蒸汽噴射泵結(jié)構(gòu)及工作原理

蒸汽噴射泵主要由噴嘴、 接受室、 混合室、 擴壓室等幾部分組成 , 其結(jié)構(gòu)見圖。蒸汽噴射泵的工作原理是高壓蒸汽通過噴嘴時產(chǎn)生高速氣流 , 在噴嘴出口處產(chǎn)生低壓區(qū) , 在此區(qū)域?qū)⒌蛪赫羝?, 高壓蒸汽在膨脹的同時壓縮低壓蒸汽 , 用高壓蒸汽的裕壓提高低壓蒸汽的品位 , 然后通過混合室進行良好混合 , 混合后的蒸汽再通過擴壓室恢復部分壓力 ,達到要求的蒸汽壓力后供給熱用戶使用。根據(jù)高、低壓蒸汽的參數(shù)可以進行不同的結(jié)構(gòu)設計 , 得到各種壓力等級的蒸汽 , 滿足不同熱用戶的要求。吸入的低壓蒸汽既可以是放散的廢蒸汽 , 也可以是凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸蒸汽 , 使低焓熱能得到充分利用 , 達到節(jié)約能源的目的。蒸汽噴射泵的節(jié)能率可以達到35%左右 , 具有很好的實用性 。

蒸汽噴射泵是射流技術(shù)在傳熱領域的應用。該技術(shù)從20世紀80年代傳入我國，近幾年開始應用于工程。蒸汽噴射泵結(jié)構(gòu)簡單，投資小，運行可靠，能合理匹配蒸汽的壓力等級，回收低品位蒸汽，提高蒸汽的利用效率，是節(jié)能的重要途徑 。

蒸汽噴射泵引射系數(shù)

引射系數(shù)μ等于被引射蒸汽與引射蒸汽的質(zhì)量比，它表明高壓蒸汽引射低壓蒸汽的能力。即：

μ=q_m,1/q_m,h

式中：q_m,1低壓蒸汽質(zhì)量流量，kg/h；

q_m,h高壓蒸汽質(zhì)量流量，kg/h。

蒸汽噴射泵供熱系數(shù)

以高品位工作蒸汽減壓前后的能量差為動力，通過噴射泵循環(huán)供給熱用戶的熱量與所消耗的工作蒸汽熱量之比，稱為供熱系數(shù)，用COP 表示。 COP越大，說明噴射泵的工作效率越高。

蒸汽噴射泵蒸汽減溫減壓

噴射泵式減溫減壓器采用蒸汽噴射泵作為減壓器的主體，同時增加減溫裝置組合而成。它是一種能夠同時調(diào)節(jié)蒸汽壓力和溫度，回收廢熱蒸汽的高效節(jié)能設備。它與常規(guī)的減溫減壓器不同，常規(guī)減壓器的熱力過程是新蒸汽的有效能降低，能量貶值的過程。噴射泵式減溫減壓器能使工作蒸汽的有效能得到合理利用，其系統(tǒng)見圖2 。

蒸汽噴射泵蒸汽壓力匹配

蒸汽壓力匹配器是滿足用戶對蒸汽不同壓力要求的理想設備，它通過用高壓蒸汽引射低壓蒸汽，在降低高壓蒸汽品位的同時提高低壓蒸汽的品位，產(chǎn)生介于高、低壓蒸汽壓力之間各種壓力的蒸汽。它在熱電廠汽輪機中間抽汽供熱壓力匹配方面已有很好的應用，其系統(tǒng)見圖 3 。

蒸汽噴射泵凝結(jié)水回收

凝結(jié)水在排放過程中產(chǎn)生大量的閃蒸蒸汽， 一直放空，既浪費能源，又污染環(huán)境。利用噴射泵式凝結(jié)水回收裝置可以回收凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸蒸汽，提高蒸汽品位后重新加以利用。其系統(tǒng)見圖4 。

