新型節(jié)能高效噴射真空泵的研究與開(kāi)發(fā)

1、新型節(jié)能高效噴射真空泵的研究與開(kāi)發(fā)遼陽(yáng)宋氏真空設(shè)備有限公司遼陽(yáng)市噴射真空技術(shù)研究所宋義 宋賀生 宋昊洋一、前言：在石油、化工、制藥、冶金、冷凍干燥、熱能動(dòng)力、輕工、紡織、食品、制糖、制鹽、油脂等行業(yè)和領(lǐng)域的真空蒸發(fā)、蒸餾、濃縮、結(jié)晶、干燥、脫水、脫色、脫臭、等工藝必須用真空泵來(lái)完成，真空泵可分為二種類(lèi)型：一種是機(jī)械式真空泵，它主要是靠運(yùn)動(dòng)部件改變?nèi)莘e來(lái)達(dá)到吸氣、壓縮、排氣而產(chǎn)生真空的目的；一種是噴射真空泵，它主要是靠流體（水、蒸汽、壓縮空氣等）高速?lài)娚渥龉_(dá)到吸氣、壓縮、排氣而產(chǎn)生真空的目的；機(jī)械式真空泵有水環(huán)式、往復(fù)式、旋片式、滑閥式、羅茨式真空泵、分子泵、擴(kuò)散泵和由它們組成的真空機(jī)組；噴射

2、真空泵主要有：水噴射真空泵、氣體噴射真空泵、蒸汽噴射真空泵和由它們組成的汽水組合噴射真空泵、多級(jí)蒸汽噴射真空泵（組成機(jī)組提高它們的使用真空度）。機(jī)械式真空泵主要是以抽吸不凝性氣體為主，當(dāng)在一些工藝中抽吸可凝性汽體時(shí)，必須在機(jī)械真空泵前加裝冷井或冷凝器將可凝性汽體先冷凝下來(lái)后用機(jī)械真空泵抽空。因受冷卻水溫度的限制，使用中存在著很多難以解決的問(wèn)題，真空度很難達(dá)到，可凝性汽體或水蒸汽很難被冷凝下來(lái)，進(jìn)入機(jī)械真空泵，增加了故障率和檢修量而影響生產(chǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中開(kāi)一臺(tái)泵還要備用一臺(tái)泵，噴射真空泵因有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，特別是能直接抽吸一些含有粉塵高溫氣體和大量的水蒸汽（可凝性汽體），噴射真空泵因無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，抽

3、吸氣（汽）體連續(xù)性運(yùn)行穩(wěn)定可靠，檢修量小，使用壽命長(zhǎng)，抽速大，速度快等特點(diǎn)，特別是應(yīng)用上述工藝中更能顯示出它的優(yōu)越性。二、新型節(jié)能高效噴射真空泵的研究與開(kāi)發(fā)：、水噴射真空泵的研究與開(kāi)發(fā)：早在年前水噴射真空泵就應(yīng)用于化工、制藥等行業(yè)，俗稱(chēng)“水抽子”“氣抽子”應(yīng)用在一些簡(jiǎn)單的特殊的工藝中，真空度、抽氣量很小，都是高架式的。效率非常低。年代中期我們開(kāi)始研究水噴射真空泵，突破了三點(diǎn)：、由高位變成低位整機(jī)，由化工單元體變成了整機(jī)型式的真空設(shè)備。提高了水噴射泵的效率倍多。、大抽氣量水噴射真空泵研制成功又是一大進(jìn)步，我公司研制的大抽速水噴射泵的最大抽速可達(dá)4000m3/h，共有16個(gè)規(guī)格型號(hào)供各行業(yè)選用。與

4、水環(huán)式真空泵、式機(jī)械真空泵同屬于低真空范疇，極限真空可達(dá)2600Pa(工作水溫為25OC時(shí)，隨著水溫降低極限真空度還可以提高) ，水噴射泵具有節(jié)水、節(jié)油、節(jié)電作用，通過(guò)實(shí)際工業(yè)應(yīng)用在許多工藝條件下，比水環(huán)式真空泵節(jié)電30%60%，比機(jī)械式真空泵節(jié)油100%，比上述兩種泵節(jié)水70%以上。有其不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，具有壽命長(zhǎng)、維修費(fèi)用低、性能穩(wěn)定可靠、真空度高、抽氣量大。在化工、制藥、食品、油脂等行業(yè)的真空蒸發(fā)、濃縮、蒸餾、結(jié)晶、干燥、脫色、脫臭中可以直接抽吸大量的水蒸汽和低沸點(diǎn)物，能直接抽吸一些腐蝕性氣體、易燃易爆氣體、各種液體、散顆粒狀介質(zhì)，也可做真空吸收、混合、傳質(zhì)、傳熱、強(qiáng)化反應(yīng)等。我們研制的高

