Vacuum generation banner component

Bơm chân không nào có thể được sử dụng khi xử lý hơi nước?

Khi hơi nước phải được bơm, ngoài các yếu tố áp suất làm việc và tốc độ bơm, một yếu tố xác định thứ ba được thêm vào là áp suất hơi một phần - có thể thay đổi đáng kể trong quá trình xử lý. Yếu tố này là yếu tố quyết định trong việc xác định cách bố trí bơm sẽ được lắp đặt. Về vấn đề này, các bình ngưng là phụ kiện rất quan trọng cho bơm dịch chuyển xoay. Chúng có tốc độ bơm đặc biệt cao khi bơm hơi nước. Trang này đề cập đến việc bơm hơi nước (trường hợp thường gặp nhất). Những cân nhắc này cũng áp dụng tương tự cho các loại hơi không ăn mòn khác.

Bơm hơi nước

Hơi nước thường được loại bỏ bởi các bơm hoạt động với nước hoặc hơi nước làm chất lỏng bơm, ví dụ: bơm vòng nước hoặc bơm phun hơi nước. Tuy nhiên, điều này phụ thuộc đáng kể vào tình huống, vì hiệu quả kinh tế của bơm phun hơi ở áp suất thấp thường kém hơn nhiều so với bơm cơ khí. Để bơm hỗn hợp hơi - khí trong đó phần hơi lớn nhưng phần không khí nhỏ, hơi có thể được bơm bằng các bình ngưng và các khí vĩnh viễn, bằng các bơm cơ tương đối nhỏ hoạt động với dung môi khí.
So sánh lại, bộ bơm gồm bơm Roots, bình ngưng và bơm phụ, có thể vận chuyển 220lbs (100kg)/giờ hơi nước và 39lbs (18kg)/giờ không khí ở áp suất đầu vào 50 mbar, yêu cầu công suất là 4 - 10 kW (tùy thuộc vào lượng không khí liên quan). Một bơm phun hơi có hiệu suất tương tự yêu cầu khoảng 60 kW mà không thay đổi lượng khí liên quan. Đặc biệt thích hợp để bơm hơi nước, bơm dung môi khí và kết hợp bơm dung môi khí, bơm Roots và bình ngưng.

Bơm hơi nước với bơm dung môi khí

Tỷ lệ áp suất hơi riêng phần pv so với áp suất không khí riêng phần pp là yếu tố quyết định trong việc đánh giá sự sắp xếp chính xác của bơm dung môi khí, như được thể hiện trước đó bằng phương trình 2,2 và 2,3. Do đó, nếu dung sai hơi nước của bơm dung môi khí đã biết, có thể thu được các đồ thị cho thấy rõ ràng việc sử dụng chính xác bơm dung môi khí để bơm hơi nước (xem Hình 2,73). Bơm cánh quạt xoay một tầng lớn, nói chung, có nhiệt độ vận hành khoảng (60 đến 80 °C) và do đó dung sai hơi nước khoảng 40-60 mbar. Giá trị này được sử dụng để xác định các vùng hoạt động khác nhau trong Hình 2,73. Ngoài ra, giả định rằng áp suất tại cổng xả của bơm dung môi khí có thể tăng lên tối đa 1330 mbar cho đến khi van xả mở.

Hình 2,73 Các lĩnh vực ứng dụng cho máy bơm khí dung môi và ngưng tụ bơm hơi nước (ow/o GB = không có dung môi khí)

Khu vực A: Bơm cánh quạt xoay một tầng không có cổng nạp dung môi khí.

Ở áp suất hơi bão hòa pS là 419 mbar ở 170°F (77 °C), theo phương trình 2,2, yêu cầu là pv < 0,46 pp, trong đó
pv là áp suất riêng phần hơi nước
pp là áp suất riêng phần của không khí
pv + pp = p tổng áp suất
Yêu cầu này có hiệu lực trong toàn bộ khu vực làm việc của bơm cánh quạt xoay một tầng - do đó, ở tổng áp suất từ 10 -1 đến 1013 mbar

Khu vực B: Bơm cánh quạt xoay một tầng với dung môi khí và ngưng tụ đầu vào.

