¿Cuáles son las características de las bombas de vacío de anillo de agua y de los sistemas de extracción de vapor, y en qué tipos de entornos se utilizan cada uno?

La mayor ventaja de la bomba de vacío de anillo de agua es que no consume vapor La mayor desventaja de la inyección de vapor es que consume mucho vapor y tiene una baja eficiencia térmica

Ventajas de la bomba de anillo de agua: estructura simple, no se requiere una alta precisión en su fabricación y es fácil de procesar. De estructura compacta, la bomba tiene una alta velocidad de rotación; por lo general, puede conectarse directamente al motor, sin necesidad de un dispositivo de reducción de velocidad. Por lo tanto, con dimensiones estructurales pequeñas se puede obtener un gran volumen de escape, y el espacio ocupado también es reducido. Los gases comprimidos son, básicamente, isotérmicos; es decir, hay muy poca variación en su temperatura durante el proceso de compresión. Dado que no hay superficies metálicas en fricción dentro de la cámara de la bomba, no es necesario lubricarla, y su desgaste es muy bajo. El sellado entre las piezas móviles y las fijas puede realizarse directamente mediante un sello de agua. Inhalación uniforme, funcionamiento estable y fiable, operación sencilla y mantenimiento fácil. Desventajas: Baja eficiencia, generalmente alrededor del 30%, y en los mejores casos puede llegar al 50%. El nivel de vacío es bajo, y esto se debe no solo a limitaciones estructurales, sino, más importante aún, a la presión de vapor saturada del líquido utilizado en el proceso. Al utilizar agua como líquido de trabajo, la presión máxima que se puede alcanzar es de 2000~4000 Pa. Usando aceite como líquido de trabajo, se puede alcanzar 130 Pa. En resumen, dado que la compresión del gas en las bombas de anillo de agua es isotérmica, es posible extraer gases inflamables y explosivos. Dado que no cuenta con válvulas de escape ni superficies de fricción, es posible extraer gases contaminados con polvo, gases condensables y mezclas de gas y agua. Gracias a estas características destacadas, a pesar de su baja eficiencia, sigue siendo ampliamente utilizado. Antes del arranque en frío de la turbina, al haber una gran cantidad de aire en su interior, si no se realiza un vaciado, se pueden producir los siguientes daños: (1) Durante el arranque, se necesita una gran cantidad de vapor para superar la resistencia por fricción en los cojinetes y la fuerza de inercia del rotor, lo que hace que las palas reciban una mayor presión del vapor. (2) Debido a la presencia de aire en el cilindro, se intensifica la fricción causada por el soplido de las palas largas del último estadio, lo que provoca un aumento de la temperatura de los gases de escape. (3) Debido a la presencia de aire en el condensador, el intercambio térmico entre el vapor y el agua dentro del mismo se ve reducido. Esto provoca un aumento de la temperatura del vapor expulsado, lo que a su vez causa deformaciones en el metal de los cilindros. Además, las conexiones de los tubos de cobre del condensador se relajan, lo que genera fugas de agua. (4) Debido a que el aire no se condensa, aumenta la presión de los gases de escape del turbina, lo que provoca que se activen las válvulas de seguridad del condensador. Por las razones mencionadas, es necesario crear vacío antes de poner en marcha la turbina de condensación. Así es: al arrancar en estado frío, primero se debe crear vacío y luego se aplica el sello del eje. Si primero se coloca el sello del eje y luego se crea vacío, el vapor que alimenta dicho sello entrará directamente en el cilindro, especialmente en los cilindros de baja presión. Esto causará una distribución desigual del calor en el cilindro y en el rotor, así como una gran diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior del cilindro. Esto podría provocar que el rotor se doble por efecto del calor, y que el cilindro adquiera una deformación en forma de arco. Además, si se coloca primero el sello del eje y luego se crea vacío, esto hará que el rotor en esa zona se caliente y se expanda. Cuanto más tiempo pase, mayor será el calentamiento. Esto puede causar que la diferencia de expansión sea excesiva durante el proceso de arranque. Incluso si no se supera ese límite, se verá limitada la velocidad a la que se puede aplicar carga, lo que prolongará el tiempo necesario para que el equipo esté listo para funcionar. En el caso de las unidades que utilizan carbón como combustible, esto aumentará el consumo de combustible adicional. Por lo general, el sello del eje se coloca media hora antes de la puesta en marcha. Además, también sirve para evitar que el sello del eje se active primero, lo que a su vez provocaría la apertura de la puerta de seguridad del cilindro de baja presión.