5、效節(jié)能低位整機(jī)大抽氣量的SP型和SSP水噴射真空泵已投放市場(chǎng)30多年，應(yīng)用于30幾個(gè)行業(yè)，20多個(gè)領(lǐng)域。已由單吸式發(fā)展成雙吸式，由一個(gè)噴射器發(fā)展成多個(gè)噴射器，在用戶中享有很高的信譽(yù)。、汽水組合噴射真空泵的研制與開(kāi)發(fā)：多年來(lái)我公司在水噴射真空泵和蒸汽噴射真空泵的基礎(chǔ)上又研制開(kāi)發(fā)出各種汽水組合噴射真空泵。提高了工作真空度和抽氣量，加大了真空領(lǐng)域的使用范圍。、汽水串聯(lián)噴射真空泵：在各種型號(hào)水噴射真空泵前串聯(lián)一級(jí)或二級(jí)蒸汽噴射泵，極限真空度可提高到400Pa（一級(jí)汽水串聯(lián)）40Pa(二級(jí)汽水串聯(lián))，它主要是抽吸比較小的抽氣量（水蒸汽或蒸汽、空氣混合汽體）可先用水噴射泵做前級(jí)泵抽到2600Pa后再開(kāi)蒸汽

6、噴射泵提高真空度，達(dá)到高真空蒸餾的目的。、帶有冷凝器的汽水組合噴射真空泵；為了實(shí)現(xiàn)低位整機(jī)安裝型式，我公司多年來(lái)精心研制出一種新型高效冷凝器，由它們組合研制了SPL型組合式水噴射真空泵（它主要是抽吸大量水蒸汽或可凝性汽體為主），工作壓強(qiáng)有：2600Pa； 4000Pa；5300Pa；8000Pa；抽氣量：空氣540kg/h,濕蒸汽2004000kg/h。帶冷凝器的ZSPL型二級(jí)汽水組合噴射真空泵，工作壓強(qiáng)有：400Pa、600Pa，抽氣量：空氣540kg/h,濕蒸汽202400kg/h。ZSPL型三級(jí)汽水組合噴射真空泵，工作壓強(qiáng)有：60Pa、100Pa、200Pa、300Pa，抽氣量：空氣54

7、0kg/h,濕蒸汽202400kg/h。ZSPL型四級(jí)汽水組合噴射真空泵，工作壓強(qiáng)：150Pa，抽氣量：空氣540kg/h,濕蒸汽202400kg/h。它們可以是低位整機(jī)型式，也可以分體安裝在任意高度任意位置上。3、新型節(jié)能高效多級(jí)蒸汽噴射真空泵的研究與開(kāi)發(fā)：蒸汽噴射真空泵在我國(guó)各行業(yè)的應(yīng)用已有50多年的歷史，因有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是其它真空泵不可替代的而廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、冷凍干燥、熱能動(dòng)力、輕工、紡織、制藥、制糖、食品、油脂等行業(yè)。采用蒸汽噴射真空泵的三大要素：必須有大量的工作蒸汽作動(dòng)力，多級(jí)蒸汽噴射泵蒸汽耗量非常大，號(hào)稱(chēng)“汽老虎”。要有大量的冷卻水來(lái)冷卻工作蒸汽和被抽出的水蒸汽，為了節(jié)

