往復(fù)式真空泵運(yùn)行優(yōu)化及技改討論

張連飛

（安陽化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 安陽 455000）

當(dāng)前分離工業(yè)氣體的需求在逐漸增加，同時(shí)在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，很多企業(yè)將變壓吸附分離技術(shù)應(yīng)用在工作中，正是這種大型化的變壓裝置，為企業(yè)提供了連續(xù)生產(chǎn)的可能。在實(shí)際操作的過程中，通過抽真空法的方式快速溶解吸附劑已經(jīng)成為常見的方式之一，所以需要將大功率的往復(fù)式真空泵應(yīng)用在PSA制氣裝置中。但是，在往復(fù)式真空泵實(shí)際運(yùn)行的過程中，其存在很多不良的運(yùn)行狀態(tài)需要進(jìn)行優(yōu)化。

1 往復(fù)式真空泵的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)

1.1 運(yùn)行溫度較高

在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，由于抽空階段的差異，使得往復(fù)式真空泵的運(yùn)行狀態(tài)同樣存在明顯的不同。具體而言，在抽空一、抽空二以及抽空三的環(huán)節(jié)中，往復(fù)式真空泵實(shí)際運(yùn)行的溫度在不斷升高。如果運(yùn)行環(huán)境溫度在5℃至20℃之間時(shí)，那么往復(fù)式真空泵一段氣閥的溫度將會達(dá)到80℃至90℃；而在二段時(shí)，往復(fù)式真空泵氣閥的溫度在100℃至120℃之間；運(yùn)行到三段時(shí)，往復(fù)式真空泵氣閥的溫度將高達(dá)130℃至150℃。由此能夠發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式真空泵在運(yùn)行的過程中，出口氣閥總體的溫度相對較高。

當(dāng)往復(fù)式真空泵運(yùn)行所處的環(huán)境溫度在20℃至35℃之間時(shí)，那么其排氣的實(shí)際溫度將會比其高出10℃至20℃左右，基本上會平均上升20℃。如果往復(fù)式真空泵的排氣溫度為130℃，那么在其運(yùn)行的過程中，將會由于抽空二階段溫度高、抽空三階段的氣閥多等因素，而對往復(fù)式真空泵的運(yùn)行產(chǎn)生不良影響，所以只有往復(fù)式真空泵運(yùn)行中溫度較高的問題消除，才能夠提高生產(chǎn)的安全程度。

1.2 皮帶打滑與磨損

某工廠在其日常的生產(chǎn)過程中，將往復(fù)式真空泵應(yīng)用在實(shí)際工作中，在工業(yè)氣體分離的過程中，取得優(yōu)異的效果。但是，在往復(fù)式真空泵的運(yùn)行期間，其自身的電機(jī)常常會發(fā)生電機(jī)溫度逐漸升高等問題。正是在這樣的環(huán)境之中，皮帶的硬度就會降低，從而會產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，影響往復(fù)式真空泵運(yùn)行的效果。另外，由于皮帶在高溫的環(huán)境中運(yùn)行，就會發(fā)生快速磨損的問題，一旦在運(yùn)行的過程中發(fā)生斷裂，就會影響工業(yè)氣體分離的效果，甚至?xí)l(fā)生安全事故，同時(shí)降低往復(fù)式真空泵運(yùn)行的效率，增加設(shè)備的維護(hù)成本。因此，為了能夠解決皮帶在運(yùn)行中所發(fā)生的問題，保證往復(fù)式真空泵能夠充分發(fā)揮其作用，就需要及時(shí)采用恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行優(yōu)化與技改。

