Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Паровой эжектор (термокомпрессор / рециркуляционный эжектор)

Паровой эжектор (термокомпрессор / рециркуляционный эжектор)

Регулируемый паровой эжектор TLV RSC / SC

Предлагаем паровые эжекторы TLV серии SC/RSC и Baelz серии 590 – подбираем подходящее решение, конфигурацию, поставляем продукцию, проводим наладочные работы. В нашей компании работают специалисты с отличным пониманием эжекторов и большим опытом их интеграции в технологические и вспомогательные процессы.

В наличии рециркуляционные эжекторы для повышения скорости / качества нагрева и термокомпрессоры для повышения эффективности использования низкопотенциального пара на предприятиях. Опыт показал ,что снижение расхода пара при применении рециркуляционного эжектора составляет от 8 до 40% в зависимости от технических условий и выбранного схемного решения.

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.

  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.
  11. Нагреватели в фармацевтической промышленности.

По назначению эжекторы делятся на два вида:

  • Рециркуляционные эжекторы — для регулирования расхода пара и отвода конденсата в теплообменных процессах;
  • Термокомпрессоры — для смешивания потоков пара с разным давлением и утилизации пара вторичного вскипания.

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 — сравнение 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.

схема Парового эжектора

Рис. 1. Регулирование расхода пара проходным регулирующим клапаном, отвод конденсата конденсатоотводчиком на выходе теплообменника.

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.

схема второго Парового эжектора

Рис. 2. Регулирование расхода пара эжектором и отвод конденсата через промежуточный сосуд для разделения рециркулирующего пара и конденсата.

На рис. 2 показано, что регулирующим клапаном является сам эжектор, который не только регулирует подачу острого пара на теплообменник, но и засасывает пар с выхода теплообменника, который не сконденсировался. Таким образом, часть пара непрерывно циркулирует, постоянно продувая теплообменник и не давая шансов конденсату 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 установить 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.

паровой реактор

На рисунках 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.

Эжекторы для утилизации попутного нефтяного газа газоструйные ЭГС(У)

При обустройстве индивидуального водоснабжения в доме нередко сталкиваются с проблемой, когда бассейн питьевой воды расположен далеко от уровня земли. Поверхностный насос уже начинает работать с перебоями, качая её с глубины 8-9 метров. Но если оборудовать насосную станцию простым эжектором, засос воды происходит продуктивнее.

Устройство становится необходимым в нескольких случаях:

  • Если нужно поднять воду с большой глубины.
  • Когда источник заиливается. Это происходит в засушливую пору и уровень воды понижается.
  • В случаях, когда водозабор происходит интенсивно. Например, при поливе огорода.

Рассмотрим, как работает эжектор для насоса. Движение жидкости в системе подчиняется закону Бернулли. Когда есть определённый поток, то его скорость можно увеличить. Для этого достаточно направить ход воды через сопло. Прохождение узкого места влечёт за собой образование поля вокруг потока. Давление в этой зоне понижается и сопровождается эффектом разряжения.

Эжектор водоструйный

Эжектор водоструйный Источник ytimg.com

Собирается камера, у которой с одной стороны закреплён всасывающий патрубок, направленный к источнику воды. С другой её стороны устанавливается диффузор в виде трубки Вентури, который заканчивается трубопроводом, подключённым к поверхностному насосу. В боковую часть камеры врезается труба с закреплённым соплом на конце.

Когда потоком воды, пущенным по боковой ветке, в камере создаётся разряжение, то оно подсасывает свежую порцию жидкости из источника. А ускоренная струя из сопла направляет её в диффузор, в котором низкое давление возвращается в норму.

Вода устремляется наверх и подхватывается поверхностным насосом на той глубине, при которой не возникает трудностей для всасывания. Но часть жидкости на поверхности тут же перенаправляется во второй трубопровод, который зовётся линией рециркуляции. Это он заканчивается соплом в камере. Самотёком вода добирается до последней, и процесс повторяется заново. И пока насос остаётся в активном режиме, продолжается бесконечно.

Чертёж эжектора

Чертёж эжектора Источник truboproduct.ru

Линия рециркуляции содержит вентиль, который регулирует количество возвращаемой жидкости. Это позволяет настроить всю систему на более эффективную работу. А производительность, которую имеет эжекторная насосная станция, определяется по избытку воды, попадающей потребителю.

Читайте так же:
Модули зубчатых колес гост

Механизм сопутствует облегчению запуска помпы. Малого количества воды, пропущенного через систему, оказывается достаточным, чтобы сделать первый забор. Поэтому насос ни секунды не работает вхолостую. И для работы можно использовать двигатель намного меньшей мощности. Все это значительно экономит электроэнергию.

Поверхностный эжекторный насос

Поверхностный эжекторный насос Источник prom.st

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на проектировании и монтаже канализации и водоснабжения

Эжектор. Принцип действия и устройство. Что такое эжектор. Водоструйный эжектор.

