蒸汽噴射泵系統優化設計

摘 要：文章對蒸汽噴射泵的基本工作原理進行了概述并分析了蒸汽噴射泵的工作原理，總結出蒸汽噴射泵的不足之處，并在此基礎上進一步對蒸汽噴射泵進行了系統優化設計，以便提升蒸汽噴射泵的性能。

關鍵詞：蒸汽噴射泵；凝結水；閃蒸汽；余熱利用

1 蒸汽噴射泵理論概述

蒸汽噴射泵顧名思義是一種以蒸汽為動力源的機械設備，作為一種能源，蒸汽應用范圍十分廣泛，涉及的產業也十分多，在電力、紡織、印刷、化工、冶金等諸多行業中，無論是重工業生產還是民用生產都有著不同的貢獻與作用。當前我國蒸汽系統熱能源的使用率仍舊低于國際平均水平，舉例來講，我國工業蒸汽鍋爐約52×104臺，總裝機容量約為125×104MW，而使用效率與國際水平相差50%。造成這種現象的主要原因在于，我國蒸汽管網中疏水閥的蒸汽泄露比較嚴重，年漏氣總量達2.8×1088t，約等于4200×104t標準煤。在生產過程中產生的額外能源也未能有效的回收利用，造成了資源浪費。實際工作中產生的大量凝結水并未得到有效的利用，而是直接通過生產加工流程直接排放。而大量的閃蒸汽也與凝結水相似未回收利用，長此以往，這些可利用資源便產生了隱形資源的嚴重浪費。

我國在工業發展之初把蒸汽噴射技術引入國內，由于其具備良好的性能，所以逐漸獲得了國內多個行業的認可，尤其在對于蒸汽噴射技術的需求仍舊沒有減少，反而對技術推進有著更高的呼聲，也是近年來我國工業生產中眾多行業所青睞的熱門技術之一。蒸汽噴射泵是射流技術在傳熱領域的應用，近年來開始被用于工程建筑中。

2 蒸汽噴射泵的工作原理

蒸汽噴射泵的設備結構主要由噴嘴、吸入段、混合段、擴壓段等組成。蒸汽噴射泵的基本構造簡單，但在工作中有著不可忽視的工作效率。蒸汽噴射泵的基本工作原理是基于發拉爾噴管理論構建的一個運動系統，吸引大量的高壓蒸汽，在泵體內高速流動，并擠壓到噴嘴，并在噴嘴中形成絕熱膨脹，擠壓出的蒸汽形成超聲波，并降低周圍的壓力，在吸入段形成負壓，并抽引閃蒸汽。高壓蒸汽與閃蒸汽在混合段充分混合均勻后，經擴壓段喉管達到一定壓力后，進入擴壓段，在擴壓段出口處得到生產所需的工作蒸汽。

3 蒸汽噴射泵系統優化設計

3.1 基本系統設計

通過概述的蒸汽噴射泵的基本工作原理來看，要想建立一個完整的蒸汽噴射系統，不僅需要配備多臺大、中、小型設備，系統調配也要趨于合理，也就說這是一項復雜繁瑣的工程。當然蒸汽噴射系統所產生的工作成果還是獲得了市場的認可的，隨著企業及民用對蒸汽噴射泵的需求不斷增加，提升蒸汽噴射泵的工作效率就有著非常重要的實際意義。不僅要提升蒸汽噴射泵的工作效能，對資源回收利用也要進行相關的設計優化以便將資源浪費控制在最低限度。

高溫產生的凝結水通過疏水閥門流入閃蒸罐進行閃蒸，由閃蒸罐處理的閃蒸汽通過抽引進入閃蒸汽噴射泵，并與泵內的高壓蒸汽進行混合蒸汽生產，釋放出的蒸汽便是工作中所需要的工作蒸汽。在工作蒸汽加工中閃蒸罐殘留的凝結水由閃蒸罐的下部管道排出，并流入到鍋爐房的軟水箱作為回收資源。

從以上的分析來看，在實際工作中，當前蒸汽噴射泵系統建設的各個環節的處理已經非常恰當，但是對部分工作關鍵點仍需要進行再次的調整。蒸汽噴射泵系統在自動化控制方面仍舊需要升級硬件設備，在未配備自動控制裝備的情況下如果用氣設備負荷產生了變化，將無法測量蒸汽噴射泵出口蒸汽壓力的變化；如果配有自動調節裝置，就可自動調節進入蒸汽噴射泵的高壓蒸汽流量，保持蒸汽噴射泵出口蒸汽壓力的穩定。用氣設備負荷改變時，需要手動調節，降低高壓蒸汽的流量，以便于穩定工作蒸汽壓力。

由于帶有高溫的凝結水會產生一定的氣化風險，因此需要配置防汽蝕泵，來預防工作風險。但是對于高壓工作的用氣設備來講，安裝設備已經不能滿足其風險防范的需求，需要手動將高壓蒸汽進行減壓，以避免風險的發生，但是這樣會造成工作蒸汽的大量流失，而排除的工作蒸汽并沒有得到合理的處理以及再利用。

3.2 系統優化方案

蒸汽噴射系統的設計存在諸多的問題，雖然能保證正常的工作運轉，但是工作效率、安全管理以及資源再利用都存在不足。諸如氣化溫度的控制、氣化風險以及用氣壓力的控制等，這些問題是可以預防及避免的，基于以上基礎系統設計進一步的系統優化方案，優化系統由一級蒸汽噴射泵、二級蒸汽噴射泵、節流孔板、閃蒸罐、換熱水箱、液位控制器、凝結水泵等組成。如圖1所示。

通過以上的內容，對蒸汽噴射泵進行系統優化，保障工作正常運轉的情況下，對生產工作的安全以及資源的再回收利用也做出相應的安排。首先在優化方案中將一、二級蒸汽噴射泵分別設定為用氣設備1、2制備壓力為P3、P4的工作蒸汽，用汽設備出口的高溫凝結水經節流孔板后分別進入閃蒸罐，在閃蒸罐內汽化生成閃蒸汽，未汽化的凝結水降溫。閃蒸汽的壓力為P2，被一級蒸汽噴射泵抽引，與高壓蒸汽混合后形成壓力為P3的工作蒸汽，其中一部分進入用氣設備2，一部分被二級蒸汽噴射泵抽引，提升壓力為P4的工作蒸汽，進入了用氣設備2。

本次的優化方案主要是增加了二級蒸汽噴射裝置，在提升了工作壓力的情況下，實現了生產安全以及資源回收利用的生產思路。提出的自動控制也是為了避免人力工作容易產生的疏漏，在正常工作中如設備發生了任何變化，自動控制器將會根據信號進行自動調節，并保證蒸汽噴射泵生產工作的穩定進行。

4 結束語

此次的蒸汽噴射泵系統優化方案中，通過基本系統與優化系統的比較，提升了蒸汽噴射泵的整體性能以及避免部分安全隱患。其主要改進有增加了二級蒸汽噴射泵，滿足不同壓力等級的用氣設備的需求，凝結術在此次的設計方案中也獲得了有效的利用。自動控制功能更加完善，實現了生活供水與閃蒸汽回收的協調控制，在用氣設備的蒸汽供應與生活水供應獲得保障的同時，最大限度地對閃蒸汽以及凝結術進行了回收利用。

參考文獻

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