Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
49 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пароструйный эжектор принцип работы

Эжектор – что это такое: принцип действия эжекторных насосов, устройство, чертежи

Эжектор – что это такое? Данный вопрос часто возникает у владельцев загородных домов и дач в процессе обустройства автономной системы водоснабжения. Источником поступления воды в такую систему, как правило, является предварительно пробуренная скважина или колодец, жидкость из которых необходимо не только поднять на поверхность, но и транспортировать по трубопроводу. Для решения таких задач используется целый технический комплекс, состоящий из насоса, набора датчиков, фильтров и водяного эжектора, устанавливаемого в том случае, если жидкость из источника необходимо откачивать с глубины, превышающей десять метров.

Эжектор водоструйный с фланцевыми соединениями

В каких случаях нужен эжектор

Прежде чем разбираться с вопросом о том, что такое эжектор, следует выяснить, для чего нужна насосная станция, оснащенная им. По сути, эжектор (или эжекторный насос) представляет собой устройство, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Таким образом, у эжекторной насосной станции принцип работы основан на законе Бернулли: если в сужающемся сечении трубопровода создается пониженное давление одной среды, это вызовет подсос в формируемый поток другой среды и ее перенос от места всасывания.

Всем хорошо известно: чем больше глубина источника, тем тяжелее поднять воду из него на поверхность. Как правило, если глубина источника составляет более семи метров, то обычный поверхностный насос уже с трудом выполняет свои функции. Конечно, для решения такой проблемы можно применить более производительный погружной насос, но лучше пойти другим путем и приобрести эжектор для насосной станции поверхностного типа, значительно улучшив характеристики используемого оборудования.

Внешний эжектор, подготовленный для погружения в скважину

За счет применения насосной станции с эжектором увеличивается напор жидкости в основном трубопроводе, при этом используется энергия быстрого потока жидкой среды, протекающей по его отдельному ответвлению. Эжекторы, как правило, работают в комплекте с насосами струйного типа – водоструйными, жидкостно-ртутными, парортутными и паромасляными.

Особенно актуальным эжектор для насосной станции является в том случае, если надо увеличить мощность уже установленной или планируемой к установке станции с поверхностным насосом. В таких случаях эжекторная установка позволяет увеличить глубину забора воды из резервуара до 20–40 метров.

Обзор и работа насосной станции с внешним эжектором

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

  • камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
  • смесительный узел;
  • диффузор;
  • сопло, поперечное сечение которого сужается.

Устройство выносного эжектора

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Если правильно подобрать форму трубы и скорость потока, то в отвод, расположенный в суженной части, будет засасываться воздух или жидкость

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

  • Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
  • Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
  • За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Подключение насоса с внешним эжектором

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Устройство насосной станции с эжектором предусматривает наличие в ее оснащении крана, устанавливаемого на рециркуляционной трубе. При помощи такого крана, который регулирует поток жидкости, поступающей к соплу эжектора, можно управлять работой данного устройства.

Виды эжекторов по месту установки

Приобретая эжектор для оснащения насосной станции, имейте в виду, что такое устройство может быть встроенным и внешним. Устройство и принцип работы эжекторов двух этих типов практически ничем не отличаются, различия состоят лишь в месте их установки. Эжекторы встроенного типа могут помещаться во внутреннюю часть корпуса насоса, либо монтироваться в непосредственной близости от него. Эжекционный насос встроенного типа отличает ряд достоинств, к которым следует отнести:

  • минимум места, необходимого для установки;
  • хорошая защищенность эжектора от загрязнений;
  • отсутствие необходимости в установке дополнительных фильтров, защищающих эжектор от нерастворимых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости.

