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    蒸汽喷射器在蒸汽节能系统中的应用

    发布时间:2020年04月22日 来源:河北越吉环保科技有限公司

    蒸汽喷射器在蒸汽节能系统中的应用

    1. 蒸汽喷射器工作机理

    蒸汽喷射器由喷嘴、接受室、混合室和扩压室共四个部分组成,高品位蒸汽称为工作蒸汽PP,低品位蒸汽称为引射蒸汽PH,混合后的蒸汽称为压缩蒸汽PC

    蒸汽喷射器在蒸汽节能系统中的应用

    工作蒸汽在喷嘴内,由于流通截面逐渐变小,工作蒸汽流速逐渐增加,蒸汽的压力势能逐渐转化为动能,压力逐渐降低。当工作蒸汽通过喷嘴后,在喷嘴出口达到极高的速度(超音速),大部分压力势能转化为动能,使蒸汽压力降低到引射蒸汽压力以下,形成局部相对负压,将引射蒸汽抽吸到接受室。两股共轴流体在混合室内进行充分混合和速度与能量均衡,在混合室的出口截面,建立起均匀的速度场和能量场,形成稳定均一的高速度蒸汽流,蒸汽流进入扩压室后,随着流通截面面积的逐渐扩大,蒸汽流速逐渐降低,蒸汽动能逐渐转化为势能,压力逐渐得到恢复,当达到扩压室末端时,压力得到完全恢复,达到工艺所要求的压力,供工业生产中的换热设备使用。

    在蒸汽喷射器工作的过程中,工作流体进行的是降压增熵过程,引射蒸汽进行的是增压升㶲过程。根据质量守恒定律,压缩蒸汽的质量流量GC等于工作蒸汽质量流量GP和引射蒸汽质量流量GH的和,即:

    GC = GP + GH

    一般情况下工作蒸汽对引射蒸汽的引射能力用引射系数u表示,

    u = GH/GP

    蒸汽喷射器的引射系数越大,说明工作蒸汽回收引射蒸汽的能力越强,说明蒸汽能量从质量上的利用越充分。

    2. 蒸汽喷射器在蒸汽节能系统应用的基本流程

    基本的蒸汽喷射器供热系统由蒸汽喷射器、扩容闪蒸罐、疏水器、换热器、自动控制系统等组成。

    蒸汽喷射器在蒸汽节能系统中的应用

    以下以典型实例详细说明。某石油化工企业工艺废水的蒸发工序,采用多效蒸发,以酸碱中和后的工艺废水为原料,将硫酸钠溶液浓度由4%蒸发浓缩到过饱和状态,经过蒸发、降温结晶、搅拌、离心分离和干燥等工序,得到颗粒状固体硫酸钠产品。产品能源消耗中,蒸汽占95%,电力占3.9%,可见对蒸汽进行合理和充分的利用,是实现节能降耗的根本所在。

    蒸发工序中,外来蒸汽参数为P1= 0.88MPa,t1= 180℃,原来采用阀门节流减压方式进行减压,将蒸汽压力减压到P2=0.24MPa,供生产使用。蒸汽节流减压造成很大的能量无效贬值,形成用能质量上的巨大浪费。同时,工序中疏水系统产生大量的低品位废热蒸汽,排放到环境当中,形成了用能数量上的浪费和对环境的污染。采用阀门节流减压,由于阀门内部产生的涡流和摩擦,形成了很大的噪声,严重恶化了生产环境。

    通过采用如下工艺流程,对该蒸发工序进行供热系统改造:

    采用蒸汽喷射器供热系统替代原有的阀门节流减压供热系统,通过喷射器对外网高压蒸汽P1= 0.88MPa,t1= 180℃进行引射式减压,将外网蒸汽作为工作蒸汽,将生产中产生的废热蒸汽和人人体育nba官网二次蒸发气作为引射蒸汽,对引射蒸汽进行废热回收,将低品位的引射蒸汽增压到P2= 0.24MPa,一并供生产使用。蒸汽人人体育nba官网通过专用疏水器排入高效扩容闪蒸罐进行扩容闪蒸,经过闪蒸后的人人体育nba官网通过换热器对物料进行预热,将人人体育nba官网温度降低到60℃左右,再由系统排出。疏水器泄漏的蒸汽和扩容闪蒸产生的二次蒸发气,一并作为引射蒸汽进行回收利用。

    3. 蒸汽喷射器系统的运行及效益

    蒸汽喷射器供热系统全部采用自动化控制技术,各压力、温度、液位等参数的采集均使用相应的变送传感器,控制执行机构为气动或电动调节阀门,控制中心为工控机或可编程控制器(PLC)。系统设定好各个参数后,自动稳定运行。

    蒸汽喷射器废热资源化技术可以实现:

    a. 最大限度的减少蒸汽减压过程中的能量损失,实现蒸汽能量的梯级利用,实现对蒸汽所含㶲值(即对外作功能力)进行合理和充分的使用;

    b. 可以实现对换热后的低品位副产蒸汽和人人体育nba官网系统产生的二次蒸发气进行充分的回收,并回用到工业生产中,实现蒸汽能量在数量上的充分利用,以及在使用方式和部位上的最佳利用;

    c. 可以增加换热设备的排水压差,实现换热设备畅通排出蒸汽人人体育nba官网,充分挖掘换热设备的换热能力,提高换热效果,以利于产品产量和生产率的提高。

    蒸汽喷射器是一种没有运转部件和不需要额外能量输入的热力压缩机,设备运转稳定、可靠、无需专人管理与维护。蒸汽喷射器供热系统具有显著的节能、环保和社会效益,投入运行后可快速回收投资(一般六个月以内),经济效益显著。

    上述实例中,采用蒸汽喷射器供热系统后,显著提高了能量的利用率,排出的人人体育nba官网中的焓值只占供入蒸汽焓值的8.57%,实现了对蒸汽能量从质量上和数量上都进行充分利用的目的。实测蒸汽消耗量下降了21.4%,大大降低了产品的能耗和成本,增强了产品的利润空间和市场竞争能力。同时采用蒸汽喷射器供热系统后,车间噪音降低大大改善了车间生产环境。

    采用蒸汽喷射器供热系统替代原有的阀门节流减压供热系统,还可以促进工业生产中换热设备换热强度的提升,从而达到提高产量和效率的目的。工业生产中换热设备主要依靠蒸汽冷凝前后的压力差来实现人人体育nba官网的排出,通常情况下,这个排水压差比较小,实际生产中容易造成换热器积存人人体育nba官网,导致换热能力和强度下降的问题。采用蒸汽喷射器供热系统后,由于蒸汽喷射器的抽吸作用及专用疏水器的小阻力排水,人人体育nba官网从换热器排到高效扩容闪蒸罐的压力差大大增大,促进了换热器排水的畅通,形成了良性循环,从根本上解决了换热器积存人人体育nba官网的通病,大大提高了换热器的换热能力和换热强度,从而形成了在供热部分提高生产能力和生产效率的可能。