Вакуумсоздающие системы и эжекторы GEA Wiegand, Германия

Струйные вакуумные насосы GEA предназначены для создания и поддержания вакуума в выпарных установках, сушилках, в установках дистилляции и ректификации, при сушке вымораживанием, поликонденсации, дегазации и дезодорировании. Оборудование такого типа состоит в основном из комбинации холодильников-конденсаторов со струйными насосами и с другими вакуумными насосами, например жидкостно-кольцевыми.

Принцип работы пароструйного насоса: 

Струйные насосы используют разность давления рабочего вещества для создания вакуума. В рабочей форсунке создается струя с высокой скоростью, которая при низком давлении на всасывании захватывает откачиваемое вещество и ускоряет его движение. В смесительном сопле и диффузоре давление смеси увеличивается за счёт трансформации кинетической энергии.

 Струйные насосы имеют три соединительных патрубка:
- для рабочего вещества с максимальным давлением;
- для откачиваемого вещества с минимальным давлением;
- для выхода смеси из рабочего и откачиваемого вещества со средним давлением.

Струйные насосы создают при достаточно высоком коэффициенте расширения на одной ступени коэффициент сжатия до 20. Чем выше коэффициент расширения, тем меньше требуется рабочей среды. Чем выше коэффициент сжатия, тем выше потребность в рабочей среде. Обычно многоступенчатые струйные вакуумные насосы используются при давлении на всасе < 100 мбар.

Для оптимизации использования энергии между двумя ступенями конденсируют рабочую среду и, соответственно, конденсируемые вещества. Давление конденсации зависит от температуры охлаждающей среды и характеристик рабочей среды. Если в качестве рабочей среды используется водяной пар и охлаждающая вода при температуре 25° C, это давление составляет около 60 мбар. В качестве промежуточных холодильников-конденсаторов преимущественно используются конденсаторы поверхностного типа для того, чтобы избежать загрязнения охлаждающей воды компонентами откачиваемой среды.

Преимущества струйных вакуумных насосов GEA:
- простая конструкция;
- эксплуатационная надежность;
- незначительный износ и потребность в техобслуживании;
- стойкость против коррозии при выборе подходящихматериалов;
- исполнение из любого материала, применяемого ваппаратостроении;
- диапазон расходов на всасе от 10 м3/ч до 2 000 000 м3/ч;
- подходят для создания вакуума до 0,01 мбар (абс.);
- работа с водяным паром или парами других жидкостей с избыточным давлением;
- могут комбинироваться с механическими вакуумными насосами.

Типы вакуумсоздающих систем, производимых компанией GEA:

Одноступенчатый пароструйный вакуумный насос (рис.1) работающий при давлении всасывания от 100 мбар (абс) производит сжатие газовой смеси на выходе до атмосферного давления.
Коэффициент степени сжатия p/p0 находится в пределах p/p0 ≤ 10.
Основное предназначение: предварительное вакуумирование аппаратов.

Двухступенчатый пароструйный вакуумный насос (рис.2) без промежуточного конденсатора работающий при давлении всасывания от 40 мбар (абс) производит сжатие газовой смеси на выходе до атмосферного давления.

Основное предназначение: 2-х ступенчатое предварительное вакуумирование аппаратов при малых расходах по откачиваемому потоку.
Двухступенчатый пароструйный вакуумный насос с промежуточным конденсатором I (конденсатор смешения) (рис.3) работающий при давлении всасывания от 40 мбар (абс). Используется в основном для предварительного вакуумирования конденсаторов при низком содержании воздуха в откачиваемом потоке.

Трехступенчатый пароструйный вакуумный насос с двумя промежуточными конденсаторами (I, II) (рис.4), работающий при давлении всасывания от 10 мбар (абс).
Данный насос потребляет меньшее количество воды и пара по сравнению с 2-х ступенчатым насосом с одним промежуточным конденсатором (см. рис.3), рассчитанным на аналогичную производительность.

