蒸汽噴射泵

引言

蒸汽噴射泵是射流技術在傳熱領域的套用。該技術從20世紀80年代傳入我國，近幾年開始套用於工程。蒸汽噴射泵結構簡單，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，是節能的重要途徑。

結構及工作原理

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 , 其結構見圖。蒸汽噴射泵的工作原理是高壓蒸汽通過噴嘴時產生高速氣流 , 在噴嘴出口處產生低壓區 , 在此區域將低壓蒸汽吸入 , 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 , 然後通過混合室進行良好混合 , 混合後的蒸汽再通過擴壓室恢復部分壓力 ,達到要求的蒸汽壓力後供給熱用戶使用。根據高、低壓蒸汽的參數可以進行不同的結構設計 , 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 , 也可以是凝結水產生的閃蒸蒸汽 , 使低焓熱能得到充分利用 , 達到節約能源的目的。蒸汽噴射泵的節能率可以達到35%左右 , 具有很好的實用性。

蒸汽噴射泵的性能評價

引射係數

引射係數μ等於被引射蒸汽與引射蒸汽的質量比，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低壓蒸汽質量流量，kg/h；

q_m,h高壓蒸汽質量流量，kg/h。

供熱係數

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

蒸汽噴射泵的套用方法

蒸汽減溫減壓

噴射泵式減溫減壓器採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節蒸汽壓力和溫度，回收廢熱蒸汽的高效節能設備。它與常規的減溫減壓器不同，常規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，其系統見圖2。

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，產生介於高、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套用，其系統見圖 3 。

凝結水回收

凝結水在排放過程中產生大量的閃蒸蒸汽，一直放空，既浪費能源，又污染環境。利用噴射泵式凝結水回收裝置可以回收凝結水產生的閃蒸蒸汽，提高蒸汽品位後重新加以利用。其系統見圖4。

工程實例

蒸汽壓力匹配器的套用

某石化公司生產用蒸汽壓力等級有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 新蒸汽減溫減壓後獲得的。為了節約能源，提高熱能利用率，1998 年該廠對供熱系統進行了改造，用噴射泵式蒸汽壓力匹配器取代傳統的減溫減壓器，以 3.5 MPa 新蒸汽為驅動蒸汽，引射 0.9 MPa的汽輪機排汽，兩種蒸汽混合後達到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 ℃，後接噴水減溫器進行溫度調節。為了實現自動調節和保證蒸汽參數穩定，該系統還安裝了自動控制系統。投入運行後，工作可靠，經濟效益明顯。在設計工況下，引射係數可達 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。按發電汽耗 14.83 kg/ (kW·h)計算 , 每年可多發電 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。