真空泵选型问题

日期:2020-10-19 10:56

  真空泵选型问题_自然科学_专业资料。★ Huziyi315:请大家帮帮忙,我有个关于真空泵问题很是困惑,我的真空系统大概每小时 有 1.5t 的水蒸汽产生,我是通过冷凝器把水蒸气冷凝下来,然后通过真空泵抽走不凝气 及其他气体。我的真空度

  ★ Huziyi315:请大家帮帮忙,我有个关于真空泵问题很是困惑,我的真空系统大概每小时 有 1.5t 的水蒸汽产生,我是通过冷凝器把水蒸气冷凝下来,然后通过真空泵抽走不凝气 及其他气体。我的线 度,我算了一下在这个条件下,1.5t 的水蒸汽换 算体积后为 28000 立方米每小时的气量,如果按照这个气量去选真空泵,那真是吓死人 了,是不是应该按照把水蒸气冷凝后剩余的气量以及空气泄漏量来选择线:对的。水蒸汽靠冷凝器产生的真空带走。真空泵需考虑不凝气,泄漏量及想建 立真空的时间(系统抽真空的时间) 。 ★ Huziyi315:谢谢,但是仅靠冷凝器冷凝水蒸气产生的真空如何保证冷凝器上游设备的 真空度呢?我要保证冷凝器上游设备的真空度该如何设计呢?是否仅考虑不凝气,泄漏 量及想建立真空的时间就行了呢。 ★ Rjb119: 你可以这样想。现在已抽至了 8KPa,关掉真空,开始加热产生蒸汽,慢慢的 真空破坏掉了,系统是汽液两相,通冷凝水,蒸汽变成水,体积变化,又产生真空,只 要没有泄漏和不凝气产生(理想情况) ,就不需要再开真空泵。需要考虑排冷凝水的大 气腿高度。 ★ Huziyi315:再次表示感谢,虽然暂时不能完全明白,但我想慢慢我回想通的。 ★ jhyy19802003:是的。真空系统的设计要考虑系统抽真空的时间(系统的大小) ,系统 的泄漏量和不凝气的量。 ★ hcwang12345:我认为:楼主不应这样算,也不应从气相口抽,应改为从冷凝器底部抽, 线t 的冷凝水,直接通过真空泵抽走,不凝气及其他气体也一并抽, 。 你的线 度,应没有问题,选择水环式真空泵,型号应考虑你的不凝 气气量。 ★ LXC6_0:真空的设计与选择与工艺、公用工程、设备或系统的密闭情况有关,精确计 算目前难度较大,建议根据化工工艺设计手册进行初选,结合生产现场公用工程,适当 留些余地。另,真空系统的条件一定要确认,如抽气量,需要达到的压力,以何处为准 等 ★ STCJM:查找一下在 40 度,8kpa 状态下,水蒸气的饱和蒸汽压,然后就可以计算了。 ★ Huziyi315:请问水的饱和蒸汽压在这里有什么用,我查到了 40 度水的饱和蒸汽压 7.3766kpa,这与真空泵的选择有关系吗?如果换热面积以及冷量足够,水蒸气不就全都 冷凝下来了吗。我想真空泵肯定会抽走一些水汽,但到底多少如何计算呢,不可能是饱 和蒸汽压所占的比例吧。 ★ zpg:给楼主一个实例,几年前审核设计院的方案时最终确定的系统图,为一干燥主系 统配套,水量恰好和楼主的一样,可以看到系统图中使用了冷冻水进行过冷,仅使用冷 却水降至~40℃时,仅能冷凝下~300 kg/h 水,必须使用低温冷冻水进行过冷,过冷器中 将~1160 kg/h 水冷凝下来,否则真空泵功率将很大。冷水机组的效率毕竟要远远高于真 空泵,大型冷水机组的 COP 值一般在 5~6 之间。最终的线 kW。两台冷凝器线 Pa,对于真空度较高的系统,这个压力降 很是考究换热器厂家的水准,楼主“线 kPa”的数据是错误的,应为“绝压 8 kPa”, 线 kPa ( 大 气 压 100 kPa ) , 别 搞 混 淆 了 。 ★ rjb119:典型的 250 设计,反正是业主出钱。用喷淋冷凝器不就可以了吗? ★ zpg:喷淋被业主否决了,真空抽气中含有一些杂质,含量极微,总量业主未分析,但 是理由是“累计下来还是会污染冷冻水”,故而否决,但也不能说设计院做的是 250 设计 吧,呵呵。 