航煤特洗水环式真空泵结垢原因及维护措施

刘敬钊

摘 要：针对台八航煤特洗抽真空系统水环式真空泵结垢的问题，分析原因，制定出有效的解决措施与维护保养办法。

关键词：水环式真空泵;结垢;酸洗;维护

1 引言

洛阳石化铁路运输部重油车间肩负着航煤铁路罐车的特洗任务。2012年台八共特洗航煤车3439节，2013年前10个月共特洗航煤车3678节，特洗航煤车数量每年呈递增态势，台八航煤特洗任务形势严峻。台八拥有一台SK-7M水环式真空泵，泵体内部易结垢，影响泵抽真空，最终影响特洗作业，使台八特洗作业雪上加霜。本文对台八特洗航煤抽真空系统真空泵结垢[1]原因进行分析，并提出对策。

2 水环式真空泵工作原理[2]

当水环式真空泵在停止运行时，泵体内会存在一定量的工作液（水环泵工作液为水）;真空泵正常运行时 ，电机通过联轴器带动轴及叶轮旋转 ，工作液（水）在叶轮高速旋转形成的离心力作用下，不断甩向泵体的内壁，从而沿泵体内壁形成一个旋转的封闭水环[3]，水环与两叶片及圆盘形成一封闭空间，被抽气体即在封闭空间内 ，叶轮的不断旋转 ，达到抽送气体的目的。

由于真空泵叶轮是偏心地安装在泵体内，且水旋转速度与叶轮旋转速度间存在一定的速度差，这就使得水环对于泵叶轮叶片做相对运动，在相邻2个叶片间的空间容积内现周期性的往复变化，类似简单的往复式活塞工作一样。随着叶轮的顺时针旋转，水环与两叶片及圆盘形的封闭空间逐渐增大，压力逐渐降低，吸气口的气体不断地被入;随着叶轮的顺时针旋转，水环与两叶及圆盘形成的封闭空间逐渐减小，压力逐渐增大，压力高于排口处的压力时，气体被不断地排出，如此循环，吸气口处就会成一定的真空度 ，从而满足工作要求。

3 水环式真空泵结垢的现象

经过长期运行后水环式真空泵出现异声启动电流过大吸气量明显下降真空度表压降到0.03MP无法进行正常生产。同时，SK系列的真空泵径向及端面间隙都比较小，运行时容易被工作水混有的杂质或水垢将叶轮卡死而被迫停机。经检查发现泵体内部结垢严重，结垢部位主要在叶轮叶片上及泵体内表面。

4 水环式真空泵结垢原因

4.1水垢成因

（1）受热分解。含有硬度成分的循环水进入真空泵后，随泵的旋转在泵体内形成水环做功发热，使溶解在水中的重碳酸盐逐渐分解，析出难溶于水的沉淀结成水垢。

（2）溶解度降低。真空泵原密封液来自于天然地下水，天然水中的离子是由无机盐类溶于水后电离形成。

（3）相互反应。循环水中原来溶解度较大的盐类，在真空泵运行过程中，和其它盐类相互反应生成难溶物质形成沉淀结成水垢。

（4）蒸发和浓缩。由于循环水不断做功发热，不可避免地要产生蒸发和浓缩，使水中溶解盐的浓度不断增大，达到饱和时析出沉淀形成水垢。

4.2垢层分析

（1）盐垢成分分析。盐垢是水垢的主要成分，其鉴别方法见表1：

（2）污垢的分析。污垢的最大危害是使过水断面减小、水流阻力增大、影响正常供水量，降低热交换效率，水温不断提高，盐垢结成速度加快。有时甚至会造成垢下腐蚀，污垢沉积严重时还会导致真空泵声音异常、效率下降或卡死叶轮事故停机。污垢的来源因时因地而异，实际操作中要认真分析水源是否有泥沙、灰尘、煤泥或其他造成水质污染的原因。

5 水环式真空泵结垢处理措施

5.1水垢清除措施

对于水垢较薄的泵，则扳动转子采用6%的盐酸对泵进行在线酸洗，然后用清水冲洗干净。如此便可清除水垢。

对水垢较厚的泵，采用在线酸洗的辦法，随容易操作，但效果不明显。如此车间采用彻底酸洗的办法，把泵体全部拆开，然后逐一酸洗。经过酸洗，真空系统真空度由原来0.02MP提高到0.08MP，彻底达到要求。

5.2控制措施

5.2.1  用软化水作密封液

用锅炉软化水作真空泵密封液， 可以有效防止真空泵结垢， 但是增加了生产成本。

5.2.2  在天然水中加入阻垢剂作密封液

在天然水用作真空泵密封液时， 加入阻垢剂，也可以有效防止真空泵结垢， 但是阻垢剂价格昂贵，还要增加水池、 供水泵等设备， 生产成本上升。

5.2.3采用电子水处理仪对水进行软化处理，成本较高。

5.2.4增加循环水软化系统

分析循环水在真空泵中的运行过程，与低压热水锅炉中锅水运行过程极其相似。因此，按照热水锅炉水质标准来管理真空泵水质，既可防止真空泵结垢又可防止真空泵腐蚀。

真空泵循环水系统大都是敞开式循环系统，回水率比较高。在因资金等原因不采用离子交换设备进行水处理的情况下，一般利用一个软化水池加一个高位水池对真空泵进行供水。

循环冷却水系统中，为了提高软化水的回收利用率，在高位水池安装了满水自动停泵、低水位自动报警装置，回水率在90%以上。因此，确定本系统水处理标准时，还要按照《低压锅炉水质标准》对回水率和软水控制硬度的关系来对软水硬度进行控制。此种办法可以有效的解决问题，但一次投入成本也较高。

车间总结经验：泵体定期半年进行在线酸洗一次;定期2年进行彻底酸洗一次，如此既可减少泵体结垢概率，保证真空系统真空度达要求，又可避免拆泵清理水垢对设备及生产造成影响。

6 总结

真空泵的结垢问题有其较为复杂的生成机理，正确分析水质指标和运行参数是找出正确防范措施的关键。除了定期冲洗泵体外，水处理是防止泵体结垢的最重要环节，两者结合，可达到最好效果，保证水环式真空泵长周期运行。

参考文献：

[1]强成银.水环式真空泵的维护[J].中国设备工程，2008（8）：46

[2]罗延民.如何提高水环式真空泵运行机械效率的探讨[J]，科技传播，2011（03）：46—47

（中国石油化工股份有限公司洛阳分公司 河南 洛阳  471012）