通過異構(gòu)脫蠟裝置抽真空系統(tǒng)改造的實例，介紹了水環(huán)真空泵的工作原理、改造設(shè)計方案和本單位的現(xiàn)場應(yīng)用情況。從應(yīng)用實踐中發(fā)現(xiàn)，采用蒸汽噴射+水環(huán)真空泵組合抽真空工藝，能在達(dá)到同樣抽真空效果的前提下，較常規(guī)全蒸汽抽真空工藝操作費用降低，節(jié)能效果明顯，在環(huán)保方面也有較好的收益。

1、前言

　　異構(gòu)脫蠟裝置分餾部分是利用常減壓塔進行潤滑油產(chǎn)品的分離，異構(gòu)脫蠟裝置分餾系統(tǒng)減壓塔抽真空系統(tǒng)采用三級蒸汽噴射泵抽真空系統(tǒng)。蒸汽噴射泵雖然具有維護工作量小，可靠性高等優(yōu)點，但其缺點在于效率低，受系統(tǒng)蒸汽壓力波動影響較大，蒸汽耗量大，相應(yīng)含硫污水量也較大。

2、水環(huán)真空泵的工作原理

　　水環(huán)真空泵的葉輪在泵殼內(nèi)偏心安裝。啟動前在泵氣缸內(nèi)灌入脫氧水(工作液)。當(dāng)葉輪順時針方向旋轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，將液體甩至泵體壁，葉輪的轉(zhuǎn)動迫使工作液沿泵殼內(nèi)壁形成一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)。此時，會在兩相鄰葉片、葉輪輪轂和液環(huán)內(nèi)表面之間形成一個被工作液密閉的“氣腔”。由于葉輪在泵殼內(nèi)是偏心配置的，所以水環(huán)的內(nèi)表面與葉輪輪轂之間形成一個月牙形空間，它被葉片分成若干容積不等的小室，每個小室的容積隨葉輪轉(zhuǎn)動作周期擴大和縮小，當(dāng)小室容積逐漸擴大，氣體由外界吸入，當(dāng)小室容積逐漸縮小，使原先吸入的氣體被壓縮而排出。這樣，葉輪每轉(zhuǎn)一周，葉片與葉片間的小室容積改變一次。每兩葉片間的液體好像液體活塞一樣往復(fù)運動，連續(xù)不斷地抽吸氣體，達(dá)到抽真空的目的。

3、改造設(shè)計方案

　　3.1、抽真空方案選擇

　　目前，煉油化工行業(yè)生產(chǎn)裝置抽真空設(shè)備一般采用真空泵來達(dá)到抽真空的目的，常見的真空泵簡單分為變?nèi)莘e式真空泵和蒸汽噴射真空泵。

　　噴射真空泵是利用文丘里效應(yīng)的壓力降產(chǎn)生的高速射流把氣體輸送到出口的一種動量傳輸泵。蒸汽噴射器是噴射真空泵的一種，因內(nèi)部沒有運行部件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、壽命長，安裝維護方便、密封性能好、抽氣量大等優(yōu)點，因此蒸汽噴射器被廣泛地應(yīng)用于大型常減壓裝置。目前大慶煉化公司20萬噸/年異構(gòu)脫蠟裝置采用的就是蒸汽抽真空技術(shù)。

　　水環(huán)真空泵屬于變?nèi)莘e式真空泵，是靠裝在泵殼內(nèi)的帶有多葉片的偏心轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，把水拋向泵殼形成與泵殼同心的水環(huán)，水環(huán)與轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期變化從而將氣體吸入、壓縮并排出。它的優(yōu)點是低真空時抽氣量大，可以直接抽吸水蒸氣等可凝性氣體。

　　綜合以上分析，本項目改造采用混合機組，即用水環(huán)真空泵替代二級和三級蒸汽噴射器及冷卻器，構(gòu)成蒸汽—機械混合式抽真空系統(tǒng)，改進后的抽空系統(tǒng)，由于蒸汽噴射泵的背壓降低，將改善泵的運行工況，提高減壓塔操作彈性，降低抽真空系統(tǒng)能耗。

　　3.2、泵組選型

　　水環(huán)真空泵組成套設(shè)備主要由水環(huán)真空泵、電機、排污離心泵、工作液冷卻器、氣液分離罐、控制儀表元件及氣、水管路等組成。由于是改造項目，受現(xiàn)場平面布置的限制，選擇真空泵的工作方式為單臺設(shè)備運行，排污離心泵的工作方式為一開一備。水環(huán)真空泵組主要設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 水環(huán)真空泵操作條件

　　根據(jù)表1中的相關(guān)參數(shù)進行計算比較，采用的水環(huán)真空泵組型號為2BW5 253-0BD2-0P740，配套電機功率75KW，轉(zhuǎn)速740轉(zhuǎn)/分，工作液冷卻器冷卻水用量15m3/h。

　　3.3、工藝流程

　　異構(gòu)脫蠟裝置減壓塔頂油氣先進入預(yù)冷器將大部分蒸汽及油氣冷凝下來，由預(yù)冷器出來的未凝油氣和蒸汽先進入一級蒸汽噴射器再進入一級抽空冷凝器。從一級抽空冷凝器抽出的不凝氣和水蒸汽再依次進入二級蒸汽冷凝器和二級抽空冷凝器中，從二級抽空冷凝器抽出的不凝氣和水蒸汽再依次進入三級蒸汽冷凝器和三級抽空冷凝器中，將大部分水蒸汽冷凝下來，不凝氣引到常壓爐做燃料，冷凝下來的凝結(jié)油和水進入減頂分水罐中進行油水分離。

　　減壓塔頂油氣先進入預(yù)冷器將大部分蒸汽及油氣冷凝下來，由預(yù)冷器出來的未凝油氣和蒸汽先進入一級蒸汽噴射器再進入一級抽空冷凝器。從一級抽空冷凝器抽出的不凝氣和水蒸汽進入水環(huán)真空泵進行抽真空，通過真空泵后的不凝氣引到常壓爐做燃料，冷凝下來的凝結(jié)油和水進入減頂分水罐中進行油水分離。

　　3.4、工藝控制方案

　　(1)氣液分離罐界位控制。當(dāng)氣液分離罐中界位低于設(shè)定值時，補水電磁開關(guān)閥自動打開，補入工作液(脫氧水)。

　　(2)氣液分離罐液位控制。當(dāng)氣液分離罐中液位高于設(shè)定值時，多余的油污溢流到油污腔內(nèi)通過離心泵不斷的輸送到減壓塔頂油水分離罐，具體排出量根據(jù)液位變送器輸出液位信號控制排液調(diào)節(jié)閥的開度來實現(xiàn)。

　　(3)水環(huán)真空泵真空度及氣液分離罐壓力控制。設(shè)置泵氣相出口返入口調(diào)節(jié)閥，以確保真空度的穩(wěn)定及控制氣液分離罐的壓力。

4、應(yīng)用情況

　　投用時間：2012年11月4日

　　投用效果：節(jié)能改造項目主要是對異構(gòu)脫蠟裝置減壓塔頂抽真空系統(tǒng)的改造，增加一臺水環(huán)真空泵，取代原二、三級抽真空器。水環(huán)真空泵投用后，裝置減壓塔頂真空度沒有變化，滿足生產(chǎn)需要，裝置經(jīng)過試驗論證，一級抽真空蒸汽也未投用，由于停用裝置一、二、三級抽真空器，現(xiàn)抽真空系統(tǒng)每小時蒸汽耗量約為0噸，比未投用水環(huán)真空泵前每小時節(jié)約蒸汽使用量1.2噸。

　　投資情況及效益分析：

　　項目投資：114萬元。

　　效益分析：直接經(jīng)濟效益：年可節(jié)約蒸汽9504噸，蒸汽按217元/噸計算，年節(jié)省206.24萬元，由于增加一臺泵，每年用電量約為200000kwh，按每kwh電價為0.68元計算，可得該項目每年的實際經(jīng)濟效益為192.64萬元，投資費用回收期只需0.59年，其長周期運行的經(jīng)濟效益相當(dāng)可觀。

5、結(jié)論

　　水環(huán)真空泵的主要特點是結(jié)構(gòu)上緊湊、運行較平穩(wěn)、節(jié)能性好，。我廠成功的改造了將水環(huán)真空泵組在異構(gòu)脫蠟裝置抽真空系統(tǒng)，改造后的系統(tǒng)穩(wěn)定性明顯增強，抗干擾能力也增加。將蒸汽噴射抽真空和機械抽真空組合抽真空系統(tǒng)充分利用，發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)點，使在同樣抽真空效果的前提下，較常規(guī)全蒸汽抽真空工藝操作費用降低，節(jié)能效益明顯，在環(huán)保方面也有較好的收益，具有良好的應(yīng)用前景。