Эжектор — устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. Насос – это исполнительный механизм, преобразующий механическую энергию двигателя (привода) в гидравлическую энергию потока жидкости. Насос, приводимый в действие двигателем, сообщается с емкостями двумя трубопроводами: всасывающим (приемным) и нагнетательным (отливным). По принципу действия судовые насосы делятся на три группы: объемные (вытеснения), лопастные и струйные. Струйные насосы не имеют движущихся деталей и создают разность давлений с помощью рабочей среды: жидкости, пара или газа, подаваемых к насосу под давлением. К этим насосам относятся эжекторы и инжекторы. Струйные насосы, соединенные с обслуживаемым объектом всасывающим патрубком, называют эжекторами. У эжекторов рабочий напор выше полезного, то есть . Эжекторы делятся на водяные – для осушения, паровые – для отсоса воздуха и создания вакуума в конденсаторах, испарителях и т.д. Струйные насосы, соединенные с обслуживаемым объектом нагнетательным патрубком, называются инжекторами. У инжекторов соотношение напоров обратное , то есть полезный напор выше рабочего. К инжекторам относятся паровые струйные насосы для подачи питательной воды в парогенераторы. На рисунке 1 изображен водоструйный водоотливной эжектор типа ВЭЖ. Корпус 3 эжектора, сварной из листовой меди, имеет форму диффузора с угловым всасывающим патрубком 7, отверстие которого закрывается колпачком 6 с цепочкой. Слева в корпус вставлено латунное сопло 2, имеющее форму сходящейся насадки с полугайкой «шторца» 1 для присоединения гибкого шланга, по которому к эжектору подводится рабочая вода. Для присоединения к эжектору отводящего шланга служит полугайка шторца 4, расположенная на выходном конце нагнетательного патрубка 5. Такое соединение обеспечивает работу переносных эжекторов, которые устанавливают на резьбе палубных втулок, сообщающихся с помощью трубок с отсеками или трюмами, требующими осушения.


Рис. 1 Водоструйный эжектор типа ВЭЖ

Эжектор работает следующим образом: рабочая вода обычно из пожарной магистрали подается под давлением к соплу. Из выходного узкого сечения сопла вода поступает с большой скоростью в так называемую камеру смешения, при этом давление понижается. Проходя по узкому сечению диффузора («горлу»), вода увлекает за собой воздух и создает разрежение в камере смешения, которое обеспечивает поступление жидкости из всасывающего патрубка 7. Благодаря трению и в результате обмена импульсами всасываемая вода смешивается, захватывается и перемещается вместе с рабочей. Смесь поступает в расширяющуюся часть диффузора, где кинетическая энергия (скорость) снижается и за счет этого возрастает статический напор, способствующий нагнетанию жидкостной смеси через патрубок 5 в нагнетательный трубопровод и за борт. Подачу эжектора можно регулировать путем ввертывания или вывертывания сопла. На рисунке 2 изображен пароструйный инжектор, используемый для питания паровых котлов. К патрубку 1 инжектора подводится рабочий пар из котла. Клапан 2 открывается поворотом рукоятки 10. Пар, проходя через паровое сопло 9, приобретает большую скорость за счет снижения давления. При этом он увлекает с собой частицы воздуха и создает разрежение, обеспечивающее поступление в насос питательной воды через патрубок 3. Поступившая вода, смешиваясь с паром, конденсирует его. Уменьшение объема повышает вакуум в камере смешения 4, обеспечивающий непрерывное всасывание питательной воды в инжектор. Смесь конденсата и воды поступает через диффузор 6 к невозвратному клапану 5, прикрывающему вход в питательный трубопровод котла. В результате перехода части кинетической энергии смеси в давление клапан открывается и горячая вода поступает в паровой котел.

Рис. 2 Пароструйный инжектор

Если давление нагнетания перед клапаном 5 будет меньше давления в котле, то клапан не откроется. В этом случае водяная смесь в камере 7 отожмет вестовой клапан и через отверстие 8 будет выливаться наружу. Когда давление станет достаточным для открытия клапана 5, давление в камере 7 понизится и вестовой клапан под действием пружины закроется, предотвращая поступление воды наружу. Паровые инжекторы имеют простое устройство и обеспечивают подачу в паровой котел горячей питательной воды, но малопроизводительны и неэкономичны. Отсутствие в струйном насосе движущихся деталей обеспечивает перекачивание жидкости с различными механическими включениями, что используется на судах рыбной промышленности для перекачивания пульпы, то есть смеси рыбы с водой насосами-эрлифтами или гидроэлеваторами. В отличие от центробежных рыбонасосов эрлифты при перекачивании пульпы не повреждают рыбу.В качестве рабочей среды в эрлифтах используется сжатый воздух, который, перемешиваясь с водой, создает ей пониженную плотность. Основной недостаток струйных насосов – низкий КПД, обычно не превышающий , у эрлифтов .

Сварка корпуса эжектор водоструйный ВЭЖ Эжектор водоструйный ВЭЖ. Детали корпуса эжектора Эжектор водоструйный ВЭЖ. в сборе готов к поставке. Эжектор водоструйный ВЭЖ. Схема Эжектор водоструйный ВЭЖ Схема Эжектора водоструйного ВЭЖ

Виды эжекторов

Насосные станции оборудуются эжекторами двумя разными способами. Обычно приспособление выступает, как часть самой помпы и тогда считается внутренним. Но существуют ситуации, когда выгоднее вынести эжектор для воды отдельным внешним блоком. Хоть это и сопровождается потерей производительности.

Встраиваемый эжектор

Такая конструктивная особенность позволяет значительно уменьшить габариты установки. Насос сам создаёт первичное давление в механизме эжектора, и делает забор жидкости для рециркуляции. Устройство не боится ила и песка, которые могут присутствовать в потоке. И если жидкость нужна для полива, то даже можно не фильтровать воду, поступающую из скважины.