Центробежный насос с встроенным эжектором

Между тем следует иметь в виду, что высокую эффективность эжекторы встроенного типа демонстрируют в том случае, если их используют для откачивания воды из источников небольшой глубины – до 10 метров. Еще одним значимым недостатком насосных станций с эжекторами встроенного типа является то, что они издают достаточно сильный шум при своей работе, поэтому располагать их рекомендуется в отдельном помещении или в кессоне водоносной скважины. Следует также иметь в виду, что устройство эжектора данного типа предполагает использование более мощного электродвигателя, приводящего в действие и саму насосную установку.

Выносной (или внешний) эжектор, как следует из его названия, устанавливается на определенном расстоянии от насоса, причем оно может быть довольно большим и доходить до пятидесяти метров. Эжекторы выносного типа, как правило, размещают непосредственно в скважине и подключают к системе посредством рециркуляционной трубы. Насосная станция с выносным эжектором также требует использования отдельного накопительного бака. Этот бак необходим для того, чтобы обеспечивать постоянное наличие воды для рециркуляции. Наличие такого бака, кроме того, позволяет снизить нагрузку, приходящуюся на насос с выносным эжектором, и уменьшить количество энергии, необходимой для его функционирования.

Насос с внешним эжектором

Использование эжекторов выносного типа, эффективность которых несколько ниже, чем у встраиваемых устройств, позволяет осуществлять откачивание жидкой среды из скважин значительной глубины. Кроме того, если сделать насосную станцию с внешним эжектором, то ее можно не размещать в непосредственной близости от скважины, а смонтировать на расстоянии от источника водозабора, которое может составлять от 20 до 40 метров. При этом важно, что расположение насосного оборудования на таком значительном расстоянии от скважины не отразится на эффективности его работы.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

  • тройник с внутренней резьбой;
  • штуцер;
  • муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Комплектующие для самодельного эжектора

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

  1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
  2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
  3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
  4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.
Читать еще:  Цвета проводов в электрике: стандарты и правила маркировки способы определения проводника

Самодельный эжектор в сборе

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

После того как все требуемые соединения выполнены, самодельный эжектор помещают в скважину, а всю трубопроводную систему заполняют водой. Только после этого можно осуществить первый пуск насосной станции.

Каталог вакуумного оборудования

Основным партнером нашей компании в поставке пароэжекторного оборудования является Croll Reynolds — инжиниринговая компания, специализирующаяся на исследовании, разработке и производстве вакуумного оборудования, а так же систем контроля загрязненности воздуха.

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.

Пароэжекторы
Пароэжектор — (фр. ejecteur, от ejecter — выбрасывать от лат. ejicio) — гидравлическое устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Пароэжекторы используются в струйных насосах: водоструйных, жидкостно-ртутных, паро-ртутных, паромасляных. Конструкция пароэжектора состоит из сопла, всасывающей камеры и диффузора. Диффузоры — это каналы, где происходит превращение кинетической энергии в потенциальную. Таким образом, происходит повышение давления за счет снижения скорости. В сопле создается поток пара либо газа, который называется рабочей средой. Эта среда движется с достаточно большой скоростью и турбулентно, из-за чего в рабочей камере создается разряжение. Под действием разряженного воздуха, созданная смесь удаляется из рабочей камеры.

Типы пароэжекторов

  • Односопельные пароэжекторы используются для любых критичных и некритичных потоков.
  • Многосопельные эжекторы Croll Reynolds имеют уникальные конструкцию и производительность. В большинстве случаев они демонстрируют экономию 10-20% по сравнению с односопельными пароэжекторами.
  • Игольчатый пароэжектор применятся там, где давление может меняться во времени. Во время работы игла с пневматическим приводом перемещается в сопле и меняет поток.

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.

