Quais são as características das bombas de vácuo de anel de água e dos sistemas de extração de vapor, e em quais condições eles são adequados para uso?

A maior vantagem da bomba de vácuo de anel de água é que ela não consome vapor! A maior desvantagem do jato de vapor é o consumo excessivo de vapor, além da baixa eficiência térmica!

Vantagens da bomba de anel de água: estrutura simples, baixas exigências de precisão na fabricação e fácil de processar. Estrutura compacta, com alta rotação da bomba; geralmente pode ser conectada diretamente ao motor, sem a necessidade de um dispositivo de redução de velocidade. Portanto, com dimensões estruturais pequenas, é possível obter um grande volume de escape, além de ocupar menos espaço. O gás comprimido é basicamente isotérmico, ou seja, há uma variação muito pequena na temperatura durante o processo de compressão. Como não há superfícies de atrito metálico dentro da câmara da bomba, não é necessário lubrificá-la, e o desgaste é muito pequeno. A vedação entre as peças rotativas e as peças fixas pode ser feita diretamente por meio de um selo aquático. Inalação uniforme, funcionamento estável e confiável, operação simples e manutenção fácil. Desvantagens: baixa eficiência, geralmente em torno de 30%, podendo chegar a 50% em casos melhores. O baixo nível de vácuo se deve não apenas a limitações estruturais, mas, mais importante ainda, à pressão de vapor saturada do líquido em uso. Usando água como líquido de trabalho, a pressão máxima que pode ser alcançada é de 2000 a 4000 Pa. Usando óleo como fluido de trabalho, é possível atingir 130 Pa. Em resumo, como a compressão do gás na bomba de anel de água é isotérmica, é possível extrair gases inflamáveis e explosivos. Como não há válvulas de escape nem superfícies de atrito, é possível extrair gases contaminados com poeira, gases condensáveis e misturas de gás e água. Com essas características marcantes, apesar de sua baixa eficiência, ainda é amplamente utilizado. Antes do arranque a frio da turbina, como existe uma grande quantidade de ar em seu interior, se não for feito um vácuo, isso pode causar os seguintes problemas: (1) É necessário uma grande quantidade de vapor para superar a resistência ao atrito nos rolamentos e a força de inércia do rotor, o que faz com que as pás sejam submetidas a maiores forças de impacto do vapor. (2) Devido à presença de ar no interior do cilindro, o atrito causado pelo movimento das pás aumenta, o que faz com que a temperatura dos gases de escape suba. (3) Devido à presença de ar no condensador, a troca de calor entre o vapor e a água dentro do condensador é reduzida. Isso faz com que a temperatura do vapor expelido aumente, o que por sua vez causa deformação no metal dos cilindros. Além disso, as conexões das tubulações de cobre do condensador se afrouxam, o que resulta em vazamentos de água. (4) Como o ar não se condensa, a pressão dos gases de escape da turbina aumenta, o que faz com que as válvulas de segurança do condensador sejam acionadas. Por essas razões, é necessário criar vácuo antes de iniciar a operação da turbina de condensação. É assim: no arranque a frio, é preciso primeiro criar vácuo e, em seguida, aplicar o selo do eixo. Se o selo do eixo for instalado primeiro e só depois for feito o vácuo, o vapor fornecido para o selo do eixo entrará diretamente no cilindro, especialmente no cilindro de baixa pressão. Isso causará um aquecimento desigual do cilindro e do rotor, além de uma grande diferença de temperatura entre os cilindros superior e inferior. Isso pode levar à deformação térmica do rotor e ao aparecimento de uma curvatura no cilindro. Além disso, se o selo do eixo for instalado primeiro e só depois for feito o vácuo, isso fará com que o rotor na área do selo do eixo se aqueça e se expanda. Quanto mais tempo passar, maior será o aquecimento, o que pode causar um excesso de expansão durante o processo de partida. Mesmo que isso não aconteça, a velocidade de aplicação de carga será limitada, o que prolongará o tempo necessário para o aquecimento do equipamento. Em unidades movidas a carvão, isso também aumentará o consumo de combustível adicional. Portanto, geralmente o selo do eixo é instalado meia hora antes da partida. Além disso, isso também serve para evitar que o selo do eixo seja acionado primeiro, o que poderia fazer com que a porta de segurança do cilindro de baixa pressão se abrisse.