Используется, когда глубина залегания не больше 10 метров. Но это максимальная величина и для работы уже потребуется очень мощный мотор для насоса. Расположение воды на расстоянии 7-8 метров позволяет использовать обычную поверхностную помпу, которая создаёт достаточный напор для ведения большого домашнего хозяйства.

Но уровень шума, создаваемый эжектором, очень высок. Поэтому существует необходимость оставлять насос за пределами дома. Лучше всего, когда над скважиной монтируется небольшое техническое помещение, в котором и располагается поверхностный насос с эжектором.

Внутренний эжектор

Внутренний эжектор Источник oboiman.ru

Зачем нужны эжекторы и что это такое?

Для многих домовладельцев становится проблемой организация автономного водоснабжения в силу большой глубины шурфа.

Уже с восьмиметровой отметки начинаются проблемы. Для насосных станций с эжекторами те же возможности, что и для помп большой производительности. Использование глубоких источников требует применение мощных насосов погружного типа, которые стоят дорого.

Для чего нужны эжекторы? Чтобы не тратить деньги на дорогие модели. Использование недорогих насосных станций с эжекторами позволяют решить проблему с такой же эффективностью. При этом затраты на модернизацию минимальны. Причем можно улучшить систему локальным методом или приобрести комплекс, который изначально рассчитан для этого.

Принцип работы

Все эжекторы для насосных станций работают по одной и то же схеме. За основу взят принцип Бернулли. В соответствии с ним если ускорить поток, то в зоне перед точкой придания ускорения образуется зона разряженности. Давление в ней ниже, что служит причиной появления втягивающего эффекта. Если добавить его к потоку, формируемому насосной станцией, то результат такой модернизации – увеличения производительности.

Читайте так же:
Токарный станок капитальный ремонт

Устройство

Какой бы тип устройства не рассматривался, эжекторный насос состоит из:

  • отсека для всасывания;
  • смесительной полости;
  • диффузора;
  • сужающегося патрубка.

Принцип действия в том, что из сопла (патрубка) жидкость выбрасывается с большой скоростью. Отток воды провоцирует появление внутри рабочей камеры пониженного давления, которое и затягивает жидкость. Цикл повторяется непрерывно, что позволяет поддерживать в трубопроводе постоянное давление.

Модели для разного состояния транспортируемой среды

Существуют эжекторы специфического назначения:

  • Название пароструйных говорит само за себя. В этом случае из сопла в камеру смешивания поступает поток пара. Он создаётся в начале линии рециркуляции на поверхности. Горячая струя выносит наверх порцию жидкости. Чаще всего используется для откачки воды из трюма судна.
  • Газовая промышленность применяет эжектор для откачивания газа, который скапливается в замкнутом пространстве.
  • Есть эжектор воздушный, который использует эффект Вентури. Проходящий через сопло воздух повышает динамическое давление, но в то же время снижает статическое. Создаётся вакуум, который и подаёт откачиваемый воздух наружу.

Пароструйный эжектор

Пароструйный эжектор Источник bullion.ru

Отличие от инжектора

Хоть оба устройства работают струйным способом, их принцип действия разительно отличается. Назначение же механизмов одинаковое. Подавать наверх жидкость или газ.

Но насос с эжектором для отсоса воды из источника подаёт на неё активный рециркуляционный поток с огромной энергией. Смешиваясь жидкости устремляются наверх, одновременно создавая эффект самовсасывания.

Инжектор для насосной станции действует по-другому. В нем происходит сжатие газов или жидкостей. И подача наверх происходит просто из-за давления.

Устройство и принцип действия

Эжекторы ЭГС(У) являются аппаратами индивидуального проектирования и рассчитываются под технические параметры конкретного объекта.

Номинальные рабочие параметры и технические характеристики конкретного аппарата задаются в Техническом Задании или Опросном Листе при заказе аппарата и указываются в Техническом паспорте и на габаритном чертеже эжектора.

Эжектор ЭГС(У) это струйный аппарат, имеющий расчетные геометрические размеры в зависимости от параметров откачиваемого газа и активного газа.

Принципиальная конструкция эжектора ЭГС(У) условно показана на рис.1.

Коротко о главном

Собираясь обустроить на участке насосную станцию для водоснабжения домашнего хозяйства, необходимо проверить на какой глубине залегает вода. Ведь если она расположилась от поверхности дальше, чем на 10 метров, придётся бурить скважину большого диаметра. Это нужно, чтобы погрузить в неё выносной эжектор. Иначе поверхностный насос просто не справится.

Но если глубина воды лежит в пределах 7 метров, то можно использовать насосную станцию со встроенным эжектором. В этом случае расходы на оборудование системы значительно снизятся. А продуктивность системы позволить бесперебойно обеспечивать водой все домашнее хозяйство.

Инжектор — Injector

Инжектор представляет собой систему воздуховодов и сопло используется для направления потока текучей среды высокого давления таким образом , что нижняя текучая среда под давлением вовлеченная в струе и осуществляется через канал в области более высокого давления. Это гидродинамический насос без движущихся частей, за исключением клапана для управления потоком на входе. Паровой инжектор представляет собой типичный применение принципа , используемого для доставки холодной воды в котел с его собственным давлением, используя свой собственный живой или отработанный пар, замена какого — либо механического насоса . Когда он впервые был разработан, его действие было интригующим, потому что оно казалось парадоксальным, почти как вечное движение , но позже это было объяснено с помощью термодинамики . В других типах инжекторов могут использоваться другие движущиеся жидкости под давлением, такие как воздух.