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:

  • Низкопотенциальный насыщенный пар, в системах отвода парового конденсата паросиловых и теплообменных установок, а также янки-установок, применяемых в техпроцессе изготовления бумаги . Эжекторы пара (или термокомпрессоры) в данном случае применяются в подсистемах отвода и утилизации конденсатного пара вторичного вскипания, в так называемом режиме рекомпрессии.
  • Воздух или другая газообразная среда, для создания в технологических емкостях необходимых условий разряжения (вакуумирования). С помощью паровых эжекторов в вакуум-установках создается внутреннее разряжение (вакуумирование) давлением до 75 мм рт.ст, а в многоступенчатых установках – и до нескольких микрон рт.ст.
  • Вода, паровой кондесат, технические и технологические жидкости, как вредные среды в технологических установках и паросиловых машинах, требующие удаления. Для их удаления паровые эжекторы применяются в составе водоструйных, паро-ртутных, паро-масляных струйных насосов.

Струйные насосы применяются в различных отраслях техники, промышленности и хозяйства, для:

  • осушения парового пространства, удаление конденсата из паросиловых и теплообменных установок (так называемый режим рециркуляции для эжекторов пара), с целью интенсификации прохождения теплообменных процессов.
  • быстрого удаления (аварийной откачки) воды, в корабельных водооткачивающих системах;
  • удаления паров масла, ртути и других вредных веществ в разнообразных технологических установках и паросиловых машинах.
  • в качестве пароструйных инжекторов, в системах подпитки водой паровых котлов высокого давления.

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:

  • Подводящий паропровод с узко-струйным соплом.
  • Всасывающую камеру с подводом откачиваемой среды.
  • Смесительную камеру.
  • Диффузионную камеру с расширяющейся трубкой Вентури.
  • Систему управления (для управляемых вариантов эжекторов), с помощью которой регулируется подача высокопотенциальной среды (острого пара), и изменяется положение сопла относительно смесительной камеры, соответственно, параметры кольцевого зазора подсоса удаляемой среды.

Преимущества и недостатки паровых эжекторов

Очевидными преимуществами парового эжектора перед механическими откачивающими насосами являются:

  • Конструкционная простота (работает фактически без наличия подвижных деталей и узлов трения), которая обуславливает очень высокую надёжность в работе и огромный рабочий ресурс аппарата.
  • Дешевизна аппарата в установке и эксплуатации, отсутствие потребности в расходных и эксплуатационных материалах.
  • Независимость работы аппарата от наличия электропитания и стабильности параметров электросети.
  • Возможность вернуть в систему низко потенциальный пар, например, который ранее выбрасывался в окружающую среду.

В то же время к недостаткам паровых эжекторов следует отнести:

  • Низкую экономичность в работе. Впрочем, в классических эжекторах пара (термокомпрессорах), функционирующих в подсистемах отвода конденсата паросиловых установок и теплообменных аппаратов с целью отвода пара вторичного вскипания, суммарный КПД остаётся достаточно высоким, за счёт утилизации энергии одновременно и острого, и вторичного пара.
  • Невозможность получения чистой откачиваемой среды, только – в смеси с водяным паром и продуктами его конденсации. В связи с чем область применения паровых эжекторов ограничена системами: удаления вредных веществ; вакуумирования; утилизации водяного пара (водяным паром).

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.

Читать еще:  Рисунки и узоры на стене с помощью трафарета своими руками

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.

Пароструйные эжекторы (ЭП)

Различают предельные (критические) и допредельные (докритические) режимы работы ЭП. В зависимости от геометрических и режимных параметров различают три предельных режима. Первый соответствует получению критической скорости эжектируемого потока непосредственно на входе в камеру смешения, второй — в каком-либо промежуточном ее сечении, а третий — достижению критической скорости смешанного потока.

Рабочим режимом основных ЭП паротурбинных установок считается предельный режим, а наиболее экономичным — предельный критический. Переход на допредельный (перегрузочный) режим приводит к резкому увеличению давления в приемной камере, а следовательно, и в конденсаторе, что недопустимо по условиям работы турбины. Для обеспечения надежной работы турбины при внезапном увеличении присосов воздуха против номинального значения производительность ЭП выбирают с 3—5-кратным запасом по отношению к номинальному значению.

