蒸汽喷射泵供热节能应用

蒸汽喷射泵与热的有效利用[摘要]：节流减压式供热造成热能的无效贬值和浪费。蒸汽喷射泵技术能有效利用高品位蒸汽的热，进行供热蒸汽的压力匹配，回收废蒸汽，使蒸汽热能得到充分利用，起到节能的作用。关键词：节流减压式供热损失蒸汽喷射泵概述在工业生产过程中，经常需要数种不同压力等级的蒸汽作为生产用汽，但是热源能提供的蒸汽压力一般比较单一。目前普遍采用的供热方式是对蒸汽进行节流减压的方式。蒸汽经过节流减压后，会产生能量的无效贬值和损失，使蒸汽的质量降低。一般来说，节流减压前后蒸汽的压差越大，产生的损失也就越大。热损失是衡量蒸汽利用合理性的尺度。1.1蒸汽和的基本概念我们把环境温度下蒸汽热能在理论上能够转变为有用功的那部分能量称为蒸汽的热。从可用能的角度分析，蒸汽热能在高温段转变为有用功的能力较大，在低温段转变为有用功的能力较小，当蒸汽温度低到一定程度时，甚至完全不能转变为有用功。我们把蒸汽热能中不能转变为有用功的那部分能量称为蒸汽的。在蒸汽热能成分中，所占的比例越大，蒸汽的品质越高；反之，则蒸汽的品质越低。蒸汽的品质可以用能质系数来评价，能质系数等于单位蒸汽能量中热所占的比例。能质系数越高，说明蒸汽的质量越高。有了和的概念，热力学第一定律可以表述为：在任何能量转换过程中，和的总和保持不变。而热力学第二定律可以表述为：高品位能量总是能够自发地转变为低品位能量，而低品位能量一定不能自发地转变为高品位能量。上述热力学理论可以用于评价热力过程的经济性与合理性。蒸汽节流减压的热力过程分析下面用热力学理论来分析蒸汽节流减压的热力过程。利用阀门或节流孔板的阻力特性控制和调节蒸汽流量，使之在突然缩小的截面上产生压力降的现象称为节流减压。节流减压过程是典型的不可逆过程。当蒸汽通过缩小截面时，在缩孔处产生强烈摩擦，使一部分动能用于克服摩擦阻力，然后转变为热能被蒸汽本身所吸收。尽管节流前后蒸汽的焓值没有发生变化，但蒸汽在节流减压过程中，由于涡流作用使大量规则运动的分子变为无序运动，产生耗散功，导致熵的增加。也就是蒸汽的质量发生了变化，蒸汽的一部分变成了，产生了能量的无效贬值。所以，节流减压式供热是一种极不合理的供热方式。蒸汽节流减压过程的温熵图如图1所示。假设蒸汽节流减压在绝状态下进行（散热损失可以忽略不计），则单位流体稳态流动的能量方程式为：式中：q-蒸汽的热流量，kg/h；h1、h2－节流前、后蒸汽的焓值，KJ/kg；c1、c2－节流前、后蒸汽的流速，m/s；g－重力加速度，m/s2；Z1、Z2－蒸汽管道中心高度，m；Ｗah－蒸汽所做的机械功。因为是绝热流动，所以q＝0；而且节流前后适当距离处管内截面蒸汽流速的变化很小，其总动能变化与焓值变化相比可以忽略不计，即；节流前后蒸汽管道中心标高没有变化，即Z2-Z1＝O；节流过程中蒸汽也没有作功，即Wah＝0。由此可以得出蒸汽节流减压的能量方程式为：h1＝h2用热力学第一定律分析节流过程，得出的结果是焓值守衡，反映不出蒸汽的能量损失。但从热力学第二定律来看，熵的增加反映了蒸汽质量的变化，由于蒸汽中的部分转变成，使蒸汽做功的能力降低，导致能量的无效贬值。蒸汽节流减压后的损失可以表述为：式中：△ex—蒸汽的损失，KJ/kg；ex1、ex2—节流减压前、后蒸汽的值，KJ/kg；T0—节流减压后蒸汽的温度，℃；s1、s2—节流减压前、后蒸汽的熵值，KJ/kg。素2哀．蒸汽喷它射泵技术辜与热缩的有效利该用娘2.酒1挪．蒸汽喷割射泵的工暖作原理近蒸汽喷射良泵是一种受热力设备密，它可以动通过蒸汽歌射流作用释，充分利膨用高压蒸建汽的裕压鹅能量，提谱高低压蒸暂汽的能量鹊，达到回侮收废热蒸匹汽，节约督能源的目征的。蒸汽斯喷射泵由规喷嘴、接恢受室、混璃合室和扩趁压管等部遥件组成，票其结构和碗热力过程凝如暂图营2阀所示。工蒸汽喷射阶泵在工作锄时以减压吃前后蒸汽些的压差作蔬为动力。筛当高压蒸穷汽通过喷孟嘴时，由眼于流速照增加、压朋力降低而者在出口处套形成低压壮区，在此错区域将低趋压蒸汽吸米入设备，纤然后进入芹混合室混婚合，高压触蒸汽在膨鬼胀的同时柴压缩低压青蒸汽，最召后使其热幕达到平衡鄙。蒸汽经龄过良好混语合后再进钉入扩压管遍，使蒸汽逃恢复一部勿分压力损弓失。达到扒要求的蒸骨汽参数后束，供给热单用户使用众。蒸汽喷汁射泵出口烂的蒸汽参险数可以进笼行控制，辣通过泵的姻结构设计战满足用户彻的使用要拥求。为了吗精确控制兰蒸汽参数访，还可以盐采用自动付控制装置葱进行调节女。况2.柔2漏、蒸汽喷够射泵应用桂热力系统猫简介来2.2.果1泄压力匹配荐系统漂在供汽汽音源单一的替情况下，牲为了满足浓用户对蒸吃汽不同压摩力参数的江要求，可领以采用蒸哭汽喷射泵运压力匹配旷系统。该星系统通过阅高压蒸汽尤引射低压遥蒸汽，在陈降低高压裂蒸汽压力全的同时，绳提高低压碧蒸汽的压孔力，产生耻介于高、刑低压蒸汽垦压力之间摩各种压力刑的蒸汽，脸这在热电隶厂背压汽腥轮机排汽贼供热和热皆网供热方抓面已有了膛很好的应跨用。其热揪力系统如家图批3构所示。忍2.2.她2捧、凝结水存闪蒸汽回擦收系统铲在需要用决蒸汽加热支或换热的驳生产工艺躁中，伴随逗有大量的钟凝结水产翁生，而凝锹结水的排吉放过程会认产生部分具闪蒸汽，尺这部分闪始蒸汽因为薪回收成本绪高，经济豆性差，一血般情况下寸是排放掉估。采用蒸颠汽喷射泵看式蒸汽回杠收系统可兽以回收这喜部分闪蒸碧汽，提高诵其压力后厉重新使用逐，在节约便能源的同狐时也扩大聋了热源的封供热能力兔。其热力绳系统如厚图土4莲所示。滩3揪．工程实鼓例毙某石蜡化鼓工企业在跌生产过程驴中产生大册量的凝结竭水，其中仍加热工艺敏过程中产浸生的凝结示水派为谅4.5t友/看h沿，压力丝为未0.5M作P控a亲；蒸汽管彼网疏水量基为棍1.2t摩/摆h狐，压力打为轻0.8M线P怕a状。两者均咐为汽水混星合物，含垮汽量约数为朋30袄%羡。在凝结包水送入凝钞结水箱回幼收过程中惹产生部分风闪蒸汽，笼经实测，栏产汽量约誓为镇2t/桃h艘。以前没捎有回收措肚施，直接竞排入大气央，即浪费茄能源，又直污染环境选。为了降盯低生产成厕本，提高尘企业在市收场中的竞肃争力，该伤企业决定科采用蒸汽晚喷射泵技葱术回收这蹲部分废蒸真汽，重复赢利用以提轧高经济效侄益黄。枝技术方案于在锅炉房拦内设置集弯汽缸，集岛汽缸定压股为布0.1M姓P冬a肉。首先将源生产过程文中凝结水哈产生的闪字蒸汽和蒸照汽管网疏供水产生的说闪蒸汽汇每合后引入而集汽缸，挣然后再引抽至蒸汽喷初射泵的低在压蒸汽入仆口。从厂敌区内蒸汽咸管网引薯出撇1.0M邀P戒a韵的新蒸汽箭作为驱动宰蒸汽，通骨过蒸汽喷瓜射泵鲜将会0.1宪MP证a协的闪蒸汽屈提压铲到随0.2M找P猾a链，供给热泳力除氧器法作为除氧雕用汽。经限计算，约替需寒要蛛1.0M桌P剂a咏的新蒸馒汽种4.2t引/捞h疮。蒸汽喷修射泵的总此供汽量搞为购6.2t盒/勤h酱。撇经济效益坐分析谜该节能项锅目的总投蜻资鞭为纺34.识2狡万元，包泡括集汽缸犬、蒸汽喷压射泵、阀笨门、管道乐、保温及江自动控制档系统等内溉容。年总垦运行时间永为清800玉0特小时，生寸产蒸汽的慎实际成本忆为喷10攀0水元躁/膨吨，则节饱约蒸汽的歪价值为甲：棵访聪经扔2×80革00×1架00=1慧6惰0辣万元座投资回收丙期为孕：蓝洗音分析结果励说明，该狐项目的经甩济效益显冈著。撒4烂．结束语汤从合理用鬼能角度来请看，既应汗注重节能州的数量，哲也应注重增节能的质农量，而节剪能的质量饶就是尽可哄能减少热剥撞损失，抑惨制临因向男愚的转化。土对于某些盒供热项目盛来说，从殃节能数量缴方面似乎驼已经无潜增力可挖，甘但若从用册能质量的维角度分析瑞，仍有较杆大的节能滔潜力。在挤满足能量观数量匹配斯的同时，势应力求达嫌到能量质凯的匹配。攻蒸汽喷射副泵热力系浸统在满足庭蒸汽减压饶供热的同萌时，充分翁利用了节匀流减压式欢供热所浪执费的那部凶分热续搜，避免了塞能量损失换，因此，开是一种值袄得推广的记节能技术音。施参筛