羅茨泵機(jī)組前裝冷凝器的幾種形式優(yōu)劣比較
為了盡量使羅茨泵機(jī)組的體積小些,可設(shè)法使待抽的蒸汽在進(jìn)入羅茨泵機(jī)組之前冷凝,這樣剩下來(lái)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(yīng)地羅茨泵機(jī)組也可以選得小一些。
采用哪種方式較經(jīng)濟(jì)?應(yīng)視其具體情況而定,舉例說(shuō)明如下:
冷凝蒸汽有兩種方式:一種是安裝一臺(tái)冷卻裝置,另一種是在機(jī)組的高壓級(jí)中裝一臺(tái)冷凝器,以便能用普通的水冷卻。
其系統(tǒng)需要每小時(shí)抽除50kg的水蒸汽量,在吸入壓力為1Torr時(shí)的容積流量為50000m3/h。
1)要抽吸上述的水蒸汽量,需要三個(gè)羅茨泵串聯(lián),并用一臺(tái)水環(huán)泵作前級(jí)組成的機(jī)組,該機(jī)組的總功率90kW。
2)為了使蒸汽在到達(dá)真空泵之前冷凝,就要在位于A處裝一個(gè)冷凝器和一個(gè)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(yīng)取冷凝裝置的冷凝溫度為-25℃,且并聯(lián)安裝2臺(tái)冷凝器。根據(jù)非冷凝氣體的組成部分計(jì)算得,真空泵的抽氣量就可以降低到1000~2000m3/h,總機(jī)組(包括冷凝器的消耗功率)的功率同樣是90kW。
3)先用羅茨泵抽出水蒸汽,并在45Torr壓力下進(jìn)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(shè)在B處。這時(shí)總功率的消耗為75kW左右。
通過(guò)上述三組方式的比較可知,第三種方案最好,可減少15kW的動(dòng)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(shí),水蒸汽的比容相當(dāng)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?dú)怏w溫度降低,其容積流量就會(huì)減少。例如化工流程中200~300℃溫度的氣體并不少見(jiàn)。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(jī)組裝置。