8、約用水，需要建造一套由涼水塔降溫的冷卻水系統(tǒng)，需要增加能耗和投資，另外多級(jí)蒸汽噴射泵必須安裝在11米高度以上，需要建造平臺(tái)或高于11米的房屋建筑也需要增加基建投資。針對(duì)蒸汽噴射泵的三大要素（蒸汽耗量大、冷卻水用量多、高位安裝）十幾年來(lái)我們一直在攻關(guān)研制一種能耗低（蒸汽耗量?。?、冷卻水用量小、地面安裝或任意高度任意位置安裝的多級(jí)蒸汽噴射真空泵。蒸汽噴射泵是靠具有一定壓力的飽和蒸汽或過(guò)熱蒸氣作為工作介質(zhì)，通過(guò)拉瓦爾噴嘴產(chǎn)生負(fù)壓（真空）和文丘里管增壓排出，根據(jù)用戶要求的真空度高低來(lái)設(shè)計(jì)配備蒸汽噴射器和冷凝器數(shù)量。工作壓強(qiáng)在200Pa600Pa傳統(tǒng)的蒸汽噴射真空泵需要四級(jí)才能達(dá)到這個(gè)真空度，它是由四個(gè)

9、蒸汽噴射器和二個(gè)或三個(gè)冷凝器組成的，工作壓強(qiáng)在2600 Pa4000 Pa也需要三級(jí)蒸汽噴射泵，它是由三個(gè)蒸汽噴射器和二個(gè)冷凝器組成的，工作壓強(qiáng)在1 Pa100 Pa需要五級(jí)蒸汽噴射泵，它是由五個(gè)蒸汽噴射器和三個(gè)冷凝器組成的。十幾年來(lái)我們不斷的研制、改進(jìn)、創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)出一種新型節(jié)能高效多級(jí)蒸汽噴射真空泵。這一創(chuàng)舉可以使多級(jí)蒸汽噴射真空泵實(shí)現(xiàn)了低位地面或任意高度上安裝，不需要其它的引射設(shè)備，直接排放到水池中。我們發(fā)明創(chuàng)造了一種高效冷凝器在高效冷凝器前串聯(lián)一級(jí)蒸汽噴射器就可以達(dá)到四級(jí)蒸汽噴射泵的性能參數(shù)，真空度可達(dá)到200600Pa，高效冷凝器前串聯(lián)二級(jí)蒸汽噴射器真空度就可達(dá)到30200Pa(可以代

10、替?zhèn)鹘y(tǒng)四級(jí)或五級(jí)蒸汽噴射泵)，高效冷凝器前加三級(jí)蒸汽噴射器真空度可達(dá)到110Pa。最新創(chuàng)舉的新型節(jié)能高效噴射真空泵比傳統(tǒng)的多級(jí)蒸汽噴射真空泵節(jié)約工作蒸汽60%以上，節(jié)約冷卻水30%，實(shí)現(xiàn)了純低位（地面）安裝，即降低了運(yùn)行費(fèi)用，又節(jié)省了基建投資和安裝費(fèi)用，省時(shí)！省力！省汽！省錢(qián)！給用戶帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益，這一偉大創(chuàng)舉將多級(jí)蒸汽噴射真空泵向前發(fā)展了一大步。三、噴射真空泵在各行業(yè)的應(yīng)用1、在制藥行業(yè)的應(yīng)用：東北制藥總廠在95年萬(wàn)噸VC工程中三效蒸發(fā)工段采用了我公司設(shè)計(jì)制造的DSP-2400型和DSP-1400型的大型水噴射真空泵四臺(tái)，在2003年擴(kuò)建工程中又采用了我公司研制的特大抽速DSP4000

11、型水噴射真空泵一臺(tái)，其它分廠和車(chē)間使用其它型號(hào)也有幾十臺(tái)。已連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)了十幾年時(shí)間。見(jiàn)圖1、圖2、圖3DSP4000型特大抽速水噴射真空泵 DSP2400型特大抽速水噴射真空泵 DSP1400型特大抽速水噴射真空泵2、在化工行業(yè)上的應(yīng)用：在化工、制藥行業(yè)的真空蒸發(fā)、濃縮、蒸餾、結(jié)晶、萃取、升華、真空混合、真空反應(yīng)、吸收等工藝所采用的機(jī)械式真空泵有水環(huán)式、機(jī)械式、滑閥式，由于三大原料中有易燃易爆低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，揮發(fā)性強(qiáng)，易產(chǎn)生易燃易爆腐蝕性有刺激性氣體，有些還有大量的水蒸汽，機(jī)械式真空泵在使用過(guò)程中存在著一些問(wèn)題，腐蝕快、斷軸、機(jī)械爆鳴、結(jié)疤、結(jié)垢、耗油、耗水量大，增加運(yùn)行費(fèi)用檢修率和維修量。水噴