В зависимости от области применения инжектор также может иметь вид эдукторно-струйного насоса , эдуктора воды или аспиратора . Эжектор работает на тех же принципах , чтобы создать соединение вакуумной подачи для тормозных систем и т.д.

Содержание

История

Инжектор был изобретен Анри Жиффаром в 1858 году для использования на паровозах и запатентован в Соединенном Королевстве компанией Sharp, Stewart and Company из Глазго .

После некоторого первоначального скептицизма, вызванного незнакомым и внешне парадоксальным режимом работы, инжектор стал широко применяться на паровозах в качестве альтернативы механическим насосам.

Операция

Инжектор состоит из корпуса, заполненного вторичной жидкостью, в который впрыскивается рабочая жидкость. Движущая жидкость заставляет вторую жидкость двигаться. Инжекторы существуют во многих вариантах и ​​могут иметь несколько ступеней, каждая из которых повторяет один и тот же базовый принцип работы, чтобы увеличить их общий эффект.

Он использует эффект Вентури в виде сходящегося-расширяющегося сопла на паровую струю для преобразования давления энергии пары к скорости энергии, снижая ее давление до ниже, чем в атмосфере, которая позволяет ему увлекать текучую среду (например. Воду). После прохождения через сходящийся «объединяющий конус» смешанная жидкость полностью конденсируется, высвобождая скрытую теплоту испарения пара, которая придает дополнительную скорость воде. Затем конденсатная смесь попадает в расширяющийся «конус подачи», который замедляет струю, преобразовывая кинетическую энергию обратно в энергию статического давления, превышающую давление в бойлере, обеспечивая ее подачу через обратный клапан.

Большая часть тепловой энергии конденсированного пара возвращается в котел, повышая тепловой КПД процесса. Таким образом, инжекторы в целом энергоэффективны более чем на 98%; они также просты по сравнению со многими движущимися частями питающего насоса.

Движущая среда может быть жидкостью, паром или любым другим газом. Унесенная всасываемая текучая среда может быть газом, жидкостью, суспензией или потоком газа, содержащего пыль.

Основные параметры конструкции

Скорость подачи жидкости и диапазон рабочего давления являются ключевыми параметрами инжектора, а давление вакуума и скорость откачки — ключевыми параметрами для эжектора.

Степень сжатия и степень уноса также могут быть определены:

Степень сжатия форсунки, определяется как отношение давления на выходе форсунки к входному давлению всасываемой жидкости . п 2 / п 1 < Displaystyle P_ <2>/ P_ <1>> п 2 < displaystyle P_ <2>> п 1 < displaystyle P_ <1>>

Коэффициент уноса форсунки определяется как количество (в кг / ч) всасываемой жидкости, которое может быть унесено и сжато данным количеством (в кг / ч) рабочей жидкости. W s / W м < Displaystyle W_ / W_ > W s < displaystyle W_ > W м < displaystyle W_ >

Подъемные свойства

Другие ключевые свойства инжектора включают требования к давлению жидкости на входе, т.е. является ли он подъемным или неподъемным.

В неподъемном инжекторе необходимо положительное давление жидкости на входе, например, холодная вода подается самотеком.

Минимальный диаметр отверстия парового конуса поддерживается больше минимального диаметра соединительного конуса. Неподъемный инжектор Nathan 4000, используемый на Southern Pacific 4294, мог подавать 12 000 галлонов США (45 000 л) в час при давлении 250 фунтов на квадратный дюйм (17 бар).

Подъемный инжектор может работать с отрицательным давлением жидкости на входе, т.е. жидкость находится ниже уровня инжектора. От неподъемного типа он отличается в основном относительными размерами форсунок.

Переполнение

Перелив необходим для отвода избыточного пара или воды, особенно во время запуска. Если форсунка не может изначально преодолеть давление в бойлере, перелив позволяет форсунке продолжать всасывать воду и пар.

Читайте так же:
Станок для балета для дома

Обратный клапан

Между выходом форсунки и котлом имеется по крайней мере один обратный клапан (в локомотивах называемый «щелкающий клапан» из-за характерного шума) между выходом форсунки и котлом, и обычно клапан для предотвращения засасывания воздуха через переполнение.

Форсунка отработанного пара

Эффективность была дополнительно повышена за счет разработки многоступенчатого инжектора, который приводится в действие не свежим паром из котла, а отработанным паром из цилиндров, что позволяет использовать остаточную энергию отработанного пара, которая в противном случае была бы потрачена впустую. Однако выхлопная форсунка также не может работать на неподвижном локомотиве; более поздние выхлопные форсунки могли использовать подачу свежего пара, если выхлопного пара не было.

Проблемы

Форсунки могут создавать проблемы при определенных условиях работы, например, когда вибрация заставляет комбинированную струю пара и воды «сбивать». Первоначально инжектор приходилось перезапускать, осторожно управляя регуляторами подачи пара и воды, и отвлечение внимания, вызванное неисправным инжектором, в значительной степени повлияло на аварию с рельсом Айс-Гилл в 1913 году . Более поздние форсунки были разработаны для автоматического перезапуска при обнаружении разрушения в вакууме струи пара, например, с подпружиненным конусом подачи.

