Эжектор паровой что это
Каталог вакуумного оборудования
Исследования и тестирование
Исследовательский центр компании Croll Reynolds расположен вблизи г. Тетерборо, штат Нью-Джерси. Здание исследовательского центра имеет площадь более 10 тысяч м². Многие исследования, посвященные именно эжекторам, проводятся исключительно здесь. Все пароэжекторы, производимые Croll Reynolds тестируются перед отправкой заказчику.
Конструкция пароэжектора
Простота форм пароэжекторов Croll Reynolds позволяет при их производстве использовать широкий спектр материалов такие как: чугун, углеродистая сталь, нержавеющая сталь и иные виды сталей, включая титан и стеклопластик.
Пароструйный эжектор
Пароструйный эжектор является надежным и экономичным средством для создания вакуума. Основными преимуществами пароструйных эжекторов являются низкая первичная стоимость, отсутствие подвижных частей, а также их простота эксплуатации.
Диаграмма иллюстрирует основные принципы действия эжекторов: под высоким давлением рабочая жидкость входит в 1 и расширяется, проходя через расходящиеся сопло 2, жидкость всасывания поступает через 3 и смешивается с рабочей жидкостью в смесительной камере 4, поток повторно сжимается, проходя через диффузер 5. Эксклюзивная разработка пароэжекторов Croll Reynolds, представленна многолетними исследованиями.
Многоступенчатые пароэжекторы
Одноступенчатые пароэжекторы используются для создания вакуума от атмосферы до 3″ рт.ст. Высокий вакуум в диапазоне от 3″ рт.ст. до 3 микрон рт.ст. можно достигнуть, применяя многоступенчатые эжекторы. Многоступенчатые системы обычно содержат конденсирующую поверхность или конденсаторы прямого контактного типа. Многоступенчатые системы Croll Reynolds разработаны для достижения оптимальной производительности с минимальными расходами. Они разработаны для работы с различными видами рабочих газов: воздух, вода, HCl, бутан, SO2, этилен гликоль, и многие другие органические и неорганические пары.
Паровой эжектор
Содержание
Виды эжекторов
История
См. также
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Паровой эжектор» в других словарях:
паровой эжектор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN steam jet … Справочник технического переводчика
паровой эжектор — пароструйный насос … Cловарь химических синонимов I
эжектор — а, м. éjecteur < éjecter выбрасывать, нем. Ejector. 1. спец. Устройство, действие которого основано на использовании эжекции. Паровой эжектор. БАС 1. Эжектор, водогон, прибор для всасывания, выкачивания жидкостей. Коренблит 1934 1 682. Эжектор … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Эжектор — У этого термина существуют и другие значения, см. Эжектор (значения). Эжектор (фр. éjecteur, от éjecter выбрас … Википедия
ЭЖЕКТОР — (фр.) самодействующий паровой насос. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ЭЖЕКТОР насос, действующий силой пара; употребл., между прочим, на судах для выкачивания воды, проникшей через пробоину или иным… … Словарь иностранных слов русского языка
ЭЖЕКТОР ПАРОВОЙ — струйный водоподъемник, действующий при помощи пара. Состоит из паропроводной трубы 1, конически сходящейся насадки 2, наз. соплом, через к рую пар выходит тонкой струей с большой скоростью, конически расходящейся насадки 3 с расширенным… … Технический железнодорожный словарь
ЭЖЕКТОР — ЭЖЕКТОР, эжектора, муж. (от лат. ejector выбрасыватель) (тех.). Насос, действующий силой паровой струи, выпускаемой из котла и употр. преим. для выкачивания или выбрасывания чего нибудь. Эжектор для очистки судна от мусора. Толковый словарь… … Толковый словарь Ушакова
ЭЖЕКТОР — (Ejector) насос, действие которого основано на использовании скорости паровой или водяной струи. Отсюда деление эжекторов на пароструйные и водоструйные. Применяется на судах для откачивания воды, выбрасывания за борт мусора и т. п. См. Струйный… … Морской словарь
