蒸汽喷射真空泵的影响因素及测试罩的应用

1、第 15卷第 3期 2002206聚 酯 工 业Polyester IndustryVol. 15,No. 32002206蒸汽喷射真空泵的影响因素及测试罩的应用庄细华(常州华源蕾迪斯有限公司 , 江苏 常州 213022摘要 :实际生产中的影响因素很多 , 诸如蒸汽压力、 蒸汽干燥度、 冷却水量、 冷却水温、 冷却水喷嘴堵塞、 真空泵泄漏、 拉瓦尔 蒸汽喷嘴堵塞、 泵前工艺设备冷却效果不好等等。 但主要的是冷却量、 拉瓦尔蒸汽喷嘴和泵前工艺设备的冷却。测试罩安 装在真空泵的吸入真空管道上 , 在测试罩上选择不同直径的空气流量喷嘴 , 可以测得真空泵的空气流量喷嘴、 抽气量、 真空 度之间的关

2、系 , 从而可指导正确操作。 关键词 :聚酯 ; 蒸汽喷射真空泵 ; 测试罩中图分类号:TQ323. 411; TQ340. 635 文献标识码 :B (2002220 引言 我公司于 (RADI 2CI GROP (NO YVALL ESINA EN GI 2N EERIN G SPA 引进一套 6万 t/a (瓶级 的生产装 置 , 该装置和技术具有 90年代国际先进水平 。 1998年 11月投产 ,2000年 11月扩建到年产 8万 t/a 聚 酯切片 , 但真空泵未改造 , 还是原来的 。 蒸汽喷射真 空泵是聚酯装置中关键设备之一 。 我公司引进的蒸 汽喷射真空泵是美国 CROLL

3、REYNOLDS 公司的 产品 , 工作蒸汽压力是 111MPa , 冷却水温 32 , 工 作能力在 6617Pa 下 , 抽气量 54. 5kg/h 。 真空的稳 定与否直接关系到聚酯切片生产的好坏 ,1999年元 月及 2000年 3月均连续几天真空不稳 , 对生产影响 很大 。1 蒸汽喷射真空泵的结构及原理蒸汽喷射真空泵是利用流体流动时的静压能与 动能相互转换的气体动力学原理来形成真空 。 高压 的蒸汽通过拉瓦尔喷嘴喉径时达到声速 , 到喷嘴的 扩散部时 , 静压能全部转化为动能 , 达到超声速 , 同 时喷嘴出口处形成真空 , 被抽气体在压差的作用下 , 被抽入吸入室 , 和以超声速

4、的蒸汽一边混合一边进 入文丘里管 , 然后以亚声速从文丘里的扩散管排出 , 同时混合的气体速度逐渐降低 , 压强随之升高 , 而后 从排出口排出 。如果将几个喷射泵串联起来使用 , 泵与泵中间 加入冷凝器使蒸汽冷凝 , 便可得到更高的真空度 。4级蒸汽喷射 , 加 2级混合直 。真空泵系统状况详见图 1。真空泵的拉瓦尔喷嘴可以是单只 , 也可以是多 只 , 多只总成制造时同心度要求较高 , 但效率高 。 我 们的真空泵第 1、 2级采用单喷嘴 , 第 3、 4级采用多 喷嘴 。 第 1级有 1只喷嘴 , 喷嘴喉径是 7. 2mm ; 第 2级有 1只喷嘴 , 喷嘴喉径是 6. 6mm ; 第

5、3级有 7只喷嘴 , 喷嘴喉径是 4. 8mm ; 第 4级有 7只喷嘴 , 喷 嘴喉径是 2. 6mm 。第 3、 4级喷嘴分布在正六边形 的 6个顶点 。在喷淋冷凝器中 , 冷却水经喷嘴喷出 , 强制形成 伞状水膜 , 再经筒身上的分布环又形成伞状水膜 , 到 中间分布盘第三次形成伞状水膜 , 使冷凝效果更好 、 更彻底 。2 影响真空泵能力的主要因素影响真空泵能力的因素有蒸汽压力 、 蒸汽干燥 度 、 冷却水量 、 冷却水温 、 冷却水喷嘴堵塞 、 真空泵泄 漏 、 拉瓦尔蒸汽喷嘴堵塞 、 泵前工艺设备 (喷淋冷凝 捕集器 冷凝效果不好等等 。 2. 1 蒸汽压力蒸汽压力偏低及压力波动均

6、对真空泵的能力有 较大影响 , 因此蒸汽压力不应低于 111MPa , 但所用 真空泵结构设计已定型 , 过多提高蒸汽压力并不会 增加抽气量及真空度 , 所以蒸汽压力不应高于 112MPa , 同时锅炉供给的蒸汽压力要稳定 。 收稿日期 :2001210223; 修回日期 :2002202206。 作者简介 :庄细华 (19642 , 男 ,江苏武进人 , 工程师 , 学士 , 从事设备维修及管理工作。 1B 、 2B 、 3B 、 4B 第 1、 2、 3、 4级喷射泵 ;1C 、 2C 第 1、 2级喷淋冷凝器 图 1 真空泵系统图Fig. 1 V acuum pump system di

7、agram2. 2 蒸汽的干燥度蒸汽中含水会引起真空波动 , 含水过多甚至会 抽不起真空 。 这时要进行排水 , 并检查汽水分离器 、 疏水器及电加热器 。 蒸汽是否含水可以通过蒸汽流 动的声音加以辩别 。2. 3 冷却水量冷却水供量不足 , 冷凝器及大气腿会发热 , 气流 声音变大 , 真空迅速上升 , 甚至蒸汽会返入抽气管 。 因此对喷淋冷凝器供水压力应不低于 0. 15MPa (真 空状态下 , 否则冷却水无法强制形成伞状水膜 。 供 水量应比实际的用量稍微大一点 , 但太大也会使冷 凝水激起水珠被下级吸入 , 使泵无法正常工作 。一 般 1C 水 量 控 制 在 67m 3/h , 2

8、C 水 量 控 制 在 12 m 3/h 。2. 4 冷却水温冷却水温太高 , 真空泵能力会下降 , 有时甚至抽 不起真空 。 一般不超过 32 。2. 5 冷却水喷咀冷却水喷头堵塞后造成冷却水供量不足或不 均 , 无法形成伞状水膜 , 冷凝器及大气腿将会发热 , 冷凝器壁温冷热不均 , 气流声音变大 , 供水系统压力 异常升高 , 真空系统无法正常工作 。2. 6 真空泵泄漏真空泵处于极限状态时 , 第 1级排出的水很少 , 有时甚至没有 。 因此 , 第 1级泵有大量水排出 , 可以 认为是真空泵泄漏 。通常的漏气原因有 :垫片已损坏 、 螺栓未拧紧 、 法兰面变形或划伤 、 焊缝有沙眼

9、、 压力表旋塞未装 好 。最通用的查漏办法是通入带压空气 , 用肥皂水 涂在各处 。 如有漏气 , 漏点会有泡沫 , 有时甚至能听 到泄漏的声音 。检验是否漏气的方法有 :(1 压缩空气测试法是 用 012MPa 压缩空气进行气密性试验 ,24h 压降小 于 0. 01MPa 为不漏 。 (2 真空测试法是用盲板封 死真空管吸入口 , 关死各级蒸汽阀各冷却水阀 , 用辅 助真空泵对整台真空泵抽真空 , 被测真空泵抽到 10 Pa 最终真空度时停泵保压 , 测单位时间内的压力增 加值 , 根据真空泵的体积计算其泄漏率 L r , L r 20 L Pa/s 为不漏 。 计算公式如下 :L r =

