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2010年第5期 节 能 CONSERVAlION (总第334期) ENERGY 利用文丘里引射装置回收利用高压天然气压力能 乔兴宏，谭福太，郑桂兴 (广州市能源检测研究院，广东广州510170) 摘要：介绍引射器的基本工作原理及其特性，并对该项技术中的关键设备超音速引射器进行设计研 究。工程应用表明，采用文丘里引射装置是以高压天然气引射低压人工煤气，不仅拓宽了天然气的应 用领域，而且通过回收天然气管网压力能，可大幅度节省电耗，降低生产运营成本，提高城市燃气管网 运行的可靠性。 关键词：引射器；节能；天然气；压力能 中图分类号：TU996文献标识码：B文章编号：1004—7948(2010)05—0063—03 引射器由(拉伐尔型)工作喷管、吸气室、混合管和 引言 扩压管组成(见图1)。文丘里引射器是利用工作 传统化石能源清洁化是中国发展清洁能源的 流体自身的压力，通过超音速喷嘴高速喷出，在文 主攻方向，天然气是最佳选择。“西气东输”工程 丘里吸气室内形成负压，提升吸气阀将被引射流体 的建成供气、“川气东送”工程以及沿海液化天然 吸入，两者在混合管内混合后发生能量交换，速度 气(LNG)站线等大型项目正在规划建设。我国将 均衡，并伴随着低压被引射流的压力升高。混合后 在2015年前建成“两横两纵”的天然气输送管道的气流由混合室进入扩散管，低压被引射流压力进 共计12374km，干线管道将由2000年的10638km 一步升高(高压气流压力降低)，低压气获得增压， 增加为23012km…。由于采用高压输气可以减小 在扩散管出口处，混合流体的压力高于进入接受室 输气管道的管径，从而节省管材和施工费用，故当 时引射流体的压力。 前世界上天然气的长输管道均采用高压输送。国 管 外长输管道的输送压力多数都在10MPa以上旧J， 混合流 我国西气东输工程的输气管道压力为10MPapJ， 体出口 其他主要输气管道的设计压力也均在6．4MPa以 上HJ。高压天然气中蕴藏着巨大的压力能，但是 在给普通用户供气时经调压站调压，这部分压力能 大量损失。国内外研究者对引射器的理论与应用 图1引射器结构原理示意图 进行了大量有价值的研究，以对天然气压差能回收 利用‘5—71。 引射器结构虽然简单，但引射器工作的实际过 本文从流体的连续性、动量平衡和能量平衡人 程十分复杂，主要包括湍流造成的两种流体问的剪 手建立引射器的特性方程，介绍引射器的基本工作 切、卷吸作用及混合过程中边界层与壁面、压力面 原理及其特性，对该项技术中的关键设备超音速引 间复杂的相互作用。再加上黏性干扰、分离涡、真 射器进行设计研究，最后对该项技术在某煤气公司 实气体效应等物理现象，使得这一过程更加复杂。 的文丘里管射流增压装置输送煤气项目进行的设