Расчет ЭП производится с использованием уравнений сохранения, на базе которых создан ряд методик. Наиболее распространена методика расчета аппаратов с цилиндрической и конической камерами смешения.

Обычно решаются две задачи: нахождение по известным входным параметрам достижимого противодавления или при заданном достижимого. После этого определяются режимные параметры и геометрические размеры ЭП. Для многоступенчатых аппаратов ведется поступенчатый расчет, начинающийся с расчета первой ступени.

Степень сжатия в одноступенчатом ЭП обычно не превышает пяти. Поэтому для достижения больших степеней сжатия приходится выполнять ЭП из нескольких последовательно включенных ступеней. Чтобы вторая и последующие ступени дополнительно не догружались отработавшим в предыдущих ступенях паром, его конденсируют в поверхностных холодильниках эжектора, число которых обычно соответствует числу ступеней сжатия. В результате поступающая в последующие ступени паровоздушная смесь содержит очень мало пара, а холодильники эжекторов являются предвключенными ступенями регенеративного подогрева основного конденсата. Выброс паровоздушной смеси на ТЭС и двухконтурных АЭС производится непосредственно в атмосферу.

В паре одноконтурных АЭС содержится гремучий газ, образующийся вследствие радиолитического разложения воды в реакторе. Его содержание по тракту эжектора должно быть меньше нижнего предела взрываемости. Для этого, во-первых, необходимо соответствующим образом регулировать количество конденсирующегося в холодильниках пара, а во-вторых, повышать его давление несколько выше атмосферного (на 0,02—0,03 кПа), чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление установки. С этой целью некоторые ЭП выполняются без теплообменника последней ступени.

Параллельная схема включения иногда используется в системе отсоса паровоздушной смеси из концевых уплотнений мощных турбин АЭС, где при небольших (1,15—1,5) степенях сжатия расходы удаляемой среды доходят до 2000 кг/ч и выше. ЭП уплотнений также снабжаются теплообменниками, но основная задача их при этом (как и в ряде других случаев) — утилизация теплоты паровоздушной смеси. Пусковые эжекторы с учетом непродолжительности их работы нередко выполняются без теплообменников.

Маркировка аппаратов

  • ЭП — эжектор пароструйный;
  • с 1975 г. добавляется буква О, означающая «основной»;
  • первая цифра — число ступеней;
  • вторая — максимальная производительность по сухому воздуху, кг/ч (в случае сдвоенных последних цифр — максимальная производительность по неконденсирующимся газам для одноконтурных АЭС).

Для аппаратов ПО ЛМЗ вторая цифра — расход рабочего пара, кг/ч.

ПАРОСТРУЙНЫЕ ЭЖЕКТОРЫ

Устройство и принцип действия пароструйного эжектора

Основные элементы пароструйного эжектора (рис. 2.1): рабочее сопло, приемная камера, камера смешения, диффузор [1], [4|.

Рис. 2.1. Принципиальная схема пароструйного эжектора

Рабочий пар поступает в сопло 1, выполняемое обычно по типу сопла Лаваля. В сопле пар расширяется до значения давления рн в приемной камере 2, несколько меньшего, чем давление в конденсаторе рк, и приобретает большую скорость. Струя рабочего пара, вытекающая из сопла, захватывает паровоздушную смесь, инжектируемую в приемную камеру эжектора из конденсатора, и поступает вместе с ней в суживающуюся часть диффузора или камеру смешения. Последняя состоит из конической части 3 и цилиндрического участка 4. В камере смешения, в том числе и на цилиндрическом участке, происходит выравнивание скоростей по сечению потока, сопровождающееся повышением давления. Дальнейшее сжатие смешанного потока (смеси рабочего пара и инжектируемой среды) — преобразование кинетической энергии потока в потенциальную энергию — до значения давления рс происходит в расширяющейся части диффузора 5.