12、射泵代替水環(huán)式機(jī)械泵，用汽水串聯(lián)噴射泵替代旋片泵、滑閥泵收到了顯著的效益。請(qǐng)見(jiàn)圖4、圖5、圖6。圖5是如皋雙馬化工有限公司在甘油和脂肪酸生產(chǎn)中采用二臺(tái)ZSPL(20/80)-2和ZSPL(10/100)-2三級(jí)汽水組合噴射真空泵代替原四級(jí)蒸汽噴射真空泵，每年節(jié)約工作蒸汽6400噸，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用38萬(wàn)元人民幣，今年在年產(chǎn)5萬(wàn)噸裝置中又采用了ZSPL(20/120)-2和ZSPL(10/300)-2二臺(tái)三級(jí)汽水組合噴射真空泵和六臺(tái)SP型水噴射真空泵。圖4（上圖）SSP型水噴射真空泵（江陰技源科技）圖5（左圖）是如皋雙馬化工有限公司應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)圖6（右圖）用水噴射泵代替W式機(jī)械真空泵3、在石油化工行業(yè)的

13、應(yīng)用中石化遼陽(yáng)化工實(shí)驗(yàn)二廠2002年在石油氣減頂增壓裝置中采用了我公司新型高效三級(jí)間冷式蒸汽噴射真空泵。請(qǐng)見(jiàn)圖7。4、在油脂行業(yè)的應(yīng)用：油脂工業(yè)加工過(guò)程中油脂的脫水、蒸發(fā)、干燥、過(guò)濾、氫化、脫溶、脫色、脫臭、負(fù)壓浸出等工序均須要采用真空設(shè)備來(lái)完成，生產(chǎn)高烹油和色拉油必須采用高真空度的多級(jí)蒸汽噴射真空泵，多級(jí)蒸汽噴射泵消耗的蒸汽和能耗占精煉車(chē)間80%以上，國(guó)產(chǎn)的蒸汽噴射泵能耗很高，近幾年來(lái)在建造比較大規(guī)模和資金較充足的油廠引進(jìn)了國(guó)外的多級(jí)蒸汽噴射泵（大部分是德國(guó)的）。國(guó)外的多級(jí)蒸汽噴射真空泵的能耗雖然比國(guó)內(nèi)低，但要求的工作條件苛刻，工作蒸汽壓力必須大于1.0Mpa，冷卻水溫度要求很低，而且價(jià)格昂

14、貴。我公司研制開(kāi)發(fā)的新型節(jié)能高效多級(jí) 中石化遼化化工實(shí)驗(yàn)二廠蒸汽噴射真空泵比國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口泵節(jié)約蒸汽3060%以上，一年可節(jié)約幾萬(wàn)幾十萬(wàn)人民幣。請(qǐng)見(jiàn)表一、表二、圖8、圖9、圖10。（表一）二級(jí)汽水組合噴射真空泵替代三級(jí)蒸汽噴射真空泵技術(shù)參數(shù)和節(jié)能效果對(duì)比表 真空絕壓 抽 氣 量 工作蒸汽 冷 卻 水 蒸汽 用電 運(yùn)行 比遼陽(yáng)宋氏生產(chǎn)廠 產(chǎn)品型號(hào) 工作 極限 空氣 蒸汽 汽壓 耗量 水溫 耗量 費(fèi)用 費(fèi)用 總費(fèi)用 多耗費(fèi)用 Pa Pa kg/h kg/h Mpa kg/h OC T/h 萬(wàn)元/年 萬(wàn)元/年 萬(wàn)元/年 萬(wàn)元/年 德國(guó) 三級(jí)蒸汽噴射泵 3 600 1.0 745 25 129 32 無(wú)

15、32 +28國(guó)產(chǎn)其它 3（30+600）40 5.3 30 600 0.5 773 30 69 33.6 無(wú) 33.6 +29.7 遼陽(yáng)宋氏 S（30/600）30 4 30 600 0.5 28 30 75 1.3 2.6(7.5kw) 3.9圖8是華農(nóng)集團(tuán)在大連匯寶油廠、霸州華農(nóng)、湛江華農(nóng)、南京華農(nóng)四個(gè)油廠采用我公司SPL型組合式水噴射真空泵代替三級(jí)蒸汽噴射真空泵在脫溶、干燥、脫色、磷脂濃縮工段使用SPL(20/300)-30和SPL(30/600)-30共計(jì)12臺(tái)。每臺(tái)一年比三級(jí)蒸汽噴射泵節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用近30萬(wàn)元人民幣。（表二）高效節(jié)能新型蒸汽噴射真空泵替代四級(jí)蒸汽噴射真空泵技術(shù)參數(shù)和節(jié)能

