往復式真空泵運行優化及技改討論

張連飛

（安陽化學工業集團有限責任公司，河南 安陽 455000）

當前分離工業氣體的需求在逐漸增加，同時在科學技術不斷發展的背景下，很多企業將變壓吸附分離技術應用在工作中，正是這種大型化的變壓裝置，為企業提供了連續生產的可能。在實際操作的過程中，通過抽真空法的方式快速溶解吸附劑已經成為常見的方式之一，所以需要將大功率的往復式真空泵應用在PSA制氣裝置中。但是，在往復式真空泵實際運行的過程中，其存在很多不良的運行狀態需要進行優化。

1 往復式真空泵的實際運行狀態

1.1 運行溫度較高

在實際生產的過程中，由于抽空階段的差異，使得往復式真空泵的運行狀態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節中，往復式真空泵實際運行的溫度在不斷升高。如果運行環境溫度在5℃至20℃之間時，那么往復式真空泵一段氣閥的溫度將會達到80℃至90℃；而在二段時，往復式真空泵氣閥的溫度在100℃至120℃之間；運行到三段時，往復式真空泵氣閥的溫度將高達130℃至150℃。由此能夠發現，往復式真空泵在運行的過程中，出口氣閥總體的溫度相對較高。

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

1.2 皮帶打滑與磨損

某工廠在其日常的生產過程中，將往復式真空泵應用在實際工作中，在工業氣體分離的過程中，取得優異的效果。但是，在往復式真空泵的運行期間，其自身的電機常常會發生電機溫度逐漸升高等問題。正是在這樣的環境之中，皮帶的硬度就會降低，從而會產生打滑現象，影響往復式真空泵運行的效果。另外，由于皮帶在高溫的環境中運行，就會發生快速磨損的問題，一旦在運行的過程中發生斷裂，就會影響工業氣體分離的效果，甚至會發生安全事故，同時降低往復式真空泵運行的效率，增加設備的維護成本。因此，為了能夠解決皮帶在運行中所發生的問題，保證往復式真空泵能夠充分發揮其作用，就需要及時采用恰當的方式進行優化與技改。

2 往復式真空泵運行的優化技改

2.1 解決氣閥與泵體超溫問題

（1）工作負荷。結合往復式真空泵在運行過程中所產生的溫度及其變化情況，基本上超溫現場常常發生在抽空的三階段中。此時，往復式真空泵進口的真空壓力在-0.05～0.075MPa之間，而出口的壓力則處于0.008～0.02MPa之間。在本組往復式真空泵的實際運行中，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，該工序所產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。將二者進行比較能夠得出，往復式真空泵運行的兩個工序中，壓縮比之間具有較大的差距，而其所產生的熱量則為處于正常狀態，然而發熱量與工作時間長短之間具有一定的關系。

解決對策：為了能夠避免往復式真空泵長期出于超高溫的運行狀態，就需要對抽空的三個不同階段進行更加合理、科學的計劃，從而控制三者的具體時間，也就是說需要定期進行倒泵、換泵等相關的工序，同時還包括其他相關的工作，保證真空泵能夠按時輪換，提高往復式真空泵運行的穩定性。另外，對各個工序中降壓程度進行調整、分配，在保證產品質量的同時，需要優化往復式真空泵三個抽空階段的真空度，以此來實現控制氣閥溫度的目的。

（2）氣閥故障。經過長期的使用之后，往復式真空泵氣閥中的彈簧性能就會逐漸下降，從而會發生漏氣、閉合不嚴等現象，增加其自身的溫度。同時，結合實際情況能夠發現，通常為氣閥所配備的彈簧件質量不佳，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，因此影響整個氣閥的實際運行。

解決對策：對往復式真空泵氣閥的結構進行優化，更換性能更加的彈簧備件，同時結合往復式真空泵運行的實際需求，對其彈簧的具體參數進行設計，在不影響活塞運動的前提下，延長彈簧的使用周期。同時，重視日常的維護檢修工作，及時檢修、更換溫度異常的氣閥，從而保證氣閥能夠一直處于穩定的狀態，降低超溫現象的發生頻次。

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

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

2.2 解決皮帶所存在的問題

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

解決對策：對工藝進行優化、調整，并重新分配抽空一、抽空二、抽空三階段吸附壓力、真空泵臺數等，使往復式真空泵的三個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，往復式真空泵運行、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生過載現象。同時，對抽空各個工序的壓力進行全面調整，以此來降低壓力波動所產生的振幅。

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

解決措施：結合傳動的實際需求，對皮帶的張緊度進行調整，經過一段時間的運行以后，對其張緊度再進行調整，從而保證其能夠長時間處于穩定的運行狀態。同時，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、保養，從而最大程度的避免皮帶發生打滑的現象。

（3）操作不規范。在對往復式真空泵進行操作的過程中，常常會受多種因素的影響而發生操作不規范的現象。結合往復式真空泵在運行中的實際情況，在開車時或者真空泵的后續設備發生波動，那么真空泵的所承受的壓力就會不斷增加，降低皮帶所承受負荷的均勻性，因此會對皮帶產生不同程度的磨損。

解決措施：為了保證往復式真空泵能夠穩定運行，減少皮帶的磨損，就需要提高操作規程的規范程度，降低開車之前往復式真空泵出口的壓力。同時，如果發現后續設備存在故障，就應該第一時間將放空閥打開，從而控制內部的壓力。

（4）質量問題。經過對往復式真空泵的檢驗，發現部分皮帶輪的質量存在問題，基本歸納為三點：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，所以在運行中會產生一定的徑向變量；③加工工藝粗糙，凹槽的深度、角度不一致等。

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

2 結語

綜上所述，當前往復式真空泵的運行主要存在兩方面問題，因此相關人員需要通過行之有效的方式進行解決。以此為基礎，經過優化與技改，結合導致往復式真空泵運行現狀的因素，有效解決了氣閥、泵體運行時所存在的超溫問題，并在根本上緩解了的皮帶容易打滑、磨損快速等現象，從而進一步增強了往復式真空泵運行穩定性。為了能夠對往復式真空泵進行優化與技改，可以將文中的方式應用在實際工作中。