенчатых водокольцевых насосов ВВН не высок, но он бывает достаточным, для работы насосов Рутса китайского производства. Вот почему мы обычно не используем одноступенчатые водокольцевые насосы для предварительной прокачки насосов Рутса. Вместо этого в качестве форвакуумного насоса используется двухступенчатый водокольцевой насос с более низким предельным давлением, который также может снизить предельное давление агрегата.

2. Предельное давление насоса Рутса и водокольцевого насоса ВВН составляет 400 Па, что может удовлетворить общие потребности в вакууме, но диапазон его применения будет ограничен. Если два насоса Рутса соединить последовательно, а затем объединить с водокольцевым насосом, предельное остаточное давление агрегата может быть значительно увеличено (до 25 Па). Поэтому для этого типа обычно используются два насоса Рутса соединенных последовательно, а затем используется двухступенчатый водокольцевой насос в качестве форвакуумного для формирования агрегата. Если требуется более высокое предельное остаточное давление, три  насоса Рутса можно комбинировать с водокольцевыми насосами, а предельное давление может достигать 1 Па.

3. Если трехступенчатый водокольцевой агрегат все еще не соответствует требуемому предельному остаточному давлению, мы можем использовать параллельное соединение механического вакуумного насоса, например пластинчато-роторного, с водокольцевым насосом. Этот вакуумный блок в основном используется для вакуумных насосных систем, которые должны иметь дело с большим количеством водяного пара и имеют длительный и очень высокий показатель вакуума, например, вакуумная сушка.

4. В вакуумных системах, требующих перемещения большого количества водяного пара, предпочтительнее использовать водокольцевые насосы ВВН, но из-за недостаточного уровня предельного  остаточного давления всего агрегата, их использование ограничено. Однако механические вакуумные насосы с более высоким пределом вакуума могут быть использованы в качестве форвакуумных насосов в вакуумных насосных системах, требующих более высокого вакуума. Механический вакуумный насос с имеющимся газобалластным устройством и водокольцевой насос могут быть подключены параллельно в качестве форвакуумного насоса. При вакуумной сушке сначала предварительнопроизводит откачку водокольцевой вакуумный насос до значительного уменьшения количества водяного пара, затем запускается механический вакуумный насос с с газобалластом и выключается водокольцевой насос. 

English

Согласно газовому закону Дальтона, давление смешанного газа равно сумме давлений различных компонентов, входящих в состав газа, на производительность вакуумного насоса должно влиять давление насыщенного водяного пара . Особенно, если температура воды выше, при высоком вакууме влияние на производительность насоса более существенно.

Поскольку производительность водокольцевого вакуумного насоса в технических документах получена при условии, что температура воды на входе в насос составляет 15 °С, то при выборе вакуумного насоса необходимо учитывать влияние фактической температуры воды на производительность насоса.

Влияние температуры воды на производительность водокольцевого вакуумного насоса ВВН можно рассчитать и проиллюстрировать. В соответствии со стандартом GB / T 13929 «Метод испытаний водокольцевого вакуумного насоса ВВН и испытание на сжатие водокольцевого давления», коэффициент влияния температуры воды K1 на производительность водокольцевого вакуумного насоса ВВН можно рассчитать по следующей формуле.

Если температура подаваемой воды составляет 30 °C, давление насыщенного пара составляет 42,42 гПа. При входном давлении 400 гПа коэффициент температуры воды К1 = 1,07, что означает, что при сравнении производительности при температуре входной воды 15 °С реальная производительность снижается на 7%, если входное давление ниже и чем выше температура воды, тем сильнее влияние на производительность. Поэтому мы должны понизить температуру воды в водокольцевой вакуумном насосе.

Расход рабочей жидкости также оказывает некоторое влияние на производительность вакуумного насоса ВВН. Если рабочей жидкости слишком много, это может не сильно повлиять на производительность вакуумного насоса ВВН, но увеличит мощность на валу. Если рабочей жидкости слишком мало, зазор не будет уплотняться в полной мере, производительность уменьшится, а температура воды будет повышаться слишком быстро. Таким образом, поддержание необходимого количества рабочей жидкости также является ключевым фактором в обеспечении правильной работы вакуумного насоса ВВН.

Давление подачи воды обычно составляет от 0,06 МПа·изб. до 0,10 МПа·изб. Также можно определить правильность подачи количества воды по температуре воды. При нормальной работе разница температур между температурой нагнетания и температурой воды на выходе предпочтительно составляет от 5 до 10 ° C. Если она выше 15 ° C, количество подаваемой воды слишком мало, и количество подаваемой воды следует увеличить.

Компания НПП "Вакуумная техника" предлагает свои услуги по сервисному обслуживанию и ремонту водокольцевых ВВН/ жидкостнокольцевых ЖВН вакуумных насосов. На все работы даётся гарантия 6 месяцев.

Если вам нужна дополнительная информация, свяжитесь с нами по адресу nppvt@rambler.ru