Другая распространенная проблема возникает, когда поступающая вода слишком теплая и менее эффективна для конденсации пара в смесительном конусе. Это также может произойти, если металлический корпус инжектора слишком горячий, например, из-за длительного использования.

Вакуумные эжекторы

Дополнительное применение инжекторной технологии — в вакуумных эжекторах в непрерывных тормозных системах поездов , которые стали обязательными в Великобритании в соответствии с Законом о регулировании железных дорог 1889 года . Вакуумный эжектор использует давление пара для вытяжки воздуха из вакуумной трубы и резервуаров непрерывного тормоза поезда. Для паровозов с готовым источником пара эжекторная технология была признана идеальной благодаря ее жесткой простоте и отсутствию движущихся частей. Паровоз обычно имеет два эжектора: большой эжектор для отпускания тормозов в неподвижном состоянии и маленький эжектор для поддержания вакуума во избежание утечек. Выхлоп из эжекторов неизменно направляется в дымовую коробку, тем самым помогая воздуходувке тушить огонь. Небольшой эжектор иногда заменяют поршневым насосом, приводимым в действие от крейцкопфа, потому что он более экономичен в отношении пара и необходим только для работы во время движения поезда.

В современных поездах вакуумные тормоза были заменены пневматическими тормозами, которые позволяют использовать меньшие тормозные цилиндры и / или более высокое тормозное усилие из-за большей разницы с атмосферным давлением.

Ранее применение принципа

Эмпирическое применение этого принципа широко использовалось на паровозах до его формального развития в качестве инжектора в виде расположения дымовой трубы и дымовой трубы в дымовой камере локомотива. На эскизе справа показано поперечное сечение дымовой коробки, повернутой на 90 градусов; можно увидеть, что присутствуют те же компоненты, хотя и по-разному названы, как на общей схеме инжектора в верхней части статьи. Отработанный пар из цилиндров направляется через сопло на конце дымовой трубы для снижения давления внутри дымовой камеры за счет захвата дымовых газов из котла, которые затем выбрасываются через дымоход. Эффект заключается в увеличении тяги в огне до степени, пропорциональной скорости потребления пара, так что чем больше используется пара, тем больше тепла вырабатывается от огня, а производство пара также увеличивается. Эффект был впервые замечен Ричардом Тревитиком и впоследствии развит эмпирически первыми инженерами-локомотивами; Ракета Стивенсона использовала это, и это во многом является причиной его заметно улучшенных характеристик по сравнению с современными машинами.

Современное использование

Использование инжекторов (или эжекторов) в различных промышленных приложениях стало довольно распространенным из-за их относительной простоты и адаптируемости. Например:

  • Для закачки химреагентов в барабаны котлов малых, стационарных котлов низкого давления. В больших современных котлах высокого давления использование инжекторов для дозирования химикатов невозможно из-за их ограниченного давления на выходе.
  • На тепловых электростанциях они используются для удаления зольного остатка котла , удаления летучей золы из бункеров электрофильтров, используемых для удаления этой золы из топочного газа котла , и для создания вакуумного давления в выхлопе паровой турбины.конденсаторы .
  • Струйные насосы использовались в ядерных реакторах с кипящей водой для циркуляции охлаждающей жидкости.
  • Для создания вакуума в системах пароструйного охлаждения .
  • Для восстановления работ по расширению в системах кондиционирования и охлаждения.
  • Для процессов увеличения нефтеотдачи в нефтегазовой отрасли.
  • Для работы с зерном или другими гранулированными или порошкообразными материалами.
  • В строительной отрасли они используются для перекачивания мутной воды и шламов .
  • Эжекторы используются на судах для откачки остаточного водяного балласта или грузовой нефти, которые не могут быть удалены с помощью центробежных насосов из-за потери напора всасывания и могут повредить центробежный насос при работе всухую, что может быть вызвано дифферентом или креном судна.
  • На борту судов эдукторы используются для откачивания трюмных вод, поскольку использование центробежного насоса нецелесообразно, поскольку всасывающая головка может часто теряться.
  • Некоторые самолеты (в основном более ранние конструкции) используют эжектор, прикрепленный к фюзеляжу, для создания вакуума для гироскопических приборов, таких как указатель ориентации (искусственный горизонт).
  • Эдукторы используются в топливных системах самолетов в качестве перекачивающих насосов; Поток жидкости от механического насоса, установленного на двигателе, может подаваться в эдуктор, установленный на топливном баке, для перекачки топлива из этого бака.
  • Аспираторы представляют собой вакуумные насосы, основанные на том же принципе работы, и используются в лабораториях для создания частичного вакуума и для медицинского использования при отсасывании слизи или биологических жидкостей.
  • Гидравлические эдукторы — это водяные насосы, используемые для выемки ила и добычи золота, они используются, потому что они могут хорошо справляться с высокоабразивными смесями.
  • Создать вакуумную систему в установке вакуумной ректификации (НПЗ).
  • В вакуумных автоклавах для создания вакуума используется эжектор, который обычно питается от подачи холодной воды в машину.
  • Легкие струйные насосы можно сделать из папье-маше.