2 往復(fù)式真空泵運(yùn)行的優(yōu)化技改

2.1 解決氣閥與泵體超溫問題

（1）工作負(fù)荷。結(jié)合往復(fù)式真空泵在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的溫度及其變化情況，基本上超溫現(xiàn)場常常發(fā)生在抽空的三階段中。此時(shí)，往復(fù)式真空泵進(jìn)口的真空壓力在-0.05～0.075MPa之間，而出口的壓力則處于0.008～0.02MPa之間。在本組往復(fù)式真空泵的實(shí)際運(yùn)行中，其最高的壓縮比值等于4.8，而平均的壓縮值則為3.04。在抽空二階段時(shí)，該工序所產(chǎn)生的最高壓縮比值等于2.16，而其平均的壓縮比值則等于1.75。將二者進(jìn)行比較能夠得出，往復(fù)式真空泵運(yùn)行的兩個(gè)工序中，壓縮比之間具有較大的差距，而其所產(chǎn)生的熱量則為處于正常狀態(tài)，然而發(fā)熱量與工作時(shí)間長短之間具有一定的關(guān)系。

解決對策：為了能夠避免往復(fù)式真空泵長期出于超高溫的運(yùn)行狀態(tài)，就需要對抽空的三個(gè)不同階段進(jìn)行更加合理、科學(xué)的計(jì)劃，從而控制三者的具體時(shí)間，也就是說需要定期進(jìn)行倒泵、換泵等相關(guān)的工序，同時(shí)還包括其他相關(guān)的工作，保證真空泵能夠按時(shí)輪換，提高往復(fù)式真空泵運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，對各個(gè)工序中降壓程度進(jìn)行調(diào)整、分配，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，需要優(yōu)化往復(fù)式真空泵三個(gè)抽空階段的真空度，以此來實(shí)現(xiàn)控制氣閥溫度的目的。

（2）氣閥故障。經(jīng)過長期的使用之后，往復(fù)式真空泵氣閥中的彈簧性能就會逐漸下降，從而會發(fā)生漏氣、閉合不嚴(yán)等現(xiàn)象，增加其自身的溫度。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況能夠發(fā)現(xiàn)，通常為氣閥所配備的彈簧件質(zhì)量不佳，而氣閥超溫基本上集中在中間的位置，而該位置處沒有冷卻水，所以溫度就會居高不下，加之彈簧不具有耐高溫的性能，因此影響整個(gè)氣閥的實(shí)際運(yùn)行。

解決對策：對往復(fù)式真空泵氣閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，更換性能更加的彈簧備件，同時(shí)結(jié)合往復(fù)式真空泵運(yùn)行的實(shí)際需求，對其彈簧的具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在不影響活塞運(yùn)動的前提下，延長彈簧的使用周期。同時(shí)，重視日常的維護(hù)檢修工作，及時(shí)檢修、更換溫度異常的氣閥，從而保證氣閥能夠一直處于穩(wěn)定的狀態(tài)，降低超溫現(xiàn)象的發(fā)生頻次。

（3）設(shè)計(jì)缺陷。通常情況下，往復(fù)式真空泵會采用分體式的密封片，這樣的現(xiàn)象就會增加影響程度的一致性，基本上中間環(huán)泄漏的問題較為明顯。結(jié)合通氣道的設(shè)計(jì)原理，中心密封片所占的比例最大，同時(shí)需要承擔(dān)較高的工作負(fù)荷，所以整個(gè)密封片的負(fù)荷就會呈現(xiàn)不均勻的狀態(tài)，不僅會影響氣閥的壽命，還會成為往復(fù)式真空泵故障的“集中地”。

解決對策：對往復(fù)式真空泵中密封片的材質(zhì)進(jìn)行更換，盡可能選擇具有較高耐磨性的氣閥，從而增加設(shè)備的使用壽命，避免由于磨損問題而導(dǎo)致氣閥超溫等不良問題。另外，工作人員需要需對往復(fù)式真空泵氣閥的進(jìn)氣通道重新進(jìn)行計(jì)算、試驗(yàn)，對其負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，并采用整體式的密封片，提高負(fù)荷的均勻性。

2.2 解決皮帶所存在的問題

（1）進(jìn)口壓力大。在往復(fù)式真空泵運(yùn)行的過程中，其進(jìn)口的壓力常常發(fā)生變化，所以就會導(dǎo)致負(fù)荷發(fā)生波動，而皮帶的張緊度就會發(fā)生周期性變化，因此就會發(fā)生打滑、磨損等問題。

解決對策：對工藝進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，并重新分配抽空一、抽空二、抽空三階段吸附壓力、真空泵臺數(shù)等，使往復(fù)式真空泵的三個(gè)不同階段的工序的變化更均勻，從而縮小電流自身的波動范圍。除此之外，在操作方式方面，往復(fù)式真空泵運(yùn)行、開車的過程中，需要將出口的壓力控制在相對較低的水平中，從而避免在啟動的過程中發(fā)生過載現(xiàn)象。同時(shí)，對抽空各個(gè)工序的壓力進(jìn)行全面調(diào)整，以此來降低壓力波動所產(chǎn)生的振幅。

（2）溫度升高。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行以后，皮帶的溫度就會不斷提高，此時(shí)溫度下降、彈性增加，特別是在夏季期間，皮帶常常會發(fā)生變形問題。由于負(fù)荷會不斷的進(jìn)行交替變化，當(dāng)其達(dá)到特定的程度時(shí)，皮帶的包角就會小于主動輪皮帶的滑動弧，此時(shí)如果皮帶的拉力為最大，那么就會發(fā)生打滑、磨損問題。

解決措施：結(jié)合傳動的實(shí)際需求，對皮帶的張緊度進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行以后，對其張緊度再進(jìn)行調(diào)整，從而保證其能夠長時(shí)間處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，為了能夠降低皮帶的磨損程度，就需要通過皮帶油對其定期的維護(hù)、保養(yǎng)，從而最大程度的避免皮帶發(fā)生打滑的現(xiàn)象。

（3）操作不規(guī)范。在對往復(fù)式真空泵進(jìn)行操作的過程中，常常會受多種因素的影響而發(fā)生操作不規(guī)范的現(xiàn)象。結(jié)合往復(fù)式真空泵在運(yùn)行中的實(shí)際情況，在開車時(shí)或者真空泵的后續(xù)設(shè)備發(fā)生波動，那么真空泵的所承受的壓力就會不斷增加，降低皮帶所承受負(fù)荷的均勻性，因此會對皮帶產(chǎn)生不同程度的磨損。

解決措施：為了保證往復(fù)式真空泵能夠穩(wěn)定運(yùn)行，減少皮帶的磨損，就需要提高操作規(guī)程的規(guī)范程度，降低開車之前往復(fù)式真空泵出口的壓力。同時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)后續(xù)設(shè)備存在故障，就應(yīng)該第一時(shí)間將放空閥打開，從而控制內(nèi)部的壓力。

（4）質(zhì)量問題。經(jīng)過對往復(fù)式真空泵的檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分皮帶輪的質(zhì)量存在問題，基本歸納為三點(diǎn)：①皮帶輪的表面光滑程度較低；②皮帶輪自身的凹槽水平度低，所以在運(yùn)行中會產(chǎn)生一定的徑向變量；③加工工藝粗糙，凹槽的深度、角度不一致等。

解決對策：首先，在采購設(shè)備的過程中，全面檢查往復(fù)式真空泵各個(gè)部件的質(zhì)量，尤其是皮帶輪；其次，對當(dāng)前的質(zhì)量不佳的皮帶輪進(jìn)行技改，如打磨其粗糙的表面、通過矯正電機(jī)的位置調(diào)整皮帶輪的徑向角度、清除當(dāng)前皮帶槽中的異物，從而最大程度的避免質(zhì)量問題而影響皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。

2 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前往復(fù)式真空泵的運(yùn)行主要存在兩方面問題，因此相關(guān)人員需要通過行之有效的方式進(jìn)行解決。以此為基礎(chǔ)，經(jīng)過優(yōu)化與技改，結(jié)合導(dǎo)致往復(fù)式真空泵運(yùn)行現(xiàn)狀的因素，有效解決了氣閥、泵體運(yùn)行時(shí)所存在的超溫問題，并在根本上緩解了的皮帶容易打滑、磨損快速等現(xiàn)象，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了往復(fù)式真空泵運(yùn)行穩(wěn)定性。為了能夠?qū)ν鶑?fù)式真空泵進(jìn)行優(yōu)化與技改，可以將文中的方式應(yīng)用在實(shí)際工作中。