эжектор — а; м. [франц. éjecteur] Струйный аппарат, в котором для отсасывания (или перемещения) газов и жидкостей используется энергия другого газа или жидкости. Паровой э. ◁ Эжекторный, ая, ое. Э ая установка. * * * эжектор (франц. éjecteur, от éjecter … … Энциклопедический словарь
эжектор — а; м. (франц. éjecteur) см. тж. эжекторный Струйный аппарат, в котором для отсасывания (или перемещения) газов и жидкостей используется энергия другого газа или жидкости. Паровой эже/ктор … Словарь многих выражений
Эжекторно-паровая энергетическая установка для получения тепла, механической энергии и горячей воды
Научное открытие №314 (от 02.07.1951) О. И. Кудрина, А. В. Квасникова и В. Н. Челомея «Явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струёй» является основой внедрения эжекционных процессов в энергетике. Позднее было доказано, что данный эффект оказался полезен не только для создания дополнительной реактивной тяги авиационного движителя, но также и для использования его в эжекторном сопловом аппарате газотурбинного двигателя (ГТД) с целью получения дополнительной мощности на валу.
К сожалению, открытие не получило широкого применения. Вероятно потому, что изначально исследования проводились в авиационной отрасли и были направлены только на получение дополнительной реактивной тяги винтовых движителей. Это обстоятельство, наряду с закрытостью информации об экспериментальных исследованиях в авиационной отрасли, стало препятствием для его внедрения в других отраслях, где энергию воздушной массы, получаемую в результате управляемого преобразования энергии атмосферы, можно использовать не только для получения реактивной тяги, а более эффективно и в других вариантах преобразования энергии атмосферы. А последняя до сих пор не стала объектом тщательного научного исследования с целью разработки управляемого преобразования энергии атмосферы для её использования в энергетических системах.
В качестве научного исследования атмосферы на начальном этапе предлагается энергию окружающей среды использовать в эжекторно-паровой энергетической установке (ЭПЭУ) для получения тепла, электроэнергии и горячей воды из паровоздушной смеси с внедрением струйной технологии, в которой потенциальная энергия сжатого силой гравитации атмосферного воздуха является дополнительным источником энергии.
Предлагаемый вариант энергетической установки, работающей на паре, смешиваемым с воздухом с помощью струйного аппарата (эжектора), может быть использован для работы экономичного парового конвейерного двигателя.
В ЭПЭУ потенциальная энергия окружающей среды и тепловая энергия смеси пара с воздухом в результате смешения путём непосредственного контакта преобразуются в диффузоре эжектора в кинетическую энергию общего потока смеси, которая используется для работы конвейерного двигателя.
В итоге на получение общего потока рабочей паровоздушной смеси в ЭПЭУ с эжектором затрачивается меньше энергии, что ведёт к повышению общего КПД и уменьшению удельного расхода топлива в ЭПЭУ. В этом состоит основное отличие ЭПЭУ от других энергетических установок, позволяющее формировать рабочее тело для парового конвейерного двигателя путём перемешивания пара с воздухом и последующего повышения кинетической энергии этой смеси в диффузоре эжектора, чтобы направить её на лопатки конвейерного двигателя.
С целью научного обоснования разработки новой ЭПЭУ, как альтернативы авиационным вспомогательным силовым установкам (ВСУ), необходимо исследовать принципы работы существующих тепловых двигателей.
Для сгорания топлива в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС), работающего по циклу Отто, предварительно с помощью карбюратора-эжектора смешивают топливо с воздухом в пропорции около 1:13, затем полученную топливовоздушную смесь (ТВС) сжимают до начала горения порциями при такте «сжатие», поочерёдно в каждом цилиндре. Когда поршень доходит до верхней мёртвой точки, ТВС с помощью искры поджигают, происходит быстрое сгорание смеси, расширение продуктов сгорания и получение механической работы на валу двигателя.