Ở khu vực này, áp suất hơi nước vượt quá áp suất một phần cho phép tại cổng nạp. Do đó, bơm dung môi khí phải có bộ ngưng tụ được lắp vào cổng nạp, được định mức sao cho áp suất hơi nước một phần tại cổng nạp của bơm cánh quạt xoay không vượt quá giá trị cho phép. Kích thước chính xác của thiết bị ngưng tụ được chọn tùy thuộc vào lượng hơi nước liên quan. Ở dung sai hơi nước 60 mbar, giới hạn dưới của vùng này là

pv > 6O + 0,46 pp mbar

Khu vực C: Bơm cánh quạt xoay một tầng có dung môi khí

Giới hạn dưới của vùng C được đặc trưng bởi giới hạn dưới của vùng làm việc của bơm này. Do đó, nó nằm ở khoảng ptot = 1 mbar. Nếu lượng hơi nước lớn xuất hiện ở khu vực này, thường tiết kiệm hơn khi lắp bình ngưng: 44lbs (20kg) hơi ở 28 mbar tạo ra thể tích khoảng 1000 m3. Không hợp lý khi bơm thể tích này bằng bơm phụ. Vui lòng lưu ý:
Nên luôn lắp bình ngưng tại cổng nạp của bơm nếu hơi nước bão hòa xuất hiện trong một khoảng thời gian đáng kể.

Vì lý do phòng ngừa, nên luôn lắp bơm Roots trước bình ngưng ở áp suất đầu vào thấp để tăng đáng kể khả năng ngưng tụ. Công suất ngưng tụ không chỉ phụ thuộc vào áp suất hơi mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất lạnh. Do đó, ở áp suất hơi thấp, chỉ có thể đạt được hiệu quả ngưng tụ nếu nhiệt độ môi chất lạnh tương ứng thấp. Ví dụ: ở áp suất hơi dưới 6,5 mbar, việc lắp bình ngưng chỉ hợp lý nếu nhiệt độ chất làm lạnh dưới 32°F (0°C). Thông thường ở áp suất thấp, hỗn hợp khí - hơi với hơi nước không bão hòa được bơm (để biết thêm chi tiết, xem trang về bình ngưng. Nói chung, sau đó, có thể phân phối bình ngưng.

Khu vực D: Bơm cánh quạt xoay hai tầng, bơm Roots và bơm phun hơi, luôn theo tổng áp suất liên quan trong quy trình

Một lần nữa, cần lưu ý rằng dung sai hơi nước của bơm dung môi khí hai tầng thường thấp hơn so với dung sai hơi nước của bơm một tầng tương ứng.

Bơm hơi nước với bơm roots

Thông thường, bơm Roots không tiết kiệm như bơm dung môi khí để vận hành liên tục ở áp suất trên 40 mbar. Vận hành bơm Roots với bộ biến tần, do đó giới hạn tốc độ của bơm ở áp suất thô hơn, tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng cụ thể thực sự thuận lợi hơn. Nếu bơm Roots được lắp đặt để bơm hơi, như trong trường hợp bơm dung môi khí, có thể đưa ra biểu đồ bao gồm tất cả các trường hợp có thể xảy ra (xem Hình 2,74).

Areas of application for Roots pumps and condensers pumping water vapor (w/o GB =  without gas ballast)

Hình 2,74 Các lĩnh vực ứng dụng cho bơm Roots và bình ngưng bơm hơi nước (không có GB = không có dung môi khí)

Khu vực A: Bơm Roots với bơm cánh quạt xoay một tầng không có dung môi khí.

Vì chỉ có nén giữa bơm Roots và bơm cánh quạt xoay, điều sau cũng áp dụng ở đây:

pv < 0,46 pp

Yêu cầu này có hiệu lực trên toàn bộ khu vực làm việc của tổ hợp bơm và do đó đối với tổng áp suất từ 10-2 đến 40 mbar (hoặc 1013 mbar đối với bơm Roots có đường bypass hoặc bộ biến tần).

Khu vực B: Một bình ngưng tụ chính, một bơm Roots có đường bypass hoặc bộ biến tần, một bình ngưng tụ trung gian và một bơm dung môi khí.

