离心泵真空引水罐基本原理及选用介绍

　　大家都知道，离心泵通常是使用前要引水灌腔，离心泵禁止空转，操作不当造成空转往往会使离心泵出现故障损坏，为了避免每次灌腔的烦恼，安装配置引水罐很好的解决了每次灌腔引水的烦恼;真空罐(又称负压罐、引水罐)是一种水泵吸水装置, 可使水泵由抽吸式吸水变为自灌式吸水, 简单实用、安全可靠被广泛采用。然而某些实际工程常中出现以下问题：

　　(1) 罐体容积偏小;

　　(2) 忽略了水温对水泵吸水的影响;

　　(3) 与补气式气压罐联用时的必要条件;

　　(4) 水泵选择不合理(吸程偏小)。

　　上述问题都能影响水泵正常运行供水。究其原因，不外乎设计不合理， 对其工作原理不甚清楚，仅凭大概选用, 或忽视了不同情况下的设置条件而致。

　　一、真空引水罐工作原理

　　采用真空引水罐引水，就是在水池和泵之间的吸入管路上安装一个密封的水罐(箱)，在启动水泵之前，注满真空罐(泵内也注满水)。当水泵启动之后，水泵会先抽取真空罐内的水，真空罐内的液位下降，管内形成真空，压力低于水池液面的大气压力，此时水就会沿着吸入管进入真空罐。当水泵的排液和吸入管路的进液达到平衡，真空罐内的液位也就不会再下降，达到稳定工作状态。泵也就达到了额定工作状态，源源不断地将水输送出去。停泵后，排水管内的水回流至真空罐内，完成了启泵前的灌水工作，从而不需要再次罐泵，做到无人看守。

　　二、设置要点

　　1、 带底阀的真空罐引水装置

　　在真空罐吸水管上设底阀时，其容积可减少很多，如果在水泵吸水管和真空罐排气管之间再连接一条吸气管，不仅能减小罐容积，而且能保持水泵长期稳定运行。吸气管的作用是将由水中分离出来的气体及时随水流排走，不会积存于罐内， 这样可长期稳定运行。

　　2、真空罐与气压罐组合给水系统

　　当补气罐及水泵出水管上止回阀以前的管道水容积较小时(小于真空罐容积V2时)停泵后，在补气罐补气过程中，外界空气有可能进入真空罐，破坏了真空度，待下次启泵时不出水。这种情况在实际工程中曾发生过，后将补气罐容积加大而解决。解决方法可适当加大补气罐容积或增加一个浮球式补水箱。

　　3、选泵与水温

　　三、真空引水罐设计原理

　　水泵启动前，真空引水罐内的水应灌至真空引水罐能做到的大存水量，此时罐内部由水+空气两部分构成，液面上方的气体容积为V1。罐内外的压力与大气压力Pa相同。

　　泵启动后，液面下降，达到稳定运行工作后，罐内应存有一定体积量V3的水，而气体之外的罐内空气体积为V1+V2。罐内部的压力为P1，压力小于外界大气压力Pa。

　　真空罐设计选用首先涉及到容积及相关尺寸的确定，其容积由三部分组成：V=V1+V2+V3 (式1)

　　式中:V-真空罐容积(m3);

　　V1-真空罐初次灌满水时罐内空气容积 (m3);

　　V2-罐内空气 压力由Pa降到P1,两水面间容积(m3);

　　V3-保护容积(m3). 注:Pa为本地大气压。

　　根据波义耳定律得知：Pa(Vs+V1)=P1(V1+V2)(式2)

　　由伯努利方程得知：(式3)管内流速 v 可以根据 v=Q/A 求出。

　　hs为真空引水罐前吸入管路部分的损失，可以估算也可以利用方程计算。

　　将式1、2、3联立，得到新的方程就可以求解总容积V了。在新的方程中，我们就剩下了V2、V3为未知量。

　　V1在确定真空引水罐结构的时候可以初步确定。

　　V3为泵稳定运行后的安全小水量，在侧开口接泵进口管的情况可以按如下估算：H3=d+0.2m

　　在底部开口的情况，需要确定低液位高度，并加装预防漩涡产生的装置。此时就初步计算出了V3值。

　　有了这些参数，即可初步确定V，然后再确定结构。结构方面，可以设定：H罐高度/D=1.2～1.8

　　确认了罐的大概高度和直径，然后重新校核之前计算的V1、V3，反复一两次，然后加大余量，就确定了真空引水罐。

　　估算法

　　上述计算方法比较复杂，不适用于快速判定。由于真空引水罐的对小型泵组比较适合，因此采用估算也是可以的。

　　公式：

　　式中： Hs=H+hs

　　在大多数情况下，管路损失hs远小于吸水高度H，因此可以忽略该值。

　　这样方程就成为了：V=Vs×KV

　　KV取值4～6就能满足要求。

　　三、真空引水罐的选用

　　真空罐引水装置在选泵时应注意以下问题：一是正确计算水泵扬程; 二是注意水温。

　　真空罐能使水泵实现自灌式吸水，但这与水池或开式水箱的自灌式吸水条件不同，它是在 负压条件下吸水，所以在确定水泵静扬程时应从水池低设计水位算起，当从真空罐水位算起时，要把罐内的负压值考虑进去。

　　真空罐装置用于循环冷却水或某些水温较高的工业废水(如印染废水)时，要特别注意水温这个条件，以免水泵产生气蚀。当依照流量和扬程选好水泵后，要根据实际水温对水泵的允许吸上真空高度Hs进行修正(Hs是标准状况下水泵的允许吸上真空高度，修正公式略)，使修正后的Hs不得小于PK，否则会产生气蚀，破坏水泵正常工作，这种情况在实际工程中也发生过。

　　真空引水罐,真空引水罐的选择

　　真空引水罐容积大小的选择应当考虑底油的数量和真空泵的抽油速度。以50t轻油罐车为例，若底油高度50mm，每辆油罐车的底油量为250L左右;若底油高度l00mm，底油量可达6807L左右。

　　当油罐车较多，收油任务紧时，若真空引水罐的容积太小，放空次数频繁，影响抽底油速度。接收油船或油驳来油时，由于油舱面积大，底油数量多宜采用较大的 真空引水罐，如lOm3的真空引水罐。 真空引水罐容积还应与所用真空泵相适应。否则，真空罐的容积大而真空泵的排气量小，将真空引水罐内抽至所需真空度的时间过长，影响收油速度。

　　真空引水罐抽吸底油时，当油面高度达到2/3左右时，必须将真空引水罐内的油品放空，然后再重新抽真空。