。 ★ huziyi315:不明白为何要进行深冷,为何冷凝器会只冷下来那么点的水,而大部分靠深 冷器冷凝,这水量又是如何计算的呢,请高手给与解答 ★ rjb119:主要是 360KG/H 的空气是如何得来的。最终进线%,为 了减少进气量, 只有降低温度。 但气液平衡计算数据可能有些问题, 按图中的工艺参数, 第一级就可能冷下 900 多公斤水。 ★ STCJM:简单点,就以该温度下的饱和蒸汽压为计算依据,计算该温度下饱和蒸汽中 的水蒸汽量。 ★ zpg:这是很基础的计算,水量计算按水的饱和蒸汽压计算即可。 查阅了一下当时的技术文档,拿物流号 2 举例: 物流号 2—T=39.44℃,P=8.5 kPa(A), T=39.44℃时,水的饱和蒸汽压 Ps=7.1668 kPa,所以气液分离器上方处气相中水的分率 为 7.1668/8.5=84.315%,空气占 15.685%; T=39.44℃,P=8.5 kPa(A), ,空气密度 0.09472 kg/m3(按理想气体),水蒸气密度 0.05892 kg/m3(按理想气体) 空 气 流 量 360 kg/h , 空 气 体 积 流 量 =360/0.09472=3800 m3/h , 总 体 积 流 量 =3800/15.685%=24231 m3/h, 水蒸气体积流量=24231x84.315%=20431 m3/h,质量流量=20431x0.05892=1204 kg/h 总水量 1500 kg/h,所以水冷器只能将 1500-1204=296 kg/h 的水冷却下来,楼主可以自己 核算一下,如果按 40℃计算,你只能冷却下来~18 kg/h 的水,此时水冷器几乎就没有用 了,直接上冷冻水吧。 。 较高真空度的系统,尤其不要小看这小小的 0.56℃的温差,由于你的总压只有 8.5 kPa, 因此些微温度差别导致的饱和蒸汽压变化带来的影响非常大!40℃时水的饱和蒸汽压是 7.38443 kPa,楼主请仔细检查你的数据,11 楼的“我查到了 40 度水的饱和蒸汽压 7.3766kpa”,这个数据有误差,高真空下饱和蒸汽压计算务虚准确。。 。。很多高真空系统 真空泵设计不合理,很大程度是计算不够精确引起的,好在是水,水的蒸汽压是很容易 计算准确地。 这是手算的结果,你用模拟软件算也应大致差不多,建议 16 楼朋友仔细核算一下,注 意小数点和数据的准确性,不应使用 9 kPa 计算组成。如果按你的 900 kg/h 的水被冷凝 下来,气体中剩余的水~600 kg/h 只能和 180 kg/h 的空气量达成平衡,即空气 84.315%, 水蒸气 15.685%的体积分率,设计院的数据也不是手算的,应该是 aspen 吧。 。 360 kg/h 的空气泄漏量即 0.1 kg/s,这个泄漏量是不大的,应该是根据系统容积确定的泄 漏量,设计数据还是可信的。 ★ rjb119:是物理性质选择导致的差别,刚才使用的 PENG-ROB,改成 IDEAL 与你手算 的相差不大。问题的关键是不凝气的量要准确。假如是 36 而不是 360,则第一级可冷 1.3 吨下来(360 是 310kg) 。 ★ rjb119: 这个问题还比较有意义。 我用 aspen 按图模拟了一下, 第二级换热量为 805KW, 假定能效比为 3,则为 270kw,真空泵我按压缩机(多变效率取 70%)来模拟(查水环样 本应该更准) ,则真空泵功率(水环应该低很多)60KW,两者相加 330KW。假如直接从 第一级抽,线KW。因此到底是直接抽,还是深冷经济,值得探讨,对于 大系统,更有意义。 ★ zpg:真知灼见也! 当初记得讨论这个方案时,很多与会者对 360 kg/h 的空气泄漏量提出是否准确的疑问, 这个数据据回忆是当时根据业主几个系统实测的数据的均值,因为系统容积都差不多, 真空泵的功率、型号也有参照,所以还是比较符合实际的。 