Sự kết hợp này chỉ tiết kiệm chi phí nếu một lượng lớn hơi nước được bơm liên tục ở áp suất đầu vào trên khoảng 40 mbar. Kích thước của bình ngưng tụ chính phụ thuộc vào lượng hơi liên quan. Bộ ngưng tụ trung gian phải giảm áp suất hơi một phần xuống dưới 60 mbar. Do đó, bơm dung môi khí chỉ nên đủ lớn để ngăn áp suất khí một phần phía sau bình ngưng tụ trung gian vượt quá một giá trị nhất định; ví dụ, nếu tổng áp suất phía sau bơm Roots (mà luôn bằng tổng áp suất phía sau bình ngưng tụ trung gian) là 133 mbar, bơm dung môi khí phải bơm ít nhất ở áp suất khí một phần là 73 mbar, lượng khí được bơm Roots vận chuyển đến đó. Nếu không, nó phải hấp thụ nhiều hơi nước hơn mức có thể dung nạp. Đây là yêu cầu cơ bản: việc sử dụng bơm dung môi khí chỉ khôn ngoan nếu không khí cũng được bơm!

Với bình không rò rỉ lý tưởng, bơm dung môi khí nên được cách ly sau khi đạt được áp suất vận hành yêu cầu và bơm tiếp tục chỉ với bình ngưng tụ. Trang về ngưng tụ giải thích sự kết hợp tốt nhất có thể giữa bơm và ngưng tụ

Khu vực C: Bơm Roots, bình ngưng tụ trung gian và bơm dung môi khí.

Giới hạn dưới của áp suất hơi nước được xác định thông qua tỷ lệ nén của bơm Roots ở áp suất trước, được xác định bởi áp suất hơi bão hòa của nước ngưng tụ. Ngoài ra, ở khu vực này, thiết bị ngưng tụ trung gian phải có khả năng giảm áp suất hơi một phần xuống ít nhất 60 mbar. Sắp xếp đã nêu phù hợp - khi làm mát bình ngưng bằng nước ở nhiệt độ 59°F (15°C) - cho áp suất hơi nước từ khoảng 4 đến 40 mbar.

Khu vực D: Bơm Roots và bơm dung môi khí.

Trong vùng D này, các giới hạn cũng phụ thuộc chủ yếu vào các giai đoạn và tỷ lệ kích thước của bơm. Tuy nhiên, nói chung, sự kết hợp này luôn có thể được sử dụng giữa các giới hạn đã thảo luận trước đó - do đó, giữa 10 -2 và 4 mbar.

Bảng XII Dữ liệu quan trọng (Hình đặc trưng) cho dung môi phổ biến.

Hình 9.19 Sơ đồ pha của nước

Download Software

Kiến thức cơ bản về công nghệ chân không 

Tải eBook "Nguyên tắc cơ bản của công nghệ chân không" của chúng tôi để khám phá những điều cần thiết và quy trình của bơm chân không. 

Tài liệu tham khảo

Biểu tượng chân không

Biểu tượng chân không

Bảng thuật ngữ các biểu tượng thường được sử dụng trong các sơ đồ công nghệ chân không để thể hiện trực quan các loại bơm và các bộ phận trong hệ thống bơm

Đọc thêm tại đây

Bảng thuật ngữ

Bảng thuật ngữ

Tổng quan về các đơn vị đo được sử dụng trong công nghệ chân không và các biểu tượng đại diện cho gì, cũng như các đơn vị tương đương hiện đại của các đơn vị lịch sử

Đọc thêm tại đây

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tham khảo

Tham khảo, nguồn và đọc thêm liên quan đến kiến thức cơ bản về công nghệ chân không

Đọc thêm tại đây

Biểu tượng chân không

Bảng thuật ngữ các biểu tượng thường được sử dụng trong các sơ đồ công nghệ chân không để thể hiện trực quan các loại bơm và các bộ phận trong hệ thống bơm

Đọc thêm tại đây

Bảng thuật ngữ

Tổng quan về các đơn vị đo được sử dụng trong công nghệ chân không và các biểu tượng đại diện cho gì, cũng như các đơn vị tương đương hiện đại của các đơn vị lịch sử

Đọc thêm tại đây

Tài liệu tham khảo

Tham khảo, nguồn và đọc thêm liên quan đến kiến thức cơ bản về công nghệ chân không

Đọc thêm tại đây

Production / People Image Pictures

Hãy cùng trao đổi

Chúng tôi tập trung vào sự gần gũi với khách hàng. Hãy liên hệ với chúng tôi nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào.

Liên hệ với chúng tôi

Loading...