蒸汽噴射泵蒸汽壓力匹配器的應用

某石化公司生產(chǎn)用蒸汽壓力等級有3.5 MPa，1.6 MPa，1.0 MPa，0.5 MPa 等，其中 1.6 MPa蒸汽原來是利用 3.5 MPa 新蒸汽減溫減壓后獲得的。為了節(jié)約能源，提高熱能利用率，1998 年該廠對供熱系統(tǒng)進行了改造，用噴射泵式蒸汽壓力匹配器取代傳統(tǒng)的減溫減壓器，以 3.5 MPa 新蒸汽為驅(qū)動蒸汽，引射 0.9 MPa的汽輪機排汽 ，兩種蒸汽混合后達到1.6 MPa 。 工藝要求蒸汽溫度為 220 ℃，蒸汽壓力匹配器輸出的蒸汽溫度為 380 ℃，后接噴水減溫器進行溫度調(diào)節(jié)。為了實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和保證蒸汽參數(shù)穩(wěn)定，該系統(tǒng)還安裝了自動控制系統(tǒng)。投入運行后，工作可靠，經(jīng)濟效益明顯。在設計工況下，引射系數(shù)可達 0. 3，在輸出汽量為 18 t/ h 時，可以引射 0.9 MPa 蒸汽 4.15 t/ h。在正常生產(chǎn)情況下，蒸汽用量為 8 t/ h，每年可利用排汽總量為 1.71 萬 t。按發(fā)電汽耗 14.83 kg/ (kW·h)計算 , 每年可多發(fā)電 115 萬 kW· h，增加效益 37.72萬元。設備總投資為14萬元 , 投資回收期為4個月 。

蒸汽噴射泵噴射泵式凝結(jié)水回收裝置的應用

某食品廠蒸煮面絲用的 0.2 MPa 蒸汽是利用0.9 MPa 新蒸汽減壓減溫后制得。炸面絲用 0.9MPa 蒸汽加熱，產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水和閃蒸蒸汽排入地溝，熱能總損耗在 30% 以上。對供熱系統(tǒng)進行了改造，采用噴射泵式凝結(jié)水回收裝置回收凝結(jié)水和閃蒸蒸汽，通過噴射泵用 0.9 MPa 蒸汽引射凝結(jié)水閃蒸蒸汽，使之提高到 0.2 MPa，供蒸煮面絲用汽。降壓后的凝結(jié)水供給浴室使用。該系統(tǒng)投入運行后，回收凝結(jié)水量為 2.00 t/h，回收閃蒸汽量為 1.23 t/h 。若蒸汽價格為 87 元/t，水價格為 1 元/t，以每年運行 7 000 h 計，年回收閃蒸蒸汽價值 74.91 萬元，年回收凝結(jié)水熱量約折合2 000 t 蒸汽，其價值為 17.4 萬元，回收凝結(jié)水的水價值 1.4 萬元，總回收價值 93.71 萬元。工程總投資為 13 萬元，投資回收期約 2 個月 。

使用的真空裝置主要有機械泵和噴射泵兩大類。機械泵主要類型：往復式真空泵(干式真空泵與濕式真空泵)和水環(huán)式真空泵。噴射泵主要由水力噴射泵和蒸汽噴射泵。

1、蒸汽噴射泵

蒸汽噴射泵主要由噴嘴、混合室、擴散窒等組成。它常與混合室冷凝器相連，冷卻水通入冷凝器內(nèi)，噴灑成柱狀冷水幕以冷凝水蒸汽。它的動力源是高壓蒸汽。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

蒸汽噴射泵的真空度高。抽氣量大，安裝維修筒便，價格便宜，體積小。但要求蒸汽壓力較高且蒸汽流量穩(wěn)定，為達到所需的真空度，需較長對間。

2、干式真空泵

如圖3所示，它主要由曲柄、連桿、活塞及氣缸等郝分組成。在電動機驅(qū)動下，通過曲軸連桿的作用，使氣缸內(nèi)的活塞作往復運動，活塞的一端由真空系統(tǒng)吸入氣體，并由另一端將吸入氣缸內(nèi)的氣體，通過氣閥由排氣管排入大氣中。在進、排氣循環(huán)過程中，活塞起著推動氣體作用，進、排氣閥片起逆止作用。

當活塞不斷作往復運動時，真空系統(tǒng)中的氣體就不斷被抽出，從而達到所霈要的真空度。干式真空泵用于冷凝器中抽出不凝結(jié)氣體，抽空效果較濕式好，使用較廣泛。