对于大系统,本人自己做过核算,基本结论是只要是间接冷却的闭式系统,系统越大, 越宜使用冷水机组,而不宜直接抽,原因很简单,真空下气体体积流量过大,理论能耗 PVln(P1/P2)就很高,由于压缩比高达 12.5,单级真空泵无法做到,大型真空泵(大功率、 大抽量、高真空)的效率实在无法让人接受,甚至是根本无法制造,水环效率~40%,这 玩意儿还抽不到楼主要求的线%甚至更低,因此都 差强人意,远远比不上冷水机组 COP 较高带来的高效率,当时业主选择的大型进口冷 水机组的 COP 很高,达 5.6,也就是说花 1 度电,制得了 6 度电的冷量,直接抽无论如 何是无法和之相比的。因此装置越大,直接抽越不经济,几年前甚至是没法做到的。非 要做到的话,那就是几十台真空泵摆兵马俑了。 。 ★ ★ ★ ★ ★ 近年来在造纸行业广泛使用的大型透平线 rpm,单机轴功率可达 1500 kW 甚至更大,设计点效率高达 87%,但透平线 kPa 的真空度, 在楼主这个系统也无法实现。 没做过这么高效的真空泵的核算,但和使用冷水机组还是没得比的。 。 huziyi315:想请问一下: 假若有两台真空设备,第一台,需要线kpa(绝压) ,第二台需要线kpa (绝压) ,现在选择一台线kpa,能否实现不同的真空度呢?我听人说, 只要控制每台真空设备后面的冷凝器就行了,分别冷凝到各自真空度对应的温度就行 了,不知道这种说法正确吗。 rjb119:小系统可以,通过阀门控制.控制冷凝温度的实质是增加抽气量,使系统压损达 到 7KPA,不可取。大系统可能就得考虑能耗了,应该分设。总之需要计算, rjb119:相平衡算出来的。你应该测量,当然如果蒸汽很纯,温度就不太重要了,因为 与潜热相比,显热都可以忽略不计了。 rjb119:更正一下,不是算出来了,而是根据实际情况提出来的,处于过热状态。 zpg:根据真空度对应饱和水温度???你这里只有水蒸气,没有液态的水啊,120 度就 120 度,管子和设备里的水蒸气既不节流,也不对外做功,与外界无热交换(保温良好, 无换热器) ,凭啥人家降温啊?? 你在常压下只能见到温度不足 100℃的过冷水,你喝的就是,不可能见到超过 100℃的 过热水,常压下你同样只能见到温度超过 100℃的过热水蒸气,厨房里高压锅炸了瞬间 烫伤人的就是,不可能见到 80℃的过冷水蒸汽,气体允许过热,液体允许过冷,你把体 系压力定在 7.38kPa 的绝压(40℃水的饱和蒸汽压),情形是一样的啊,此时对于水蒸气, 温度可以超过 40℃,甚至 1000℃都行,对于水,最高只能到 40℃,可以有 20、30℃的 水。。 。。 我上传的流程图中的冷凝器和过冷器之所以可以用饱和温度进行计算,就是因为设备中 既有水蒸气,也有冷凝水,达到了平衡态,你的膜蒸馏系统已经是过热态了,水蒸气都 120℃了,和咱常压下遇到的空气都是一样的,属于“过热空气”,想想空气的常压沸点 是多少??零下 194℃哦,常压 20℃的空气系统你抽线℃),系统里 的空气温度会降多少??你这里的水蒸气才过热了 80 度。。 。。除非你用冷却器,否则水 蒸气温度不会降。 。 楼主想搞工艺设计,建议把基本功先夯扎实,扎实的基本功会让你如虎添翼。。 。 ★ rjb119:以前渗透蒸发、蒸汽渗透算是高新技术,看来现在应用多起来了。若仅仅将蒸 汽跨膜的过程模拟为节流膨胀,是可以算出降温幅度。是过热蒸汽,而不是饱和蒸汽。 ★ rjb119:根据真空度对应饱和水温度???你这里只有水蒸气,没有液态的水啊,120 度就 120 度,管子和设备里的水蒸气既不节流,也不对外做功,与外界无热交换(保温 良好,无换热器) ,凭啥人家降温啊??; O: F8 U8 d0 Y 有跨膜压差,会有节流效应。 2