Читать еще:  5 причин, почему перегорают розетки

Отношение называют степенью повышения давления,

или степенью сжатия. Чтобы не затрачивать излишнюю работу на сжатие большого количества пара, которое содержится в смеси, выходящей из диффузора первой ступени, а также чтобы использовать теплоту и сохранить конденсат этого пара, паровоздушная смесь поступает сначала в охладитель. В нем большая часть пара конденсируется, и выходящая из него смесь поступает в приемную камеру второй ступени, а затем — в третью (см. рис. 1.1). Охладитель устанавливается после каждой ступени эжектора. После прохождения охладителя третьей ступени смесь выбрасывается наружу. Теплота конденсации пара передается в охладителях ступеней эжектора основному конденсату, который используется в качестве охлаждающей воды.

Описанная схема работы эжектора является несколько упрощенной, но дает в основном правильное представление о принципе его действия. В действительности как в камере смешения, так и в расширяющейся части диффузора может наблюдаться на некотором участке понижение давления потока с последующим скачкообразным его ростом (скачки уплотнения).

В конструктивном отношении пароструйные эжекторы конденсационных установок различаются между собой исполнением и компоновкой элементов.

Проточная часть каждой ступени эжектора иногда располагается снаружи и соединяется при помощи патрубка с соответствующим охладителем, а в других случаях встраивается внутрь парового пространства охладителя.

Охладитель каждой ступени может иметь отдельный корпус, или охладители всех ступеней конструктивно объединяются в общем корпусе, имеющем соответствующие перегородки как в паровом пространстве, так и в водяных камерах. Охладители выполняются с прямыми (горизонтальными или вертикальными) трубками, развальцованными в двух трубных досках, или с (/-образными трубками и одной трубной доской. По охлаждающей воде (основному конденсату) охладители отдельных ступеней большей частью включаются последовательно, начиная с первой ступени; применяется также схема, при которой охлаждающая вода, пройдя охладитель первой ступени, распределяется затем параллельно между охладителями второй и третьей ступеней.

Отвод конденсата (дренажа) из охладителей производится раздельно или каскадно, т.е. последовательно, начиная с последней ступени и заканчивая охладителем первой ступени, из которого конденсат отводится в конденсатор.

Производительность и давление всасывания эжектора определяются геометрическими размерами проточной части ступеней эжектора и эффективностью охладителей.

Профиль проточной части эжектора характеризуется следующими основными размерами (см. рис. 2.1):

  • • диаметром узкого сечения (горла) рабочего сопла (i/p);
  • • расстоянием от выходного сечения сопла до камеры смешения (/с);
  • • диаметром горла диффузора (с/>) и углами конусности его суживающейся (срк) и расширяющейся частей (фл).

Оказывают влияние на работу ступени также угол раствора (фс), диаметр выходного сечения сопла (с/,) и длина цилиндрического участка (горла) диффузора (/ц).

Эффективность охладителя, т.е. степень конденсации пара, содержащегося в поступающей смеси, определяется поверхностью теплообмена охладителя, температурой охлаждающей воды и коэффициентом теплопередачи. Коэффициент теплопередачи зависит при заданных параметрах поступающей парогазовой смеси от ее скорости в различных зонах охладителя и от скорости охлаждающей воды. Как правило, поверхность теплообмена охладителя выбирается с таким расчетом, чтобы в нем конденсировалось 95% поступающего с паровоздушной смесью пара при номинальной температуре охлаждающего конденсата.

На выхлопном патрубке основного эжектора обычно устанавливается воздухомер для контроля воздушной плотности турбоагрегата.

Воздухомер представляет собой прибор дроссельного типа. Устройство дроссельного воздухомера ВТИ [4] показано на рис. 2.2. Он совмещает в себе дроссельный орган (измерительную диафрагму) и одностекольный водяной манометр.