При работе ДВС расходуется около 70 % энергии от сгорания топлива при рабочем ходе на всасывание топлива и воздуха и сжатие ТВС. В газотурбинном двигателе продукты сгорания получаются непрерывно в процессе горения топливовоздушной смеси в камере сгорания, а на сжатие воздуха компрессором расходуется более 70 % энергии ГТД. В вышеуказанных двигателях (ДВС и ГТД) рабочим телом являются продукты сгорания ТВС, получаемые при определённом соотношении топлива и окислителя в соответствии с молекулярной теорией горения.
В современных автомобилях для улучшения процесса смесеобразования и повышения эффективности сгорания топлива в двигателях с искровым зажиганием и двигателях с воспламенением от сжатия карбюраторы и форсунки стали заменять инжекторами с электронным управлением.
При работе поршневой паровой машины (ППМ) затрачивается около 80 % энергии от сгорания топлива в топке парового котла на нагревание воды до 100 °C и на получение водяного пара, то есть на парообразование, а также расходуется вода при незамкнутом цикле.
Существуют турбины, в которых используется генераторные блоки, работающие по паровому циклу Ренкина, которые способны работать от различных источников тепла при замкнутом рабочем цикле, и требуется лишь внешнее нагревание рабочего тела. Согласно этому циклу простая горелка на газе или жидком топливе непрерывно нагревает низкокипящую органическую рабочую жидкость в парогенераторе, жидкость испаряется, и пар приводит во вращение турбину и соединённый с ней ротор генератора. Пар затем поступает в конденсатор, где он охлаждается и конденсируется, а полученная рабочая жидкость возвращается насосом в парогенератор.
Примером реализации такого пароконденсатного цикла работы является преобразователь энергии Ormat Technologies Inc. (США), известный также как «паротурбогенератор с замкнутым циклом». Одним из направлений деятельности компании являются автономные источники питания, но при очень низком КПД обеспечивающие питание катодной защиты газопроводов, систем телеметрии и т.п.
Сотни интегрированных энергосистем Ormat успешно работают в системе радиосвязи Байкало-Амурской железнодорожной магистрали (БАМ), на трубопроводах «Газпрома» и радиорелейных линиях компании «Югорскнефтегаз» в России.
Другим примером использования внешнего тепла для работы тепломеханического генератора механической энергии является двигатель Стирлинга, в котором подвод тепла к рабочему телу идёт через стенку, то есть неэффективно, а отвод тепла в окружающую среду идёт через ребра радиатора — также неэффективно. При работе двигателя Стирлинга почти вся энергия от сгорания топлива затрачивается на нагревание и расширение рабочего тела над поршнем и движение поршня при последующем естественном охлаждении рабочего тела под поршнем. Хотя двигатель Стирлинга появился раньше ДВС, но он так и не достиг того признания, какое имеют ДВС в настоящее время из-за более сложной конструкции и невысокой эффективности.
В динамическом преобразователе энергии пара конвейерного типа около 30 % энергии от сгорания топлива в парогенераторе затрачивается на всасывание воздуха в камеру смешения эжектора из атмосферы, смешивание пара и атмосферного воздуха для обеспечения работы конвейерного преобразователя от потока паровоздушной смеси (ПВС).
Преобразование тепловой энергии в механическую энергию является примером использования для этой цели паровоздушного эжектора как смесителя пара с воздухом для работы динамического преобразователя энергии пара конвейерного типа как силового агрегата, использующего в качестве рабочего тела смесь пара с воздухом.
В этом заключается новизна предлагаемой технологии, когда в силовой машине совершает работу смесь пара с воздухом, а не продукты сгорания топливно-воздушной смеси, как это происходит в ДВС, работающих по циклу Отто и Дизеля и газотурбинных двигателях, работающих по циклу Брайтона.