Насосы для скважин

Струйные насосы обычно используются для забора воды из колодцев . Главный насос, часто центробежный , приводится в действие и устанавливается на уровне земли. Его выпуск разделен, при этом большая часть потока покидает систему, а часть потока возвращается в струйный насос, установленный под землей в скважине. Эта рециркулирующая часть перекачиваемой жидкости используется для питания струи. В струйном насосе высокоэнергетический и маломассовый возвратный поток вытесняет больше жидкости из скважины, превращаясь в низкоэнергетический поток большой массы, который затем направляется по трубопроводу на вход главного насоса.

Насосы для неглубоких скважин — это насосы , в которых струйный узел прикреплен непосредственно к основному насосу и ограничен глубиной примерно 5-8 м для предотвращения кавитации .

Насосы для глубоких скважин — это такие насосы , в которых струя находится на дне скважины. Максимальная глубина для глубинных насосов определяется внутренним диаметром и скоростью струи. Основным преимуществом струйных насосов для установки в глубоких скважинах является возможность размещать все механические части (например, электрический / бензиновый двигатель, вращающиеся рабочие колеса) на поверхности земли для облегчения обслуживания. Появление электрических погружных насосов частично заменило потребность в насосах для скважин струйного типа, за исключением скважин с забивным наконечником или водозаборов на поверхности.

Читайте так же:
Олимпокс промышленная безопасность тесты 2017

Многоступенчатые паровакуумные эжекторы

На практике при давлении всасывания ниже 100 мбар используется более одного эжектора, обычно с конденсаторами между ступенями эжектора. Конденсация рабочего пара значительно повышает эффективность эжекторной установки; Используются как барометрические, так и кожухотрубные поверхностные конденсаторы .

В рабочем состоянии двухступенчатая система состоит из первичного эжектора высокого вакуума (HV) и вторичного эжектора низкого вакуума (LV). Первоначально эжектор низкого давления используется для снижения вакуума с начального до промежуточного. Как только это давление будет достигнуто, эжектор высокого напряжения работает вместе с эжектором низкого напряжения, чтобы окончательно довести вакуум до необходимого давления.

Действующая трехступенчатая система состоит из первичного ускорителя, вторичного эжектора высокого вакуума (HV) и эжектора третичного вакуума (LV). Что касается двухступенчатой ​​системы, сначала эжектор низкого давления используется для снижения вакуума с начального до промежуточного. Как только это давление будет достигнуто, эжектор высокого напряжения работает вместе с эжектором низкого напряжения для создания вакуума до более низкого промежуточного давления. Наконец, бустер приводится в действие (вместе с эжекторами высокого и низкого напряжения), чтобы довести вакуум до необходимого давления.

Строительные материалы

Инжекторы или эжекторы изготавливаются из углеродистой стали , нержавеющей стали , латуни , титана , PTFE , углерода и других материалов.

Инжектор — Injector

An инжектор представляет собой систему каналов и сопел, используемых для направления потока жидкости под высоким давлением таким образом, чтобы жидкость под низким давлением увлеченный в струе и переносится по воздуховоду в область более высокого давления. Это гидродинамический насос без движущихся частей, за исключением клапана для регулирования потока на входе. паровой инжектор типичное применение принципа холодного воды к котлу против его собственного давления, используя собственный свежий или отработанный пар, заменяя любые механические насос. Когда он только появился, его работа была интригующей, потому что казалась парадоксальной, почти как вечное движение, но позже это было объяснено с помощью термодинамика. [1] В других типах инжекторов могут использоваться другие движущиеся жидкости под давлением, такие как воздух.

В зависимости от области применения инжектор также может иметь вид эжекторно-струйный насос, а эдуктор воды или аспиратор. An выталкиватель работает по аналогичным принципам для создания вакуумного подводящего соединения для тормозных систем и т. д.

Содержание

История

Инжектор был изобретен Анри Жиффар в 1858 г. для использования на паровозы, [2] и запатентовано в объединенное Королевство к Шарп, Стюарт и компания из Глазго. [ нужна цитата ]

После некоторого первоначального скептицизма, вызванного незнакомым и внешне парадоксальным [ согласно кому? ] режим работы, [3] : 5 инжектор получил широкое распространение на паровозах как альтернатива механическим насосам. [3] : 5,7

Операция

Инжектор состоит из корпуса, заполненного вторичной жидкостью, в который впрыскивается рабочая жидкость. Движущая жидкость заставляет вторую жидкость двигаться. Форсунки существуют во многих вариантах и ​​могут иметь несколько ступеней, каждая из которых повторяет один и тот же основной принцип работы, чтобы увеличить их общий эффект.

Он использует Эффект Вентури из сходящееся-расширяющееся сопло на пароструйном аппарате для преобразования давление энергия пара для скорость энергии, снижая его давление до уровня ниже атмосферного, что позволяет ему увлекать жидкость (например, воду). После прохождения сходящегося «объединяющего конуса» смешанная жидкость полностью конденсируется, высвобождая скрытая теплота испарения пара, который придает дополнительную скорость воде. Затем конденсатная смесь попадает в расширяющийся «конус подачи», который замедляет струю, преобразовывая кинетическую энергию обратно в энергию статического давления, превышающую давление в бойлере, обеспечивая ее подачу через обратный клапан. [4] [5]

Большая часть тепловой энергии конденсированного пара возвращается в котел, повышая тепловой КПД процесса. Таким образом, инжекторы в целом энергоэффективны более чем на 98%; они также просты по сравнению с множеством движущихся частей питающего насоса.

