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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。穴2梯.蒸汽乔喷射泵眉技术与坡热降的有效期利用导2.仓1议.蒸汽定喷射泵裹的工作敲原理口蒸汽喷攻射泵是絮一种热央力设备园,它可庙以通过蛾蒸汽射望流作用甜,充分剖利用高伤压蒸汽男的裕压蜘能量,耀提高低差压蒸汽协的能量翻,达到筒回收废除热蒸汽杏,节约肿能源的搞目的。焰蒸汽喷究射泵由前喷嘴、牲接受室渣、混合致室和扩书压管等所部件组脾成,其担结构和困热力过悲程如标图玉2棚所示。两蒸汽喷蜓射泵在负工作时宜以减压蛮前后蒸念汽的压劫差作为涌动力。镇当高压汗蒸汽通筑过喷嘴心时,由奴于流速周增加、锹压力降埋低而在乱出口处跨形成低典压区,诱在此区桑域将低访压蒸汽锣吸入设及备,然割后进入梢混合室设混合,病高压蒸乖汽在膨弹胀的同倘时压缩楼低压蒸鬼汽,最营后使其衬热券达到平办衡。蒸邪汽经过昌良好混件合后再缓进入扩笑压管,挑使蒸汽挡恢复一吨部分压玻力损失做。达到势要求的被蒸汽参妄数后,乓供给热三用户使碗用。蒸柿汽喷射恰泵出口涂的蒸汽观参数可李以进行架控制,羊通过泵扁的结构东设计满删足用户炎的使用脆要求。办为了精科确控制粪蒸汽参银数,还础可以采谋用自动怖控制装跳置进行劫调节。尤2.等2闸、蒸汽金喷射泵寸应用热踩力系统屡简介绘2.2束.虑1天压力匹再配系统顶在供汽借汽源单立一的情哭况下,撤为了满醋足用户狠对蒸汽皂不同压形力参数拘的要求培,可以洞采用蒸垄汽喷射桂泵压力赚匹配系偿统。该略系统通舰过高压壶蒸汽引栏射低压代蒸汽,何在降低粮高压蒸婚汽压力携的同时重,提高果低压蒸辱汽的压焰力,产踪生介于申高、低愤压蒸汽居压力之碌间各种短压力的泼蒸汽,崭这在热景电厂背终压汽轮匀机排汽指供热和获热网供历热方面贵已有了钟很好的辞应用。品其热力喘系统如张图漫3呜所示。崇2.2写.灾2虽、凝结净水闪蒸多汽回收舌系统灿在需要留用蒸汽乐加热或权换热的记生产工饶艺中,迈伴随有蚂大量的迷凝结水搂产生,型而凝结剪水的排蝶放过程律会产生鸣部分闪灰蒸汽,扰这部分租闪蒸汽学因为回吐收成本交高,经灶济性差旗,一般熄情况下床是排放涌掉。采别用蒸汽神喷射泵卷式蒸汽旧回收系匪统可以悼回收这随部分闪岂蒸汽,愈提高其音压力后却重新使钢用,在蹦节约能付源的同锐时也扩哄大了热藏源的供矩热能力揭。其热恶力系统象如历图霜4拼所示。窃3衔.工程邮实例遣某石蜡包化工企尊业在生温产过程初中产生储大量的满凝结水鲜,其中章加热工鸽艺过程捡中产生啦的凝结恐水妖为涌4.5来t/籍h桶,压力妨为喘0.5盯MP岸a雪;蒸汽别管网疏鞭水量先为施1.2手t/瓦h托,压力由为渐0.8杜MP晚a为。两者源均为汽是水混合口物,含塌汽量约猪为割30趴%汗。在凝馋结水送抢入凝结峰水箱回封收过程鼠中产生脱部分闪裳蒸汽,白经实测耻,产汽布量约睛为录2t/敲h露。以前际没有回窜收措施屿,直接诵排入大望气,即河浪费能蜻源,又陡污染环晴境。为纹了降低己生产成设本,提肤高企业伤在市场仗中的竞饭争力,彼该企业陷决定采请用蒸汽良喷射泵雪技术回姻收这部湖分废蒸际汽,重本复利用联以提高项经济效反益恋。恢离技术方笨案隐在锅炉结房内设织置集汽惰缸,集锐汽缸定卵压错为辨0.1题MP挤a跨。首先略将生产画过程中美凝结水扁产生的标闪蒸汽限和蒸汽宾管网疏费水产生棚的闪蒸桐汽汇合列后引入件集汽缸发,然后格再引至机蒸汽喷鹊射泵的党低压蒸猴汽入口邪。从厂夜区内蒸蒙汽管网梅引誓出晒1.0缺MP斥a牢的新蒸寨汽作为糊驱动蒸些汽,通历过蒸汽戏喷射泵篮将份0.1类MP咳a晃的闪蒸建汽提压休到勤0.2匙MP邪a半,供给肤热力除昂氧器作兆为除氧姜用汽。过经计算情,约需呈要材1.0川MP传a届的新蒸牛汽求4.2腔t/扬h摩。蒸汽秧喷射泵灿的总供贩汽量黄为傻6.2懂t/复h其。泪经济效哄益分析炸该节能蒜项目的环总投资染为愈34.胸2童万元,趁包括集藏汽缸、森蒸汽喷衔射泵、圾阀门、跃管道、尚保温及角自动控质制系统尼等内容欣。年总鸭运行时排间婆为拖800株0袋小时,屡生产蒸关汽的实聪际成本鞠为瞧10捏0平元末/座吨,则赖节约蒸库汽的价宜值为素:挑未牌乏赛具2×兽800释0×1英00=偿16驱0况万元溪投资回授收期为竿:量融头分析结钞果说明派,该项固目的经穷济效益该显著。访4止.结束伍语夺从合理她用能角武度来看饰,既应先注重节冶能的数傲量,也啊应注重银节能的耳质量,她而节能欢的质量怖就是尽厚可能减捐少热橡徐损失,倾抑制座负向蹲辨的转化踩。对于违某些供营热项目宁来说,舅从节能握数量方辈面似乎脚已经无炕潜力可驳挖,但评若从用押能质量乒的角度抛分析,核仍有较牢大的节刺能潜力急。在满传足能量锻数量匹当配的同兴时,应茅力求达控到能量攻质的匹贩配。讯蒸汽喷白射泵热辟力系统营在满足拳蒸汽减桨压供热祥的同时船,充分跪利用了壁节流减疑压式供自热所浪杆费的那地部分热镰民,避免虹了能量话损失,呈因此,细是一种雪值得推冲广的节连能技术长。谣参

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