Новая технология получения механической энергии от сгораемого топлива имеет существенное отличие от получения механической энергии в ДВС и ГТД. Здесь горение топлива проходит за пределами силового агрегата, в топке парового котла при атмосферном давлении воздуха.
Цикл работы динамического преобразователя энергии пара является незамкнутым модифицированным термодинамическим паровым циклом Ренкина с непрерывным внешним подводом тепла к рабочему телу. Смешение пара с воздухом и получение горячей рабочей смеси происходит в паровоздушном эжекторе, после которого поток ПВС поступает на прямолинейные лопатки конвейерного преобразователя энергии потока (патент РФ №38850). То есть теперь появилась возможность использовать струйный аппарат для эффективного подвода энергии к силовому агрегату от внешнего источника тепла путём перемешивания пара с воздухом и использования ПВС в качестве рабочего тела в конвейерном преобразователе энергии.
Таким образом, в предлагаемой ЭПЭУ рабочая смесь для работы конвейерного преобразователя энергии потока образуется непрерывно в смесительной камере паровоздушного эжектора, в котором эжектирующим (рабочим) газом является пар от парогенератора, а эжектируемым газом является атмосферный воздух. А потенциальная энергия атмосферного воздуха от сил гравитации является дополнительным источником энергии для ЭПЭУ.
В этом состоит отличие эжекторно-паровой энергетической установки от других энергетических установок (ДВС, ГТД), в которых сгорание топлива производится в предварительно сжатом воздухе при переменном или постоянном давлении с целью подвода энергии к рабочему телу и получения полезной работы при расширении рабочего тела в цилиндре ДВС или на лопатках турбины.
Благодаря малому количеству в продуктах сгорания вредных веществ, предпочтение в исследовании отдано газовому топливу — магистральному или привозному сжиженному природному газу (СПГ). Хотя в качестве топлива в ЭПЭУ могут использоваться также: дизельное топливо, биотопливо, угольные или торфяные брикеты, дрова и пеллеты.
ЭПЭУ — это силовой агрегат с внешним сгоранием топлива и подводом энергии к рабочему телу в эжекторной камере смешения путём перемешивания пара с воздухом при разрежении (отрицательном давлении). ЭПЭУ можно считать пятым типом тепломеханического двигателя, использующего для работы внешнее сгорание разнообразного топлива.
Сегодня возможности повышения эффективности традиционных ГТД (со сгоранием топлива при постоянном давлении) практически исчерпаны, а ЭПЭУ с внешним сгоранием топлива могут быть экономичнее традиционных двигателей: бензиновых и дизельных ДВС, ГТД и двигателя Стирлинга (с соответствующим уменьшением выброса тепла в атмосферу). Чтобы не сожалеть о «невнедрении» технологии использования давления атмосферы в технических устройствах на основе открытия №314 советских учёных, которое является основой внедрения эжекционных процессов в энергетике, целесообразно изготовить действующую модель ЭПЭУ с использованием существующих составных элементов и разработать для неё паровоздушный эжектор.
Примером использования струйного аппарата служит серийный трансзвуковой струйный насос-подогреватель «Фисоник», в котором за счёт пара производится нагревание воды при смешивании пара с водой и нагнетание горячей воды в тепловую сеть. «Фисоник» — это теплообменник, в котором не создаётся механическая работа, а только давление воды, и рабочим телом служит водяной пар.
Аппарат «Фисоник» может служить одновременно не только в качестве нагревателя и нагнетателя горячей воды, но и как источник потенциальной энергии для получения механической работы в героторном гидравлическом двигателе для силовых механизмов с большим крутящим моментом на валу.
Иначе говоря, речь идёт об экономической целесообразности использования эжекторно-паровой энергетической установки для децентрализации части нынешних генерирующих мощностей, требующих обновления, путём создания экономичных модулей малых электростанций соответствующей суммарной мощности, работающих на СПГ и местном биотопливе в автономном режиме, располагая их непосредственно в местах потребления электрической энергии.