Дроссельный орган имеет два отверстия: меньшее — для расходов воздуха до 8 кг/ч и большее — до 20 кг/ч. Поскольку эжектор выбрасывает насыщенную смесь воздуха с водяным паром, градуировка шкал предполагает наличие наиболее часто наблюдающегося значения температуры этой смеси (55 ± 5) °С. В случае же значительного отклонения температуры смеси от этого значения к показанию прибора вводится соответствующая поправка.

Рис. 2.2. Устройство дроссельного воздухомера ВТИ:

1 и 3 — патрубки; 2 — фасонный фланец; 4 — крепление шкалы; 5 — дроссельный орган; 6 — затвор; 7 — измерительная трубка; 8 — шкала; 9 — указатель шкалы

Пароструйный эжектор

Эже́ктор (фр. éjecteur , от éjecter — выбрасывать от лат. ejicio ) — устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Эжектор, работая по закону Бернулли, создаёт в сужающемся сечении пониженное давление одной среды, что вызывает подсос в поток другой среды, которая затем уносится и удаляется от места всасывания энергией первой среды.

Эжекторы используются в струйных насосах, например водоструйных, жидкостно-ртутных, паро-ртутных, паромасляных.

Содержание

  • 1 Виды эжекторов
  • 2 История
  • 3 См. также
  • 4 Литература

Виды эжекторов

  • Паровой эжектор — струйный аппарат для отсасывания газов из замкнутого пространства и поддержания разрежения. Паровые эжекторы применяют в различных областях техники.
  • Пароструйный эжектор — аппарат, использующий энергию струи пара для отсасывания жидкости, пара или газа из замкнутого пространства. Пар, выходящий из сопла с большой скоростью, увлекает через кольцевое сечение вокруг сопла перемещаемое вещество. Использовался на судах для быстрого отливания воды.
  • Газовый эжектор — устройство, в котором избыточное давление высоконапорных газов используется на сжатие газов низкого давления: газ низкого давления попадает в камеру смешения за счет того, что в ней создана область разрежения. Область разрежения создается при прохождении высоконапорного газа с высокой скоростью и давлением через сопло (сужающееся сечение). В камере смешения два потока объединяются, и формируется смешанный поток. Пройдя камеру смешения, поток устремляется в диффузор, в котором происходит его торможение и рост давления. На выходе из эжектора смешанный поток имеет давление выше, чем давление низконапорного газа. Повышение давления низконапорного газа происходит с затратой энергии потока высоконапорного газа.

История

Эжектор одновременно с инжектором изобретен в 1858 году, инженером Анри Жиффаром [ источник не указан 1120 дней ] (изобретателем газобаллонного пневматического оружия на углекислом газе, изобретателем систем клапанных устройств для пневматического оружия) во Франции.

Эжекторы пароструйные

Эжекторы пароструйный любой паровой турбины предназначены для поддержания разрежения в конденсаторе паровой турбины путем постоянного удаления из него неконденсирующихся газов.

ПК Бойлер изготавливает несколько типов эжекторов для турбин различных заводов:

  • ЭП / ЭЛ / ЭУ — для турбин Харьковского турбогенераторного завода;
  • ЭО / ЭП / ЭУ / ПО — для турбин Калужского турбинного завода;
  • ЭП — для турбин Ленинградского металлического завода;
  • ЭП / ЭПО — для турбин Уральского турбинного завода;
  • П — для турбина завода Красный Котельщик.