Движущая среда может быть жидкостью, паром или любым другим газом. Унесенная всасываемая текучая среда может быть газом, жидкостью, суспензией или потоком газа, содержащего пыль. [6] [7]

Основные параметры конструкции

Скорость подачи жидкости и диапазон рабочего давления являются ключевыми параметрами инжектора, а давление вакуума и скорость откачки — ключевыми параметрами для эжектора.

Степень сжатия и степень уноса также могут быть определены:

Подъемные свойства

Другие ключевые свойства инжектора включают требования к давлению жидкости на входе, т.е. является ли он подъемным или неподъемным.

В неподъемном инжекторе необходимо положительное давление жидкости на входе, например подача холодной воды осуществляется самотеком.

Минимальный диаметр отверстия парового конуса поддерживается больше минимального диаметра соединительного конуса. [8] Неподъемный инжектор Nathan 4000, используемый на Южный Тихий океан 4294 может нагнетать 12 000 галлонов США (45 000 л) в час при давлении 250 фунтов на квадратный дюйм (17 бар). [9]

Подъемный инжектор может работать при отрицательном давлении жидкости на входе, т.е. жидкости, находящейся ниже уровня инжектора. От неподъемного типа он отличается в основном относительными размерами форсунок. [10]

Переполнение

Перелив необходим для выхода излишка пара или воды, особенно во время запуска. Если форсунка не может изначально преодолеть давление в бойлере, перелив позволяет форсунке продолжать втягивать воду и пар.

Обратный клапан

Есть хотя бы один обратный клапан (в локомотивах называемый «щелкающим клапаном» из-за характерного шума, который он издает [5] ) между выходом форсунки и котлом, чтобы предотвратить обратный поток, и обычно клапаном для предотвращения засасывания воздуха при переливе.

Форсунка отработанного пара

Эффективность была дополнительно повышена за счет разработки многоступенчатого инжектора, который приводится в действие не острым паром из котла, а выхлопным паром из цилиндров, что позволяет использовать остаточную энергию выхлопного пара, которая в противном случае теряется. Однако выхлопная форсунка также не может работать на неподвижном локомотиве; более поздние выхлопные форсунки могли использовать подачу свежего пара, если выхлопного пара не было.

Проблемы

Форсунки могут создавать проблемы при определенных условиях работы, например, когда вибрация заставляет комбинированную струю пара и воды «сбивать». Первоначально форсунку приходилось перезапускать, осторожно управляя регуляторами пара и воды, и отвлечение внимания, вызванное неисправной форсункой, в значительной степени являлось причиной неисправности. 1913 г. железнодорожная авария с Ais Gill. Более поздние форсунки были разработаны для автоматического перезапуска при обнаружении разрушения в вакууме паровой струи, например, с подпружиненным конусом подачи.

Другая распространенная проблема возникает, когда поступающая вода слишком теплая и менее эффективна для конденсации пара в смесительном конусе. Это также может произойти, если металлический корпус форсунки слишком горячий, например от длительного использования.

Вакуумные эжекторы

Дополнительное применение инжекторной технологии — в вакуумных эжекторах в системы непрерывного торможения поездов, которые были сделаны обязательными в Великобритании Закон о регулировании железных дорог 1889 г.. Вакуумный эжектор использует давление пара для вытяжки воздуха из вакуумной трубы и резервуаров непрерывного тормоза поезда. Паровозы с готовым источником пара сочли эжекторную технологию идеальной благодаря ее жесткой простоте и отсутствию движущихся частей. Паровоз обычно имеет два эжектора: большой эжектор для отпускания тормозов в неподвижном состоянии и маленький эжектор для поддержания вакуума во избежание утечек. Выхлоп из эжекторов неизменно направляется в дымовую коробку, тем самым помогая воздуходувке тушить огонь. Небольшой эжектор иногда заменяют поршневым насосом, приводимым от крейцкопф потому что это более экономично по отношению к пару и требуется только для работы во время движения поезда.

Читайте так же:
Форма для прессования технопланктона

В современных поездах вакуумные тормоза были заменены пневматическими тормозами, которые позволяют использовать меньшие тормозные цилиндры и / или более высокое тормозное усилие из-за большей разницы с атмосферным давлением.

Ранее применение принципа

Эмпирическое применение этого принципа широко использовалось на паровозах до его формального развития в качестве инжектора в виде расположения дымовая труба и дымоход в коптильне локомотива. На рисунке справа показано поперечное сечение дымовой коробки, повернутой на 90 градусов; можно увидеть, что присутствуют те же компоненты, хотя и по-разному названы, как на общей схеме инжектора в верхней части статьи. Отработанный пар из цилиндров направляется через сопло на конце дымовой трубы для снижения давления внутри дымовой камеры за счет захвата дымовых газов из котла, которые затем выбрасываются через дымоход. Эффект заключается в увеличении тяги в огне до степени, пропорциональной скорости потребления пара, так что чем больше используется пара, тем больше тепла вырабатывается от огня, а производство пара также увеличивается. Впервые эффект был отмечен Ричард Тревитик и впоследствии разработан опытным путем первыми инженерами-локомотивами; Ракета Стивенсона использовали его, и это во многом является причиной его заметно улучшенных характеристик по сравнению с современными машинами.