С учётом поручения Президента Российской Федерации В. В. Путина о перспективном направлении использования сжиженного природного газа в удалённых районах России для малой генерации электроэнергии применение автономных маломощных модулей электростанций для группового и индивидуального обслуживания потребителей должно в первую очередь вестись в местах, где уже наблюдается дефицит генерирующих мощностей или он в ближайшие годы возникнет. А тянуть туда дополнительные линии электропередачи от ближайших крупных источников энергии нецелесообразно либо невозможно. Такова особенность нашей станы с огромными пространствами и маленькой плотностью населения на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и Восточной Сибири.
Восполнить отсутствие централизованного энергоснабжения, в том числе в отдалённых, труднодоступных, но экономически выгодных районах призваны автономные экономичные эжекторно-паровые энергетические установки малой мощности, работающие на местном биотопливе (рис. 1).
Получаемый в результате нагревания воды от сжигания топлива в парогенераторе пар подаётся под давлением в сопло струйного эжектора и создаёт согласно закону Бернулли разрежение в камере смешения. В паровом сопле происходит ускорение текущего под высоким давлением пара. Подвод эжектируемого газа (воздуха) осуществляется через соответствующее сопло благодаря перепаду давления между рабочим и эжектируемым газом. Следствием этого является интенсивный импульсный обмен и турбулентное смешение рабочего и эжектируемого газов в камере смешения. Масса паровоздушной смеси в эжекторе за счёт поступления атмосферного воздуха увеличивается, давление уменьшается, а скорость потока смеси на выходе из диффузора эжектора возрастает.
В эжекторе потенциальная и тепловая энергия атмосферного воздуха преобразуется в кинетическую энергию общего потока смеси.
Скоростной поток паровоздушной смеси после эжектора подаётся на лопатки преобразователя потока, в котором кинетическая энергия потока паровоздушной смеси преобразуется в механическое движение лопаток по конвейеру и вращение выходного вала преобразователя, соединённого с генератором и насосом. При небольшой затрате энергии на подачу воздуха для смешивания с паром можно получить повышенный коэффициент полезного действия преобразования энергии топлива. Регулирование мощности производится изменением подачи пара в сопло эжектора.
Отходящая от преобразователя паровоздушная смесь охлаждается в циклонном сепараторе, конденсируется с получением и накоплением воды в водосборнике для её повторного использования в парогенераторе и потребителями в количестве, превышающем массу пара, поступающего в сопло эжектора от парогенератора. В итоге происходит увеличение объёма воды в водосборнике за счёт добавления сконденсированного пара из атмосферного воздуха, участвовавшего в рабочем цикле ЭПЭУ.
С целью повышения эффективности преобразователя необходимо сохранять неизменным количество пара в цикле, а температуру конденсата поддерживать около 100 °C.
В конструкции типичного струйного насоса (эжектора, пример которого приведен на рис. 2) нет механического привода. За счёт этого он обладает хорошими производственными характеристиками. Простота схем включения струйных аппаратов в различные установки с исключительной простотой их конструкции, а также несложностью их изготовления уже обеспечили широкую область использования этих аппаратов в технике. Эжекторы в качестве струйных аппаратов с большим успехом используются во многих промышленных отраслях, таких как химическая, нефтегазовая, аэрокосмическая, а также в технологии электростанций (рис. 3).
Простая конструкция и высокая надёжность струйных эжекторов позволяет им соответствовать разнообразным требованиям. Стоимость их производства и приобретения весьма незначительна, малые размеры допускают их размещение в трубах в любом положении; не имея вращающихся деталей, они почти не подлежат износу. Эжекторы работают без утечек, помех, не нуждаются в техосмотре и обладают в связи с этим высокой производственной безопасностью.
При наличии необходимого давления рабочей среды стоимость эксплуатации практически равна нулю.
В ЭПЭУ в результате преобразования энергии низко потенциального источника создаются условия для повышения эффективности преобразования энергии высокопотенциального источника. При данном способе энергия получается за счёт теплоты продуктов сгорания топлива и одновременного преобразования потенциальной энергии пара и низкопотенциальной теплоты сжатого под действием гравитации атмосферного воздуха в кинетическую энергию общего потока смеси, создающего момент на силовом валу турбины.
Эжекторы пара
Эжекторы пара
В общем виде эжектором называется термодинамическое устройство, в котором кинетическая энергия одной подвижной среды передается другой подвижной среде. Соответственно, в паровом эжекторе средой, передающей свою кинетическую энергию, обычно является высокопотенциальный (острый) пар паросиловых и теплообменных установок, имеющий высокое рабочее давление (25 – 40 МПа) и температуру перегрева до 545 – 560 град.С.
Рабочие среды и сферы применения паровых эжекторов
Средами, которым передается кинетическая энергия острого пара, обычно являются:
Струйные насосы применяются в различных отраслях техники, промышленности и хозяйства, для:
Конструкция и принцип действия парового эжектора
Принцип действия эжектора пара основан на прямом следствии закона Бернулли (эффекте Вентури), согласно которому в замкнутом рабочем пространстве наблюдается падение давления движущейся среды, при росте её скорости. В паровом эжекторе высокопотенциальная среда пропускается через сужающееся сопло, где она приобретает высокую скорость движения, при одновременном падении давления. Образующаяся высокоскоростная струя, попадая во всасывающую камеру (в которой находится низкопотенциальная среда), создаёт за собой разрежение, тем самым вовлекая за собой откачиваемую низкопотенциальную среду в смесительную камеру.
Как правило, между соплом и смесительной камерой имеется кольцевой зазор, соединяющий их с пространством всасывающей камеры, через который и идёт подсос откачиваемой среды. В дальнейшем смешанные высокопотенциальная и откачиваемая среды из смесителя попадают в расширяющейся диффузор, где смесь, расширяясь и замедляясь, приобретает требуемое высокое давление, для дальнейшей транспортировки.
Таким образом, принципиальная конструкция парового эжектора отличается значительной простотой, и включает в себя следующие основные узлы и детали:
Преимущества и недостатки паровых эжекторов
Очевидными преимуществами парового эжектора перед механическими откачивающими насосами являются:
В то же время к недостаткам паровых эжекторов следует отнести:
Эжекторы пара ОПЭКС Энергосистемы
Компания ОПЭКС Энергосистемы, специализирующаяся на производстве и поставке современного энергоэффективного оборудования для различного технологического назначения, своим клиентам готова предлагать комплексные решения. В перечень предлагаемого оборудования для промышленных задач входят эжекторы пара и готовые системы на их базе.
Имеющиеся в ассортименте компании OPEKS Energysystems паровые эжекторы имеют классическую конструкцию, для применения в системах «пар-пар» отвода и утилизации конденсатного пара вторичного вскипания паросиловых машин, теплообменных и янки-установок. Эжекторы пара ОПЭКС изготовляются из углеродистой или нержавеющей стали, в управляемом варианте (с регулятором давления GP-1000 или GP-2000), для режимов с максимальным рабочим давлением до 2,5 МПа и рабочей температурой до 400 град.С.
П.А. Гилепп. Сокращаем расход пара. Паровые эжекторы и термокомпрессоры
Паровые эжекторы применяются в обвязке теплообменных аппаратов с особыми (высокими) требованиями к качеству процесса нагрева, в системах утилизации пара вторичного вскипания и задачах смешивания пара с разными давлениями.
Применение:
1. Группы параллельно подключенных теплообменников.
2. Вращающиеся сушильные барабаны БДМ и КДМ.
3. Валы на гофропрессах.
4. Плиты прессов на фанерных производствах.
5. Плиты вулканизационных прессов на производствах резинотехнических изделий.
6. «Батареи» из нескольких паровоздушных калориферов.
7. Варочные котлы (реакторы).
8. Выпарные колонны.
9. Каландры.
10. Погружные змеевики, скоростные подогреватели.
По назначению эжекторы делятся на два вида:
• Рециркуляционные эжекторы – для регулирования расхода пара в теплообменных процессах.
• Термокомпрессоры – для смешивания потоков пара с разным давлением.
Преимущества рециркуляционного эжектора
• нет необходимости установки конденсатоотводчиков на выход каждого потребителя – сокращение затрат на закупку и монтаж конденсатоотводчиков и их обвязки, а также повышение общей надежности системы;
• высокое качество теплообменного процесса – равномерная температура по всей поверхности теплообмена вне зависимости от конфигурации теплообменника и текущей нагрузки;
• точное регулирование в широком диапазоне нагрузок;
• более высокая скорость пара в теплообменнике – более высокая скорость нагрева;
• пар на выходе эжектора более приближен к насыщению по сравнению с паром на выходе регулирующего клапана – выше эффективность теплопередачи.
Преимущества установки термокомпрессора
• возможность утилизации пара вторичного вскипания и получения пара более высокого давления для использования его в технологическом процессе;
• создание закрытых пароконденсатных систем без выпара в атмосферу и с полным использованием низкопотенциального пара;
• смешивание потоков пара с разным давлением для получения пара среднего давления.
Рециркуляционный эжектор в сравнении с регулирующим клапаном
Эжектор, оснащенный приводом, является регулируемым струйным насосом. Устройство сочетает в себе функции регулирующего клапана и струйного насоса. Эжектор устанавливается в обвязку теплообменника вместо регулирующего клапана. Сравним два способа автоматического регулирования нагрузки на теплообменном аппарате: «классическую» систему с регулирующим клапаном на входе и конденсатоотводчиком на выходе теплообменника и систему регулирования с рециркуляционным эжектором.
На рис. 1 схематично изображена традиционная система обвязки теплообменника с применением регулирующего клапана на входе в теплообменный аппарат и конденсатоотводчиком на выходе. Давление пара должно выталкивать конденсат через конденсатоотводчик. При этом эффективность процесса теплообмена существенно зависит от того, будет ли конденсат полностью и быстро уходить из теплообменника через конденсатоотводчик, в том числе, если регулирующий клапан на входе, отрабатывая изменение нагрузки, закроется так, что давление за ним значительно упадет. Как правило, чем больше закрывается регулирующий клапан, тем хуже эффективность теплообмена, так как скорость отвода конденсата существенно снижается и конденсат все больше и больше начинает обводнять теплообменник.
На рис. 2 показано, что регулирующим клапаном является сам эжектор, который не только регулирует подачу острого пара на теплообменник, но и засасывает с выхода теплообменника пар, который не сконденсировался. Таким образом, часть пара непрерывно циркулирует, постоянно продувая теплообменник и не давая конденсату шансов застаиваться в теплообменнике. Температура поверхности теплообмена в таком случае всегда выше, чем в системах с конденсатоотводчиком на выходе теплообменника.
На выходе теплообменника не устанавливается конденсатоотводчик, его следует устновить на выходе сосуда для разделения пара и конденсата, выходящих из теплообменника. Конденсат отделяется от пара не в маленьком пространстве конденсатоотводчика и конденсатопровода на выходе теплообменника, а в сосуде, следовательно, полноценному отводу конденсата ничего не мешает.
На рисунке 3 А и В приведены примеры обвязки варочного реактора с паровой рубашкой по традиционной схеме (А) с регулирующим клапаном на входе и конденсатоотводчиком на выходе, а также по схеме (В) с рециркуляционным эжектором. В примере В температура поверхности теплообмена одинаковая и вверху и внизу, и, как правило, выше, чем с конденсатоотводчиком, так как пленка конденсата всегда тоньше. Кроме того, пар на выходе регулирующего клапана в примере А может быть перегретым после дросселирования, то есть коэффициент теплопередачи в таком случае ниже. Эжектор смешивает два потока пара, и пар на выходе эжектора всегда более близок к состоянию насыщения при дросселировании, чем в варианте с обычным регулирующим клапаном.