Четырехступенчатый пароструйный вакуумный насос с тремя промежуточными конденсаторами смешения (I, II, III) (рис.5) обеспечивает давление всасывания от 2 до 10 мбар (абс). Используется для откачивания воздуха, газов и паров в различных технологических процессах, на установках на установках где требуется создание глубокого вакуума.

Четырехступенчатый пароструйный вакуумный насос (рис.6),в качестве предварительных эжекторов используются первые две первые ступени по потоку перед промежуточным конденсатором I. Всего в данной схеме применяется 3 промежуточных конденсатора (I, II, III). Насос рассчитан на работу в диапазоне давлений всасывания от 0,5 до 2 мбар (абс.), при среднем расходе до 1000 - 2000 кг/ч.
Основное назначение: создание вакуума для установок в производстве синтетических волокон - конденсация полиэстера; вакуумная дистилляция, деаэрация, вакуумная сушка, дегазация стали.
Использование комбинации многоступенчатых пароструйных наосов с водокольцевыми вакуумными насосами имеет эксплуатационные преимущества по сравнению с обычной схемой пароструйных насосов, если не предъявляется специальных требований к материалам насосов.

Пятиступенчатый пароструйный вакуумный насос с реализацией предварительного 3-х ступенчатого эжектирования для давления всасывая от 0,01 мбар (абс) (рис.7).
Область применения то же что и для системы обозначенной на Рис. 6.
В зависимости от производительности по расходу откачиваемой паро-газовой смеси, воднокольцевые вакуумные насосы могут применяться в диапазоне давлений от 60 до приблизительно 200 мбар (абс) для откачивания воздуха и предварительного вакуумирования перед 1-ым и 2-ым предварительными конденсаторами (см. Рис. 3 – 7)

Система конденсации с конденсаторами смешения и станцией деаэрации для конденсации паров (рис.8), предпочтительно в пределах давлений от 30 до 200 мбар (абс).
Система может применяться расходе откачиваемой парогазовой смеси до 1000 - 2000 кг/ч пара.
Основное назначение: выпарные установки.

Система конденсации с поверхностными конденсаторами и станцией деаэрации для конденсации паров (рис.9), предпочтительно в пределах давлений от 40 до 200 мбар (абс).
Для деаэрации 1-го и 2-го конденсатора вместо пароструйного насоса может быть использован воднокольцевой вакуумный насос (см. рис.11).
Основное назначение: в качестве конденсаторов отработанного пара турбин, для установок дистилляции в случаях, когда смешение сред неприемлемо – вторичные процессы нефтепереработки.

Трехступенчатая пароструйная вакуумсоздающая система с конденсаторами поверхностного типа (рис.10) работающие при давлении откачивания от 5 мбар (абс) и любом расходе парогазовой смеси.
Область применения: вакуумная дистилляция, создание вакуума в емкостных аппаратах, реакторах.

Трехступенчатая пароструйная вакуумсоздающая система с воднокольцевым вакуумным насосом и конденсатором поверхностного типа (рис.11), с независимым охлаждением рабочей жидкости, циркулирующей через воднокольцевой вакуумный насос. В зависимости от числа ступеней предварительного эжектирования, система работает в диапазоне давлений от 0,5 до 40 мбар (абс) при любом расходе парогазовой смеси.


Одно - или многоступенчатая пароструйная вакуумсоздающая система с воднокольцевым вакуумным насосом и конденсатором поверхностного типа (рис.11) для работы в диапазоне давлений откачивания от 0,5 до 30 мбар (абс) при низком или среднем значении расхода парогазовой смеси на входе в систему (см. также рис. 11)

Многоступенчатая пароструйная вакуумсоздающая система с поверхностным конденсатором и периодическим отведением конденсата в отдельный конденсатный бак через конденсатоотводчик (рис.12).
Используется для работы в диапазоне давлений откачивания от 0,1 до 10 мбар (абс).