真空系统+真空泵.

真空系统研1519尹秉政21508200271.1什么是真空系统？用一句话来概括，真空系统就是用来获得有特定要求的真空度的抽气系统。1.真空系统1.2真空系统的组成元件一个较完善的真空系统由下列元件组成：1．抽气设备：例如各种真空泵；2．真空阀门；3．连接管道；4.真空测量装置：例如真空压力表、各种规管；5．其它元件：例如捕集器、除尘器、真空继电器规头、储气罐等。一个要进行真空处理的容器,用管道和阀门将它与真空泵连接起来,同时在容器上设置真空测量装置,这就构成了一个最简单的真空抽气系统(如图1)。真空系统示意图1.3真空系统的典型形式静态真空系统:系统中没有气体流动,系统内各部分的压强相等,而且长时间不变化。凡是真空室或管道内没有放气或漏气的系统均属静态真空系统。实际上,绝对的没有放气和漏气的情况是不存在的。但是在漏气和放气流量都非常小的情况下,系统中几乎没有气流就可以认为是静态真空系统。动态真空系统:系统中有气体流动,系统中各处压强不等,系统的各截面有压强降落。凡是真空室或系统某处有放气或漏气的真空系统均属此类。1.4真空系统分类(1)按真空系统工作真空度的高低可分为低真空系统、中真空系统、高真空系统和超高真空系统。(2)按真空系统工作的清洁程度可分为有油真空系统(真空室有油蒸气污染的)和无油真空系统(真空室无油蒸气污染的)。(3)按真空系统的结构材料可分为玻璃真空系统(除了机械真空泵以外全由玻璃制成)和金属真空系统。2.真空泵2.1真空泵的分类2.1.1按真空度分：高真空-4帕以下中真空1~-4帕低真空大气压到1帕2.1.2按工作原理分：按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即气体传输泵和气体捕集泵。2.1.3气体传输泵气体传输泵是一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：1)变容真空泵变容真空泵是利用泵腔容积的周期性变化来完成吸气和排气过程的一种真空泵。气体在排出前被压缩。这种泵分为往复式及旋转式两种。其中旋转式真空泵又分为油封式真空泵、干式真空泵、液环式真空泵、罗茨真空泵。2）动量传输泵这种泵是依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。2.1.4气体捕集泵这种泵是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵，有以下几种型式。1）吸附泵它主要依靠具有大表面的吸附剂（如多孔物质）的物理吸附作用来抽气的一种捕集式真空泵。2）吸气剂泵它是一种利用吸气剂以化学结合方式捕获气体的真空泵。吸气剂通常是以块状或沉积新鲜薄膜形式存在的金属或合金。升华泵即属于这种型式。3）吸气剂离子泵它是使被电离的气体通过电磁场或电场的作用吸附在有吸气材料的表面上，以达到抽气的目的。4）低温泵利用低温表面捕集气体的真空泵3.水环真空泵3.1水环真空泵简介简称水环泵，是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000~4000Pa，串联大气喷射器可达270~670Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1~2×105Pa表压力。由于真空应用技术的飞跃发展，水环泵在粗真空获得方面一直被人们所重视。由于水环泵中气体压缩是等温的，故可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，水环泵应用日益增多。3.2水环泵的工作原理在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。3.3水环泵的优缺点水环泵与其他机械泵相比有如下优点：1）结构简单，制造精度要求不高，容易加工。2）结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。3）压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。4）由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。5）吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。水环泵也有其缺点：1）效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。2）真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，可达130Pa。4.水环泵的应用4.1在工业中的具体应用举例4.1.1水环泵在空冷机组真空系统中的应用水环泵是电厂凝汽器最主要的抽真空设备,由于现有的火电厂大多采用湿冷机组,水环泵在湿冷机组中的配置和应用相对比较成熟。空冷机组水环泵抽真空系统的特点：1）空冷机组的漏气量及严密性对于空冷机组,该要求是很容易实现的,实测的真空下降速度为0.05kPa/min。对于600MW机组应以真空下降速度不大于0.03kPa/min为宜,并指出空冷机组应有独立的严密性判定标准。2）空冷机组凝汽器的背压特点我国一些地区（比如在内蒙古地区）空冷机组背压在1天内的变化也是比较大的。空冷机组凝汽器背压变化大且频繁的特点在进行水环泵配置时应引起重视。3）水环泵的抽干空气特性水环泵属于容积式泵的一种,不考虑内部泄漏和工作液的影响,在不同真空度下水环泵的理论体积流量是相同的,并且水环泵实际抽气的体积流量qV常随吸入的绝压p的升高而增大。4.1.2水环泵组在钢液真空精炼设备上的应用钢液真空精炼设备常用的炉型有VD、VOD和RH等,其核心配套设备就是真空泵系统。尽管真空泵的种类很多,但最适合钢液脱气特性工艺要求的还是水蒸汽喷射真空泵。由于水蒸汽喷射真空泵(组)的工作范围通常在1~1.01xl05Pa范围内,抽气能力从几kg/h到上千kg/h,对被抽介质无严格要求,不怕被抽介质的污染,无论被抽介质的温度高低,有无尘埃杂质和腐蚀性都可使用,工作安全可靠,维修费用低廉。这些特点是其它种类的真空泵不能同时具备的。在钢液真空精炼设备上选用水环泵应考虑如下几点:1)水环泵工作时必须提供连续不断的工作水,通常水为一次性使用,以防止二次污染的水回到泵体,加重泵体及叶轮的磨损;2)由于水在真空状态下易沸腾及蒸发的特性,在选用水环泵时其抽气能力及工作真空度都要留有充分余地,通常要大于额定值的20%以上;3)在钢液真空精炼设备上采用水环泵,可节省15%~30%的蒸汽,因此,在用户蒸汽供给系统能力不足时可考虑采用;5.总结在本次汇报中，首先简单介绍了真空系统的相关内容；然后介绍了真空系统中的抽气设备—真空泵；接着在各种真空泵中，选择了水环泵作为主要阐述对象；紧接着介绍了水环泵的应用，并通过实例进行具体描述。thankyou!