【矿山建设】蒸汽喷射器在蒸汽热力系统及余热利用中的使用与研究.pdf

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鰲汽喷射器在鰲汽热力系统及余热利用中的使用与研究
刘岸
郑州市热力总公可)
摘要本文概括了蒸浣喷射器的工作原理、常见形式及特点,网明了藤汽喷射器在热力系统及废热
利用应用中的经济
关缝词蒸汽喷觚器蒸汽热力统废热利用
蒸汽喷射的应用
蒸汽喷射器是利用高压蒸汽(以后称硬气)吸收并压缩或抽吸低压蒸汽的设备。该设备
不仅广泛地用于制冷及化工系统的抽取真空而且在素汽热力系统中也具极广泛的应用。我
用蒸汽喷射器在电厂热力系统中大量地取代减压器以高压硬气来引射抽汽或背压汽,以
保证供热汽参数的不同要求,总的来讲养活了硬气的消耗量,提髙了系统的总热效率,具有
明显的节能效果。根据系统的结构不同,一般可以节约相应减温减压器对应能量的20
50%。在背压式发电厂热力系统中,可以很好地调节供汽参数,降低背压的压力,提高系统的
总热效率。由于釆用了蒸汽喷射器可以调节供汽压力,较好地满足了用户的要求。在一般热
力系统中,同时可以用蒸汽喷射器可调节蒸汽参数,养涏新汽的利用率,提高系统的热效率
使热能的梯级利用更加?理。对于具有余热资源比较牢富余汽,例如由汽泵排出的余汽,通
过换热器后排出的余汽,由于疏水器不好排出的汽水混合物。这部分余热汽不仅具有大量的
汽化潜热,同时也包括了大量的凝结水,大家都知道凝结水是热力系统中十分可贵的资源
利用菾汽喷射器用少量的硬气则可很好地画收上述余热资源,及余热余汽开压后可以用于
热用户或将凝结水引射至可以回收地点。这样不仅充分地利用了废汽中的大量汽化潜热,同
时也回收了凝结水,经济效益十分显著。总之,蕊汽喷射器不仅用于化工、制冷工程,而且在
各种热力系统中具有十分广泛的用途。由于利用了喷射器可以以少量的硬气取代较多数量
的硬气,使热力系统效率提高。由于用汽量养活对相同热源系统而言,绶和了供汽的紧张局
面,可以更好地保证锅炉运行,供汽数量及质量,エ艺产品的数量与质量也可以得到提高,经
济效益是十分明显的。间时由于回收了废汽及汽水混合物,养活了汽水对大气及水体的污
染,显而易见社会效益也是极为明显的。所以目前国内外都在千方百计地利用蒸汽喷射器
扩大使用范围,改善结枃及性能,完善系统,以求用能系统取得尽可能高的效率,工艺过程尽
可能的完善。
使用蒸汽喷射器改善热力系统的供求平衡,提高热效,改善工艺过程。只要系统设计
合理,充分考虑工艺参数的要求。例如工艺真空度及圧力的要求,为此只要求计算准确,上述
要求是不难达到的;系统内不允许有较多空气等影响传热及产生蚀气体,为此只要保证吸
汽系统的密封性也是不难达到的。故使用该设备的系统不会对工艺系统造成不利影响。
对于可能产生污染的回收蒸汽,一般可用来进行采啜或不怕污染的换热过程。当然也可叮
汽嶠射竪在茶汽热力系统及余熱利用中式硬用写研究
以用表面或换熬器用来加熬热水,以满足生活及工艺等各方面对热水的需求。
2喷射器的工作原理
既然蒸汽喷射器的吊途如此广泛,经济效益与社会效益都十分可观,它是如何工作呢:
遭遇高压的蒸汽经过计算好的拉伐尔暌管,使蒸汽在一定压力的作用下,经过喷管以后其速
度大大地升高,一般情况下都要达到当地超音速。根据伯怒里方程的原理,相应于高速汽流
的气压将会大大地下降,?为两者对应能量之和对每一个断面等于常数(因汽流十分快,已
经来不及与外界进行热交换等)。拉伐尔喷管出的压力可以达到任意所需的真空度及ノ
以使抽吸需要引射的低压汽或空气。因此可以在不影响低压气相应工艺过程的情况~下,顺
利地抽吸低压汽、废气及空气。为了满足工艺对汽的要求,或为了不断顺利地输送汽或空气,
耍求高速汽流低汽根据动量原理充分地进行泥合,然后在扩压器中,面积增加速度下降
丽压力升高至所需要的压力。当扩压以后压力仍不能满足工艺要求,或抽吸真空度不利海足
工艺要求时,可以用两个以上的喷射器串联以求达到以上工艺的要求。喷射器的几何参数例
如拉伐尔喷管的喉径以,混合段的长度、扩压器的长度及扩压角等均与高压汽的压力、温
度、被抽汽(空气)的压カ力、温度以及扩压以后的压力有密切的关系。为了提高唢射器的效果
总想以较少的硬汽引射更多的低压汽《空气),一般低压汽量与硬汽量的比值为该喷射器的
喷射系数。曠射系数愈大利用的废汽或低压汽的数量愈大,系统的效率也较高,但是喷射系
数を,一般情况是与硬汽、废汽及压缩后汽的压力、温度等参数有关的,当然也与喷射的形式
有关,一般c取6.5~3。
工作蒸汽在拉伐尔喷管中流动由于速度极快來不及与外部进行能量交换,故可视为绝
热过程。如果喷射器在喉部发生冲激波时,将会在相应的断面出现压力速度的跳跃式变化
即压力急剧升高,速度急刷下降,这些对于喷射器工作是不利的,故在设计过程中要于方百
计地防止冲激波发生。
图1中:1为工作蒸汽压力,pPo为被抽蒸汽坛为,户2为混合段工作压力,か为排汽压
力。为工作汽膨胀至拉优尔喷管出口的焓值,为工作汽焓与被抽汽的焓差,h为湛合汽
经扩压的焓值,为被抽汽膨胀至合室的焓降
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图]蒸汽喷射器工作原理的T-S图
3蒸汽喷射器的工作特点
(1)系静止设铬,没有易损的运动部件,故可靠性高,一般不需专人管理
2)高压进汽压力变化时其喷射系数、排汽压力均将变化,故要求工作蒸汽稳定,也可