[科普中國(guó)]-真空引水

真空引水是指利用真空作用將水自低于水泵軸的水位抽吸至超過(guò)泵殼頂部，以至灌滿(mǎn)水泵和吸水管的水泵引水方式。真空引水一般適用于大型水泵吸水管管徑較大，不便于安裝底閥或灌水量過(guò)大引水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況。其優(yōu)點(diǎn)是水泵啟動(dòng)較快，運(yùn)行較為安全可靠。往往可避免自灌充水使泵房結(jié)構(gòu)深入地下的缺點(diǎn)。真空引水可利用真空泵或水射器造成真空條件。

真空引水系統(tǒng)原理真空引水系統(tǒng)是無(wú)底閥液上安裝的泵，利用真空泵輔助引水的系統(tǒng)。真空引水系統(tǒng)分兩部分：一部分是供水泵及管路；一部分是真空泵及輔助管路。真空系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)真空抽吸和真空保持功能，解決水泵啟動(dòng)前的排氣引水工作程序，實(shí)現(xiàn)了供水泵方便、隨時(shí)、快速地啟動(dòng)。

給水泵及輔助管路由進(jìn)水管、給水泵、出水管、機(jī)封沖洗水管組成。泵工作時(shí)，水由進(jìn)水管在給水泵做功的作用下經(jīng)出水管輸送到用戶(hù)。

真空泵及輔助管路由真空罐、真空泵、氣水分離器、水箱、水箱補(bǔ)水管路、控制柜、聯(lián)接管路與儀表閥門(mén)組成。給水泵啟動(dòng)前時(shí)，進(jìn)水管、給水泵及出水管內(nèi)的氣體通過(guò)水泵排氣口抽出，先進(jìn)入真空罐(抽到一定程度會(huì)是水液混合物，水會(huì)留在真空罐中)，再進(jìn)入真空泵中，然后在真空泵的作用下進(jìn)入氣水分離器中，最后排入大氣中。真空罐底有聯(lián)接管與進(jìn)水管相連，構(gòu)成平衡管路，保持真空罐中的真空度。完成引水后，給水泵可以隨時(shí)啟動(dòng)，在運(yùn)行過(guò)程中，真空度低于最低值時(shí)，真空泵啟動(dòng)，將系統(tǒng)的真空度抽至最高值后真空泵停止。真空度的最低值要保證給水泵在任意時(shí)刻啟動(dòng)上水1。

真空引水系統(tǒng)在旋流井中的實(shí)踐單級(jí)雙吸離心泵是鋼鐵企業(yè)應(yīng)用最廣泛的水泵之一，其結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀(guān)，穩(wěn)定性好，便于安裝；運(yùn)行平穩(wěn)，雙吸葉輪使軸向力減小到最低，檢修方便。但是，由旋流井中的水溫度在50℃左右，含有大量的氧化鐵皮，對(duì)水泵的材質(zhì)及密封有較高的要求，水泵零件材質(zhì)必須具有耐磨蝕。并且雙吸泵無(wú)法實(shí)現(xiàn)自吸，在旋流井中幾乎沒(méi)有安裝。真空引水系統(tǒng)，將雙吸泵在旋流井中的應(yīng)用成為可能，但還需要解決以下問(wèn)題。

1.泵關(guān)鍵部件材質(zhì)的選擇

根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)泵體材質(zhì)選擇ZG230-450，葉輪材質(zhì)ZG2Cr13，密封環(huán)選擇2Cr13，軸套選擇2Cr13。保證了關(guān)鍵部件耐磨性，能夠延長(zhǎng)部件的壽命，軸套不銹蝕，延長(zhǎng)機(jī)械密封的壽命。

2.機(jī)械密封沖洗水選擇

泵內(nèi)水與泵外大氣存在著壓差，機(jī)械密封的作用是當(dāng)泵內(nèi)壓力大于大氣壓時(shí)，其防止液體向外泄露，泵內(nèi)壓力小于大氣壓時(shí)，其防止空氣向泵內(nèi)泄露。由于旋流井中水質(zhì)的特點(diǎn)，必須加裝外置潔凈機(jī)封沖洗水，一方面保護(hù)機(jī)封，另一方面保持真空度。因?yàn)殡p吸泵密封腔壓力為負(fù)壓，機(jī)封水壓力不低于0.1MPa即可。

3.真空引水系統(tǒng)運(yùn)行

(1)打開(kāi)真空引水系統(tǒng)管路上的所有手動(dòng)球閥、水箱補(bǔ)水管路上的手動(dòng)球閥。

(2)打開(kāi)機(jī)封沖洗水管路上的手動(dòng)球閥，給機(jī)封供沖洗水。系統(tǒng)投入運(yùn)行后，水泵不管是在運(yùn)行或備用，機(jī)封沖洗水必須常開(kāi)，隨時(shí)可以保證起給水泵。

(3) 把控制柜上的自動(dòng)-停-手動(dòng)調(diào)檔開(kāi)關(guān)調(diào)到自動(dòng)檔位上，真空泵就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，抽進(jìn)水管路、給水泵及出水管路內(nèi)的氣體，當(dāng)液位達(dá)到真空泵停止的液位時(shí)，真空泵就會(huì)自動(dòng)停止；當(dāng)調(diào)到手動(dòng)檔位時(shí)，真空泵就會(huì)啟動(dòng)，當(dāng)真空罐中的水位達(dá)到自動(dòng)檔位停止的水位時(shí)需要手動(dòng)停止真空泵。正常運(yùn)行時(shí)，檔位定在自動(dòng)檔位上，當(dāng)真空罐中的水位達(dá)到啟動(dòng)的低液位時(shí)，真空泵就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，當(dāng)真空罐中的水位達(dá)到停止的高液位時(shí)，真空泵就會(huì)自動(dòng)停止。

(4)根據(jù)運(yùn)行需要，啟泵開(kāi)閥，給水泵投入運(yùn)行2。

效果驗(yàn)證1.真空系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)真空抽吸和真空保持功能，解決水泵啟動(dòng)前的氣引水工作程序，實(shí)現(xiàn)了供水泵方便、隨時(shí)、快速地啟動(dòng)。并在水泵運(yùn)行中隨時(shí)抽吸泵內(nèi)和吸水管內(nèi)逸出空氣的雙重功能，可防止汽蝕的發(fā)生。

2.水泵關(guān)鍵部件材質(zhì)正確的選擇，有效的延長(zhǎng)了水泵的使用壽命，降低故障率，降低維修及備件費(fèi)用。潔凈機(jī)封水的引入，解決了真空泄露問(wèn)題，又有效地延長(zhǎng)了機(jī)械密封的壽命。供水泵的維修周期在2年以上。

3.節(jié)能效果顯著，

改造后，分別降低功率80 kW、88 kW、102 kW。在供水流量略有增加的基礎(chǔ)上，平均節(jié)電率在52.55%。年可節(jié)約電量200kWh以上，半年即可收回投資2。

總結(jié)真空引水系統(tǒng)操作方便快捷，故障率低，維修方便，與無(wú)密封自控自吸泵相比，節(jié)能顯著，真空引水系統(tǒng)在旋流井中成功的應(yīng)用，為旋流井中泵型的選擇提供了一個(gè)新方向3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)