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蒸汽喷射泵原理及在节能中应用 　　【摘要】：介绍了蒸汽喷射泵原理以及有效利用高品位蒸汽的裕压，回收低压蒸汽，起到节能的作用。 　　【关键词】：蒸汽喷射泵；蒸汽压力匹配；低压蒸汽利用；节能 　　1 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。 　　2 蒸汽喷射泵 　　2.1 结构 　　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1。 　　2.2 工作原理 　　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。 　　2.3 喷射泵的分类 　　根据流体的相位不同，通常可将喷射装置分为三种： 　　水—水喷射泵，工作流体和被引射流体均为水，又称水喷射器或混水器；汽—水喷射泵，工作流体为蒸汽，被引射流体为水；以上两种常用于采暖通风系统中。汽—汽喷射器，工作流体和被引射流体均为蒸汽，又称为蒸汽喷射泵。 　　蒸汽喷射泵和水喷射泵的原理是一样的，由于水喷射泵的工质为液态，仅需考虑其不可压缩这一特点，使设计计算更为简单，但就用途而论，蒸汽喷射更为广泛。 　　3 蒸汽喷射泵的设计计算 　　设计时必须遵循以下三个基本定律: 　　3.1 质量守恒定律 　　Gg=Gp+Gh(1) 　　或Gg=(1+u)Gp(2) 　　式中: 　　Gp—引射蒸汽的质量流量,kg/s; 　　Gh—被引射蒸汽的质量流量,kg/s; 　　Gg—混合蒸汽的质量流量,kg/s; 　　u----喷射系数，u=Gh/Gp. 　　3.2能量守恒定律 　　ip+uih=(1+u)ig(3) 　　式中: 　　ip—引射蒸汽的焓,kJ/kg; 　　ih—被引射蒸汽的焓,kJ/kg; 　　ig—混合蒸汽的焓,kJ/kg. 　　3.3 动量守恒定律 　　对于流体在圆筒形混合室中的工作过程的动量方程式: 　　（4） 　　式中： 　　φ2—混合室速度系数； 　　W2—引射流体在喷管出口处的实际速度，m/s； 　　W3—混合流体在混合室终点处的实际速度，m/s； 　　W4—被引射流体在混合室入口处的实际速度，m/s； 　　g—自由落体重力加速度,m/s2； 　　f3—混合室的截面积，m2； 　　P3—混合流体在混合室终点处的压力，Pa； 　　P4—混合流体在混合室入口处的压力，Pa。 　　4 蒸汽喷射泵的调节 　　当蒸汽喷射泵在非设计工况下运行时，其喷射系数要下降，效率降低。 　　在实际运行中最常见到的工况是混合蒸汽量Gg随用户需求而变化.当Gg减小时，如不进行调节，即引射蒸汽量Gp不变，此时喷射系数u下降。显然，当混合蒸汽量减少到引射蒸汽量时，Gg=Gp，此时u=0，喷射泵变成单纯的减压节流器，效率最低。 　　当所需的混合蒸汽量改变时，喷射泵的效率可以借助人工调节而大大提高，这种调节可以质调节或量调节。质调节是降低喷射泵前的引射蒸汽压力，这可以简单地用引射蒸汽入口的阀门节流来实现，而量调节是保持引射蒸汽的压力不变，借助于喷管中移动的阀针来改变喷管的截面积。从动力观点看，量调比质调好，量调节不降低引射蒸汽的有效能，而质调节增加了节流损失。在量调情况下，喷射泵在射蒸汽量最小而喷射系数变化时的工作范围最大。 　　当然，要想在混合蒸汽需要下降时仍保持喷射泵的设计喷射系数，只有同时改变混合室和工作喷管喉部尺寸，使它们截面积的比值保持不变，这在结构上是有困难的。 　　若需要喷射升压的余汽量很大，且需求量变化幅度也大时，可以安装几台并联工作的喷射泵，这样可基本保持量调节的优点，由于喷射泵设计制造容易，一般无需维修，多装几台是合算的，使用中可按负荷变化决定运行的台数。从调节观点出发,采用数台泵并联,可以做到在全部工作范围内均可使喷射泵在设计喷射系数附近运行，以提高效率。 　　5 蒸汽喷射泵的应用举例 　　5.1 某年产6000吨涂料的中型化工企业，某工艺需要蒸汽参数压力为0.1—0.15MPa，温度90—110℃。蒸汽在管间，管内是被加热、蒸发、浓缩的溶液。原来使用的蒸汽为0.8MPa，温度为170℃，经减压降温后供给此设备。现采用蒸汽喷射