Категории товаров

  • Главная
  • Новости
  • Блог
    • Видео
    • Разработки
    • Расчеты
  • География работ
  • Теплообменное оборудование
    • Кожухотрубные теплообменники
      • Пароводяные подогреватели ПП
      • Водоводяные подогреватели ПВ
      • ППРУ малогабаритные пароводяные подогреватели
      • ПВРУ Малогабаритные водоводяные подогреватели
      • Подогреватели пароводяные МВН
      • Теплообменники водоводяные Q
      • Охладители конденсата
      • Теплообменники пароводяные Q
      • Эжекторы пароструйные
      • Конденсаторы пара паровых турбин
      • Подогреватели сетевой воды ПСВ
      • Подогреватели мазута ПМ
      • Кожухотрубные испарители
      • Теплообменники пищевых сред
      • Подогреватели низкого давления
      • Маслоохладители
        • Маслоохладители МХ
        • Маслоохладители МО
        • Маслоохладители МБ/МБМ
        • Маслоохладители МРУ
        • Маслоохладители МП
    • Емкостные теплообменники
      • Емкостные паровые водоподогреватели СТД / ВПЕ
  • Водоподготовительное оборудование
    • Фильтры
      • Фильтры ФОВ осветлительные
      • Фильтры ФИПа ионитные
      • Фильтры ФСУ угольные
      • Фильтры ФИПр противоточные
    • Деаэраторы
      • Деаэраторы атмосферные
        • Баки деаэраторные БДА
        • Колонки деаэраторные КДА / ДА
        • Охладители выпара атмосферные ОВА
        • Гидрозатворы ДА
        • Деаэраторы в сборе
      • Деаэраторы вакуумные
        • Деаэраторы вакуумные ДВ
        • Охладители выпара вакуумные ОВВ
        • Эжекторы водоструйные ЭВ
    • Сепараторы продувки
    • Солерастворители
    • Расширители продувки РП
    • Холодильники отбора проб
    • Фильтры мазута ФМ
    • Фильтрующие элементы
  • Котельное оборудование
    • Промышленные котлы
    • Теплоаккумуляторы
    • Бойлеры косвенного нагрева
    • Бытовое котельное оборудование
      • Газовые котлы Daewoo DGB / MSC
      • Газовые котлы Hydrosta
      • Газовые котлы Бош Bosch
    • Резервуары и емкости
    • Дымовые трубы
    • Воздухосборники А1И

Всего товаров — 5

Пароструйные эжекторы паровых турбин отсасывают из конденсатора турбины не только неконденсирующиеся газы, но и некоторое количество пара. Парогазовая смесь находится в насыщенном состоянии, а между работой пароструйного эжектора и конденсатора турбины существует очень тесная взаимосвязь. Увеличение по какой-либо причине давления всасывания пароструйного эжектора влечет за собой также и рост давления в конденсаторе, в результате чего повышается температура пара и соответственно возрастает разность температур пара и циркуляционной воды. Данный факт увеличивает количество сконденсировавшегося пара и уменьшает его количество в эжектируемой парогазовой смеси, что приводит к понижению давления всасывания эжектора, а соответственно и давления в конденсаторе, пока не будет достигнуто новое установившееся состояние. Эжектор пароструйный паровой турбины оказывает непосредственное влияние на величину давления в конденсаторе турбины, от которой сильно зависит экономичность турбоагрегата вцелом.

U-образные теплообменники эжекторов могут соединяться по охлаждающей воде по последовательной, параллельной или смешанной схемам. Отвод конденсата из охладителей (U-образных теплообменников) производится раздельно из каждой ступени в конденсатор, либо каскадно через гидрозатворы, начиная с последней ступени и заканчивая первой, из которой конденсат отводится в конденсатор.

Ступени пароструйных эжекторов и их назначение

Пароструйные эжекторы могут иметь одну или несколько ступеней отсасывания воздуха.

Пусковой пароструйный эжектор. Эжектор, который обеспечивает набор первичного вакуума при запуске паровой турбины называется пусковым. Как правило, такие эжекторы имеют одну ступень и не компонуются трубной системой, охлаждающей паровоздушную смесь.

Основной пароструйный эжектор. Эжектор, который обеспечивает отсос неконденсируемых газов из основного конденсатора пара на рабочих режимах паровой турбины, называется основным. Как правило, основные эжекторы имеют несколько ступеней отсасывания воздуха и выполнены с U-образными, либо П-образными трубными системами, которые предназначены для охлаждения паровоздушной смеси.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector