蒸汽喷射泵

化学工程术语

蒸汽喷射泵是一种真空获得设备，是射流技术在传热领域的应用。该技术从20世纪80年代传入我国，近几年开始应用于工程。蒸汽喷射泵结构简单，投资小，运行可靠，能合理匹配蒸汽的压力等级，回收低品位蒸汽，提高蒸汽的利用效率，是节能的重要途径。广泛应用于食品、制药、化工、冶金等行业中。

引言

蒸汽喷射泵是射流技术在传热领域的应用。该技术从20世纪80年代传入我国，近几年开始应用于工程。蒸汽喷射泵结构简单，投资小，运行可靠，能合理匹配蒸汽的压力等级，回收低品位蒸汽，提高蒸汽的利用效率，是节能的重要途径。

结构及原理

蒸汽喷射泵主要由喷嘴、接受室、混合室、扩压室等几部分组成 , 其结构见图。蒸汽喷射泵的工作原理是高压蒸汽通过喷嘴时产生高速气流 , 在喷嘴出口处产生低压区 , 在此区域将低压蒸汽吸入 , 高压蒸汽在膨胀的同时压缩低压蒸汽 , 用高压蒸汽的裕压提高低压蒸汽的品位 , 然后通过混合室进行良好混合 , 混合后的蒸汽再通过扩压室恢复部分压力 ,达到要求的蒸汽压力后供给热用户使用。根据高、低压蒸汽的参数可以进行不同的结构设计 , 得到各种压力等级的蒸汽 , 满足不同热用户的要求。吸入的低压蒸汽既可以是放散的废蒸汽 , 也可以是凝结水产生的闪蒸蒸汽 , 使低焓热能得到充分利用 , 达到节约能源的目的。蒸汽喷射泵的节能率可以达到35%左右 , 具有很好的实用性。

性能评价

引射系数

引射系数μ等于被引射蒸汽与引射蒸汽的质量比，它表明高压蒸汽引射低压蒸汽的能力。即：

μ=qm,1/qm,h

式中：qm,1低压蒸汽质量流量，kg/h；

qm,h高压蒸汽质量流量，kg/h。

供热系数

以高品位工作蒸汽减压前后的能量差为动力，通过喷射泵循环供给热用户的热量与所消耗的工作蒸汽热量之比，称为供热系数，用COP 表示。 COP越大，说明喷射泵的工作效率越高。

应用方法

蒸汽减温减压

喷射泵式减温减压器采用蒸汽喷射泵作为减压器的主体，同时增加减温装置组合而成。它是一种能够同时调节蒸汽压力和温度，回收废热蒸汽的高效节能设备。它与常规的减温减压器不同，常规减压器的热力过程是新蒸汽的有效能降低，能量贬值的过程。喷射泵式减温减压器能使工作蒸汽的有效能得到合理利用，其系统见图2。

蒸汽压力匹配

蒸汽压力匹配器是满足用户对蒸汽不同压力要求的理想设备，它通过用高压蒸汽引射低压蒸汽，在降低高压蒸汽品位的同时提高低压蒸汽的品位，产生介于高、低压蒸汽压力之间各种压力的蒸汽。它在热电厂汽轮机中间抽汽供热压力匹配方面已有很好的应用，其系统见图 3 。

凝结水回收

凝结水在排放过程中产生大量的闪蒸蒸汽，一直放空，既浪费能源，又污染环境。利用喷射泵式凝结水回收装置可以回收凝结水产生的闪蒸蒸汽，提高蒸汽品位后重新加以利用。其系统见图4。

工程实例

蒸汽压力匹配器的应用

某石化公司生产用蒸汽压力等级有3.5 MPa，1.6 MPa，1.0 MPa，0.5 MPa 等，其中 1.6 MPa蒸汽原来是利用 3.5 MPa 新蒸汽减温减压后获得的。为了节约能源，提高热能利用率，1998 年该厂对供热系统进行了改造，用喷射泵式蒸汽压力匹配器取代传统的减温减压器，以 3.5 MPa 新蒸汽为驱动蒸汽，引射 0.9 MPa的汽轮机排汽，两种蒸汽混合后达到1.6 MPa 。工艺要求蒸汽温度为 220 ℃，蒸汽压力匹配器输出的蒸汽温度为 380 ℃，后接喷水减温器进行温度调节。为了实现自动调节和保证蒸汽参数稳定，该系统还安装了自动控制系统。投入运行后，工作可靠，经济效益明显。在设计工况下，引射系数可达 0. 3，在输出汽量为 18 t/ h 时，可以引射 0.9 MPa 蒸汽 4.15 t/ h。在正常生产情况下，蒸汽用量为 8 t/ h，每年可利用排汽总量为 1.71 万 t。按发电汽耗 14.83 kg/ (kW·h)计算 , 每年可多发电 115 万 kW· h，增加效益 37.72万元。设备总投资为14万元 , 投资回收期为4个月。

喷射泵式凝结水回收装置的应用

某食品厂蒸煮面丝用的 0.2 MPa 蒸汽是利用0.9 MPa 新蒸汽减压减温后制得。炸面丝用 0.9MPa 蒸汽加热，产生的高温凝结水和闪蒸蒸汽排入地沟，热能总损耗在 30% 以上。对供热系统进行了改造，采用喷射泵式凝结水回收装置回收凝结水和闪蒸蒸汽，通过喷射泵用 0.9 MPa 蒸汽引射凝结水闪蒸蒸汽，使之提高到 0.2 MPa，供蒸煮面丝用汽。降压后的凝结水供给浴室使用。该系统投入运行后，回收凝结水量为 2.00 t/h，回收闪蒸汽量为 1.23 t/h 。若蒸汽价格为 87 元/t，水价格为 1 元/t，以每年运行 7 000 h 计，年回收闪蒸蒸汽价值 74.91 万元，年回收凝结水热量约折合2 000 t 蒸汽，其价值为 17.4 万元，回收凝结水的水价值 1.4 万元，总回收价值 93.71 万元。工程总投资为 13 万元，投资回收期约 2 个月。

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