16、效果對(duì)比 真空絕壓 抽 氣 量 工作蒸汽 冷 卻 水 泵 冷凝器 蒸汽 用電 運(yùn)行 比遼陽(yáng)宋氏生產(chǎn)廠 產(chǎn)品型號(hào) 工作 極限 空氣 蒸汽 汽壓 耗量 水溫 耗量 級(jí) 費(fèi)用 費(fèi)用 總費(fèi)用 多耗費(fèi)用 Pa Pa kg/h kg/h Mpa kg/h OC T/h 數(shù) 數(shù)量 萬(wàn)元/年 萬(wàn)元/年 萬(wàn)元/年 萬(wàn)元/年 西德 四級(jí) 333 12 66 1.0 531 32 55 無(wú) 23 +3.7國(guó)產(chǎn)其它 4P272/9 267 72 0.9 712 32 65 4 3 30.7 無(wú) 30.7 +11.4國(guó)產(chǎn)其它 4（10+80）2 267 67 10 80 0.5 607 30 65 4 2 26.2 無(wú)

17、 26.2 +6.9遼陽(yáng)宋氏 （10/80）2 267 67 10 80 0.5 402 32 58 2 1 17.4 1.9 19.3國(guó)產(chǎn)其它 4（10+80）5 667 10 80 0.6 568 30 49 4 2 24.5 24.5 +12.1國(guó)產(chǎn)其它 4（10+80）5 667 200 10 80 0.5 441 30 40 4 2 19 19 +6.6遼陽(yáng)宋氏 （10/80）5 667 200 10 80 0.5 243 30 38 1 1 10.5 1.9 12.4 圖8華農(nóng)集團(tuán)：大連匯寶油廠、霸州華農(nóng)、湛江華農(nóng)、南京華農(nóng) 圖9北京匯福糧油制作公司圖9是北京匯福糧油制作公司在20

18、02年2月采用我公司的ZSPL（40/400）2 和ZSPL（40/400）20一臺(tái)三級(jí)汽水組合噴射真空泵替代原來(lái)的四級(jí)蒸汽噴射真空泵用于450T/d色拉油真空脫臭和一臺(tái)二級(jí)汽水組和噴射真空泵替代原來(lái)的三級(jí)蒸汽噴射泵用于色拉油干燥、脫色一年可節(jié)約蒸汽1.08萬(wàn)噸，可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用45.5萬(wàn)元人民幣。2003年在新建1200T/d精煉車(chē)間高級(jí)色拉油干燥、脫色又采用了我公司組合式水噴射真空泵SPL(15460)40代替過(guò)去用的三級(jí)蒸汽噴射真空泵，不用蒸汽，一年可節(jié)約蒸汽費(fèi)用近30萬(wàn)元人民幣。圖10是鄒平油廠用我公司新型節(jié)能高效二級(jí)蒸汽噴射真空泵ZSPL（40/400）2替代原來(lái)的高位四級(jí)蒸汽噴射真空泵4ZP(40+400)2用于350T/d色拉油脫臭和脫色一年可以節(jié)約蒸汽費(fèi)用25萬(wàn)元人民幣。5、在冶金行業(yè)的應(yīng)用：圖11是我公司專(zhuān)為冶金行業(yè)真空煉鎂開(kāi)發(fā)研究的純低位新型高效三級(jí)蒸汽噴射真空泵，工作壓強(qiáng)可達(dá)到510Pa，代替原來(lái)的高位安裝 圖10鄒平油廠和半高位的五級(jí)蒸汽噴射真空泵在煉鎂行業(yè)得到青睞。四、結(jié)束語(yǔ)：噴射真空泵的誕生與發(fā)展在真空設(shè)備中增添了一支生力軍，在我公司多年來(lái)精心研制、發(fā)明、創(chuàng)造、改進(jìn)和技術(shù)進(jìn)步，使噴射真空泵不斷向前推進(jìn)，給廣大用戶帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果，從而擴(kuò)大了噴射泵的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,它將有很大的前途和生命力！ 圖11真空煉鎂行業(yè)用純