10、V P/t , L r 为泄漏率 ,L hPa/s ; V 为被 保压的真空泵体积 , L ; P 为在测试时间内的压力 增加值 ,hPa ; t 为测试时间 , s 。2. 7 拉瓦尔蒸汽喷嘴本聚酯装置有 2台真空泵 , 一用一备 。备台不 用时 , 碳钢蒸汽管道易生锈 , 锈斑在使用时掉落堵塞 拉瓦尔喷嘴 。 另外 , 安装蒸汽管道时 , 管道中残存的 铁屑及焊渣也会堵塞喷嘴 , 所以安装后管道一定要 吹扫干净后才可接入系统 。第 1、 2级喷嘴孔径较 大 , 不易堵塞 , 最易堵塞的是第 、 4且第 3、 42. 8在聚酯装置中 , 系统产生的可凝性气体要比漏 入系统的空气和系统产生的不

11、凝性气体总和多得 多 , 因此喷淋冷凝捕集器不能充分冷凝可凝性气体 , 真空泵将超负荷工作 , 最终保证不了所需真空度 。 影响喷淋冷凝捕集器工作性能下降主要有 2方面 :一是捕集器冷凝液 EG 喷嘴堵塞 ; 二是 EG 冷却液 温度偏高 。经过几年的摸索得出的结论是 :影响真空泵能 力的主要因素是冷却水量的调节 、 拉瓦尔喷嘴堵塞 及泵前工艺设备 (喷淋冷凝捕集器 冷凝效果不好 。3 测试罩的应用真空泵运转后 , 如何知道真空泵已达到设计能 力 ? 以前我们仅在真空泵的吸入管测极限真空度 , 有时虽然极限真空度很好 , 但实际抽气量未达到设 计能力 , 切换投入生产系统后 , 往往达不到要求

12、 , 引 起工艺系统波动 。所以备用状态必须测试好 , 达到 设计能力才可切换投入生产系统 。真空泵的抽气能力包括抽可凝性气体及抽不凝 性气体 , 本装置在真空泵前有喷淋冷凝捕集器 , 大量 的可凝性气体已被喷淋冷凝捕集器冷凝掉 , 所以仅 测试不凝性气体 抽量即可 。在真空泵的吸入真空 管道上加装测试罩 。 测试罩详见图 2。 经过流量喷咀的空气流量与直径的关系式 :Q=114. 22cd 2P/T 1/2当在常温 、 011MPa 测试时 , 公 式可近似为 :Q =0. 66d 2。 Q 为空气流量 , kg/h ; c 为系数 ; d 为喷嘴直径 , mm ; P 为被吸入空气的压 强

13、 , MPa ; T 为被吸入空气的温度 , K 。流量喷咀直径 、 抽气量和真空度的关系见表 1 。图2 Measuring hood表 1 流量喷嘴直径 、 抽气量与余压的关系T able 1 R elation among flow nozzle diameter ,off 2gas qu an 2 tity and residue pressure流量喷咀直径 /mm 04. 86. 48. 08. 79. 19. 9抽气量 /(kg h -1 0152742505565余压 /Pa 42025305760500 逐级开启真空泵 , 等真空泵稳定一段时间后 , 在 测试罩上选择不同直径

14、的空气流量喷嘴 , 打开测试 罩前阀门 , 在真空泵的吸入管上用麦氏真空计读出 真空度 , 并记录之 , 即可取得该泵的实际工作性能曲 线 。 若达不到设计能力 , 则可进一步调节或判断故 障 。4结语2台真空泵都安装了在线测试罩 , 每次切换之 前均可经测试调节到最佳工件点后切换投入生产系 统 , 稳定了生产 , 彻底解决了影响生产的老大难问 题 。2台真空泵是一用一备 , 在备用状态下 , 各级喷 头前碳钢蒸汽管道易生锈 , 引起拉瓦尔喷嘴堵塞 。 我们已把这些蒸汽管更换成不锈钢管 ,3B 及 4B 的 蒸汽封头也改成不锈钢喷嘴总成 , 并在喷嘴总成封 头上增设清理手孔 , 以便清理进入的

15、杂物 。更换成 不锈钢管道及不锈钢喷嘴总成后 , 未再发现堵塞现 象 。 E ffect factors of steam spray vacuum pump and the application of measuring hood ZHUAN G Xi 2hua(Changzhou Worldbest Radici Co Ltd , Changzhou 213022, China Abstract :There are many effect factors in real production , such as steam pressure , steam drying degree

16、, cooling water quantity , cooling water temperature , cooling water nozzle occlusion , vacuum pump leakage , Raoult steam nozzle leakage , cooling effect of the process equipment in front of the pump is not good. But the main problems are the cooling capacity , cooling of Raoult steam nozzle and pr

17、ocess equipment in front of the pump. The mea 2 suring hood is installationed in the suction vacuum pipe of vacuum pump. Steam flow nozzles with different di 2 ameter are selected on the measuring hood so that the relation among steam flow nozzle ,off 2gas quantity , vacu 2 um degree can be measured

18、 , the correct operation can be directed.K ey w ords :polyester ; vacuum pump ; measuring hood(上接第 18页 高二级牵伸倍率 , 有利于提高牵伸的稳定性 。牵伸温度 :65 ; 牵伸倍率 :3.05×1. 303. 7 再上油性 , 以防在开棉 、产 。 考虑到纤维线密度较大且呈中空状态 , 其比表 面积较大 , 故采用了提高油轮转数 , 增大上油率的方 法来改善其抗静电性能 。以上只是对高吸水纤维生产过程中几种主要工 艺条件的分析 , 在实际生产中喷丝板的设计 、 组件压 力 、 纺速等

19、诸多因素直接影响到高吸水涤纶短纤维 的性能 。 下面是高吸水纤维的主要纺丝工艺条件 :干燥温度 、 风量分别为 175 、 125m 3/min (标准状 况 ; 辅干燥温度 、 风量分别为 165 、 35m 3/min (标 准状况 ; 纺丝温度 :283285 ; 环吹温度 :26 ; 环吹湿度 :75%RH ; 牵伸温度 :65 ; 牵伸倍率 : 3. 05×1. 30。 主 、 辅螺杆各区温度见表 1。表 1 主 、 辅螺杆各区温度T able 1 Different zone temperature of main and auxiliary screw extruder

20、 / 项目 C1C2C3C4C5C6主螺杆 265275285285277275辅螺杆 260270280280-290 44. 1 高吸水纤维质量指标线密度 :2. 53dtex ; 长度 :38mm ; 强度 :5. 50 cN/dtex ; 伸长 :18.0%; 卷曲度 :12.3%; 卷曲数 :12. 5个 /25mm ; 含油率 :0.12%。4. 2 性能经下游织造厂家试用 , 纤维本身具有较强的吸 湿 、 透气性能 。 改善了涤纶织物穿着时的闷热 、 不透 气的缺陷 。 另外 , 由于纤维表面有微孔 , 又可获得深 色性 、 低光泽 、 干爽感 、 粗涩感等 。适合于织造高档 仿

21、麻型夏季面料 , 更是高级运动衣 、 内衣 、 T 恤衫 、 毛 巾 、 浴巾等的理想用料 。5 结论高吸水纤维的开发生产采用的是切片纺生产聚 酯短纤维的方法 。 普通纤维级切片与高吸水母粒以 5 1的比例共混 , 使用特制喷丝板 ; 在纺丝过程中应 适当延长预结晶时间 , 降低干燥温度 , 加大供风量 ; 保持纺丝温度在 283285 ; 环吹风温 26 、 风湿 75%RH; 采用低温牵伸工艺 ; 通过增加上油率改善 抗静电性 。 生产出的高吸水涤纶短纤维具有良好的 吸湿透气性 , 满足下游织造厂家的要求 。The development and production of high w ater 2absorbent polyester staple