Основные преимущества схемы с эжектором по сравнению со схемой с регулирующим клапаном и конденсатоотводчиком:
1. Пар не только снижает давление до необходимого для потребителя уровня, но и проталкивает через потребителя пар всасывающей силой эжектора.
2. Скорость пара на выходе потребителя всегда не равна нулю. Это означает превосходную возможность точного регулирования в самом нижнем диапазоне нагрузок, т. к. эжектор, находясь в состоянии почти полного закрытия, все равно обеспечивает скорость конденсата на выходе, не сравнимую со скоростью выхода конденсата при почти полном закрытии регулирующего клапана.
3. На выходе потребителя нет конденсатоотводчика. Это означает, что из теплообменника выходит и пар, и конденсат. Разделяются эти потоки только в расширителе, а не в малом пространстве конденсатоотводчика и выходного трубопровода конденсата между конденсатоотводчиком и теплообменником. На выходе расширителя два потока: вверх к эжектору направляется пар вторичного вскипания и пролетный, рециркулирующий пар с теплообменника, вниз уходит конденсат. Таким образом, конденсат не оказывает влияния на теплообмен, не имея возможности задерживаться в теплообменнике.
4. Потребитель, снабженный эжектором, имеет следующие достоинства: более высокая скорость пара, лучший коэффициент теплопередачи, полная активная теплопередающая поверхность, тоньше пленка конденсата, сниженное удельное потребление пара, более высокая скорость нагрева.
5. Пар на выходе эжектора всегда больше приближен к состоянию насыщения, чем после обычного регулирующего клапана за счет того, что пар на выходе эжектора не только дросселируется, но и смешивается с рециркуляционным паром. Эффективность теплопередачи при работе с насыщенным паррм всегда выше, чем с перегретым.
Эжектор-термокомпрессор
Термокомпрессоры предназначены для смешивания двух потоков пара с существенно отличающимся давлением для получения на выходе пара условно среднего давления. Типичным примером (прим. 1 на рис. 4) является система утилизации пара вторичного вскипания, выходящего из конденсатного бака. Достаточно часто этот пар безвозвратно теряется, так как нет на производстве потребителя пара низкого давления, однако есть потребитель для пара более высокого давления. В таком случае эжектор выполняет роль парового компрессора, засасывая пар низкого давления из конденсатного бака при помощи пара высокого давления.
Другим применением (пр. 2 на рис. 4) является задача смешивания пара из двух паропроводов с разным давлением, когда нет возможности применить редукционный клапан для получения пара среднего давления из-за нехватки расхода пара и, однако, есть паропровод пара низкого давления с достаточным расходом; в данном случае есть техническая возможность использовать эжектор для того, чтобы взять пар низкого давления с требуемым расходом и при помощи пара высокого давления получить на выходе пар с требуемым давлением для подачи его в технологический процесс.
Исполнение эжекторов
Системы теплообмена, оснащенные комбинированной схемой из двух эжекторов, то есть с применением и рециркуляционного эжектора, и термокомпрессора, позволяют обеспечить очень высокие показатели по всем критериям эффективности.
ООО «Паровые системы» предлагает паровые эжекторы, а также готовые системы управления теплообменными процессами с применением рециркуляционных эжекторов и термокомпрессоров производства компании Baelz (Германия) и TLV (Япония). Являясь многолетним партнером компаний Baelz и TLV, фирма осуществляет подбор оборудования для новых, а также ранее поставленных систем, где установлена техника Baelz. Сотрудники ООО «Паровые системы» прошли обучение в Baelz и имеют достаточный опыт для подбора и квалифицированной технической поддержки оборудования и систем производства немецкой компании.