1、機組前裝冷凝器
為了盡量使羅茨水環(huán)真空機組的體積小些,可設法使待抽的蒸汽在進入泵機組之前冷凝,這樣剩下來的就是非可凝性氣體和微量殘余蒸汽。氣體降溫后在相同壓力下體積也減小。所以冷凝后所需抽氣量減小,相應地泵也可以選得小一些。
采用哪種方式較經(jīng)濟?應視其具體情況而定。
冷凝蒸汽有兩種方式:一種是安裝一臺冷卻裝置,另一種是在機組的高壓級中裝一臺冷凝器,以便能用普通的水冷卻。
其系統(tǒng)需要每小時抽除50kg的水蒸汽量,在吸入壓力為1Torr時的容積流量為50000m3/h。
1)要抽吸上述的水蒸汽量,需要三個羅茨泵串聯(lián),并用一臺水環(huán)泵作前級組成的機組,該機組的總功率90kW。
2)為了使蒸汽在到達真空泵之前冷凝,就要在位于A處裝一個冷凝器和一個功率為30000kcal/h的冷卻裝置,如圖4所示。在1Torr的吸入壓力下,水蒸汽的冷凝溫度均為-19℃,為了能保證連續(xù)工作,應取冷凝裝置的冷凝溫度為-25℃,且并聯(lián)安裝2臺冷凝器。根據(jù)非冷凝氣體的組成部分計算得,真空泵的抽氣量就可以降低到1000~2000m3/h,總機組(包括冷凝器的消耗功率)的功率同樣是90kW。
3)先用羅茨真空泵抽出水蒸汽,并在45Torr壓力下進行冷凝,該壓力下有的冷凝溫度約為36℃,于是可使冷凝器的冷凝溫度保持在30~35℃之間,可用普通冷卻水冷卻。冷凝器設在B處。這時總功率的消耗為75kW左右。
通過上述三組方式的比較可知,第三種方案z*好,可減少15kW的動力消耗。
綜上所述,水蒸汽冷卻后只剩下非可凝性氣體。在壓力很低時,水蒸汽的比容相當大,這些可凝性蒸汽冷凝后,泵所需要的抽氣量顯然就大為降低了。另外,不論蒸汽是否冷凝,在同樣壓力下只要氣體溫度降低,其容積流量就會減少。例如化工流程中200~300℃溫度的氣體并不少見。若從300℃冷卻到50℃之后,干燥空氣的容積減少45%左右,這樣就可以選擇較小容量的抽氣真空泵機組裝置。
2、機組的操作順序:
1)機組中無旁通閥時,應先開動水環(huán)泵,被抽系統(tǒng)中的氣體由羅茨泵(氣體推動羅茨泵轉(zhuǎn)子自行轉(zhuǎn)動,如同流量計一般)進入水環(huán)泵后再排至大氣,待水環(huán)泵的吸入壓力(如串聯(lián)有大氣泵,則為大氣泵的吸入壓力)達到羅茨泵的起初規(guī)定值時(即允許排氣壓力),始啟動羅茨泵,機組正式運轉(zhuǎn),開始工作。
2)機組中有旁通閥時,如圖5所示,先啟動水環(huán)泵,接著開動羅茨泵,此時,羅茨泵進排氣壓差較大,旁通閥自動開啟,被抽容器中的氣體一部分經(jīng)過旁通閥進入水環(huán)泵,另一部分在羅茨泵的作用下通過該泵也進入水環(huán)泵,顯然抽氣速率增加,這樣很快達到羅茨泵的預真空,進排氣壓差較小,閥門自動關閉(或人工關閉),機組正式工作。這種方法能大大縮短預抽時間,但設備較復雜。