Современное использование

Использование инжекторов (или эжекторов) в различных промышленных приложениях стало довольно распространенным из-за их относительной простоты и адаптируемости. Например:

  • Вводить химикаты в котельные барабаны малых, стационарных котлов низкого давления. В больших современных котлах высокого давления использование инжекторов для дозирования химикатов невозможно из-за их ограниченного давления на выходе.
  • В тепловые электростанции, они используются для снятия котла зольный остаток, удаление летучая зола из бункеров электрофильтры используется для удаления золы из котла дымовые газы, а для снятия вакуумного давления в паровая турбина выхлоп конденсаторы.
  • Струйные насосы использовались в ядерные реакторы с кипящей водой для циркуляции охлаждающей жидкости. [11]
  • Для создания вакуума в пароструйное охлаждение системы.
  • Для восстановления работ по расширению в системах кондиционирования и охлаждения.
  • За повышенная нефтеотдача процессы в нефтегазовой отрасли.
  • Для оптовой обработки зерна или другие гранулированные или порошкообразные материалы.
  • Строительная промышленность использует их для откачки мутный вода и суспензии.
  • Эжекторы используются на судах для перекачивания остатков. балласт вода или грузовая нефть, которые не могут быть удалены с помощью центробежных насосов из-за потери напора всасывания и могут повредить центробежный насос при работе всухую, что может быть вызвано подрезать или же список корабля.
  • Эжекторы используются на борту судов для откачивания трюмных вод, поскольку использование центробежного насоса нецелесообразно, поскольку всасывающая головка может часто теряться.
  • Некоторые самолеты (в основном более ранние конструкции) используют эжектор, прикрепленный к фюзеляжу, для создания вакуума для гироскопических инструментов, таких как индикатор отношения (искусственный горизонт).
  • Эдукторы используются в топливных системах самолетов в качестве перекачивающих насосов; Поток жидкости от механического насоса, установленного на двигателе, может подаваться в эжектор, установленный на топливном баке, для перекачки топлива из этого бака. представляют собой вакуумные насосы, основанные на том же принципе действия, и используются в лаборатории для создания частичного вакуума и для медицинского использования в всасывание слизи или телесных жидкостей. — это водяные насосы, используемые для выемки ила и добычи золота, они используются потому, что они хорошо справляются с высокоабразивными смесями.
  • Создать вакуумную систему в установке вакуумной ректификации (НПЗ).
  • В вакуумных автоклавах для создания вакуума используется эжектор, который обычно питается от подачи холодной воды в машину.
  • Легкие струйные насосы можно сделать из папье-маше.

Насосы для скважин

Струйные насосы обычно используются для извлечения воды из колодцы. Основной насос, часто центробежный насос, питается и устанавливается на уровне земли. Его выпуск разделен, при этом большая часть потока покидает систему, а часть потока возвращается в струйный насос, установленный под землей в скважине. Эта рециркулирующая часть перекачиваемой жидкости используется для питания струи. В струйном насосе высокоэнергетический и маломассовый возвратный поток вытесняет больше жидкости из скважины, превращаясь в низкоэнергетический поток большой массы, который затем направляется по трубопроводу на вход главного насоса.

Насосы для неглубоких скважин это те, в которых струйный узел прикреплен непосредственно к основному насосу и ограничен глубиной примерно 5-8 м для предотвращения кавитация.

Насосы для глубоких скважин те, у которых жиклер расположен на дне колодца. Максимальная глубина для глубинных насосов определяется внутренним диаметром и скоростью струи. Основным преимуществом струйных насосов для установки в глубоких скважинах является возможность размещать все механические части (например, электрический / бензиновый двигатель, вращающиеся рабочие колеса) на поверхности земли для облегчения обслуживания. Появление электрического погружной насос частично заменила потребность в скважинных насосах струйного типа, за исключением забивные точечные скважины или водозаборы поверхностных вод.

Многоступенчатые паровакуумные эжекторы

На практике при давлении всасывания ниже 100 мбар Абсолютно, используется более одного эжектора, обычно с конденсаторами между ступенями эжектора. Конденсация рабочего пара значительно повышает эффективность эжекторной установки; обе барометрический и кожухотрубные поверхностные конденсаторы используются.

В рабочем состоянии двухступенчатая система состоит из первичного эжектора высокого вакуума (HV) и вторичного эжектора низкого вакуума (LV). Первоначально эжектор низкого давления используется для снижения вакуума с начального до промежуточного. Как только это давление достигается, эжектор высокого напряжения затем работает вместе с эжектором низкого напряжения, чтобы окончательно довести вакуум до необходимого давления.

Действующая трехступенчатая система состоит из первичного бустера, вторичного эжектора высокого вакуума (HV) и эжектора третичного вакуума (LV). Что касается двухступенчатой ​​системы, сначала эжектор низкого давления используется для снижения вакуума с начального до промежуточного. Как только это давление будет достигнуто, эжектор высокого напряжения работает вместе с эжектором низкого напряжения для создания вакуума до более низкого промежуточного давления. Наконец, бустер приводится в действие (вместе с эжекторами высокого и низкого напряжения), чтобы довести вакуум до необходимого давления.

Строительные материалы

Инжекторы или эжекторы изготовлены из углеродистая сталь, нержавеющая сталь, латунь, титан, PTFE, углерод, и другие материалы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector