喷射器及其应用

喷射器及其应用龚卫星博士上海轻叶能源股份有限公司2017第四期蒸发结晶技术培训班2017.02.27-03.02河北工业大学，天津喷射器喷射器在蒸发结晶中的应用例子蒸汽喷射压缩器–用于海水淡化喷射压缩器–热泵蒸汽喷射制冷–用于真空冷却结晶硫酸钠结晶蒸汽冷却水进料母液蒸汽喷射制冷–用于真空冷却结晶蒸汽喷射制冷–用于真空冷却结晶有关喷射器的教科书和著作化工原理教科书蒸汽喷射器计算–1974汉光机械厂水暖三结合小组喷射器1动力喷嘴2喉部、扩散段3泵头A动力介质B抽吸介质C排出介质应用领域工业产品/应用蒸汽喷射液体泵蒸汽喷射加热器蒸汽喷射真空泵热力压缩器（可带针形控制）加热和冷却系统生产新鲜水加热液体产生真空回收蒸汽蒸发/结晶/蒸馏反应器的加热和冷却炼油XXXXX水处理XXXX纸浆和纸XXXX纤维素XXXX食品和饮料XXX化工XXXXX发电XXX气体管路工业产品/应用液体喷射真空泵液体喷射气体压缩器水喷射液体泵水喷射固体泵容器，反应器，干燥器等脱气混合气体至液体中，用于反应塔通风水中和应用水脱碳氯化臭氧酸液和碱液稀释自然循环锅炉输送活性炭粉末稀释反应器或过滤器的填充或抽空炼油XX水处理XXXX纸浆和纸XXX纤维素XXXX食品和饮料XXXX化工XXXX发电XX气体管路应用领域工业产品/应用液体喷射式混合器液体喷射式通风器气体喷射式压缩器糖浆混合污水池混合储罐中液体的混合防止储罐中固体分离输送气体纺丝浴高压灭菌罐中的特殊材料的干燥海上/陆上天然气的压缩气体压缩至焚化装置塔顶气体压缩炼油XX水处理X纸浆和纸X纤维素XX食品和饮料X化工XXX发电气体管路X应用领域喷射泵喷射混合器大罐混合器喷射混合器固体喷射混合器固体喷射混合器喷射反应器GasGas蒸汽喷射加热器喷射洗涤器喷射压缩器–工艺抽真空过滤工艺蒸馏塔真空预抽多级真空系统真空概念真空泵类型典型应用基本原理应用举例喷射器应用-真空系统真空概念压力1013mbar温度100°C压力74mbar温度40°C纯组分的冷凝作用-100%蒸汽蒸汽（82kg）和空气（10kg)混合物的冷凝作用真空概念压力1013mbar温度100°C压力133mbar温度40°C真空概念-泄漏泄漏量估算真空泵机械动力正位移气体结合旋片泵往复泵吸收冷凝低温泵真空机械传统真空泵的应用范围10001001010,10,011–1,000.000m3/h20–20.000m3/h20–15.000m3/h20–6.000m3/h20–3.000m3/h真空[mbar]处理量范围m3/h真空泵机械无尺寸限制(DN8-DN3500)设计上无限制可以用各种动力蒸汽能处理吸入流中的污物可用各种材料制造性能高，安全，低维护费用，寿命长喷射真空泵为什么使用喷射真空泵?化工用多级蒸汽喷射真空泵:一备一用设计医药和化工：4-级陶瓷喷射器,石墨冷凝器真空系统多级喷射真空泵-混合冷凝器多级蒸汽喷射真空泵车间组装蒸汽喷射+液环真空泵基本原理MSF=动力蒸汽流SF=吸入流MF=混合流p1=动力蒸汽压力p0=吸入压力p=反向压力ps=p1/1,73pv=压缩震荡喷射真空泵的基本原理动力蒸汽在动力喷嘴中的膨胀产生的蒸汽喷射与被抽吸介质的混合混合物在喉口和出口扩张管中的压力转化基本原理-动力喷嘴中膨胀过程当p1/p0(p1/p0)临界，流速将达超音速蒸汽：(p1/p0)临界=1.73空气：(p1/p0)临界=1.89此时，流量仅是入口条件的函数：m1=常数*d12*p1流速w2≈2x103Δh蒸汽p1=10bar饱和P0=10mbarΔh=925kJ/kgw=1360m/s（最小截面积处）基本原理在断开点上部，抽吸流量m0与抽吸压力p0成正比m0kg/hp1=常数m0=f(p0)m0=抽吸流量kg/hp=反向压力mbarp0=抽吸压力mbarp1=动力压力barabs.p0mbar喷射器（泵）的操作特性抽吸曲线基本原理喷射泵将恒定的吸入流m0从吸入压力p0压缩至反向压力p背压曲线基本原理改变动力蒸汽的仅对背压有影响,而抽吸曲线基本不变.抽吸曲线的变化仅在改变扩张器和整个喷射泵时才有可能.可达到的背压由动力喷嘴的尺寸或动力蒸汽的压力决定.m0kg/hp0pmbar喷射泵的操作图设计准则压缩比0ppK膨胀比蒸汽消耗01mmb01ppE基本原理基本原理基本配置多级喷射器系统10.000m3/h2.000m3/h300m3/h多级喷射泵:直接接触冷凝器吸入压力小于6mbar喷射器内形成结冰，因此需要加套加热多级喷射真空泵:表面冷凝器设计准则安装方式?用于混合冷凝的大气安装从冷凝器流出的液体（冷却水/冷却介质）无须泵送设计准则配有中间储槽和抽水泵的半大气安装有各种安装可供选择，取决于现场高度设计准则配置表面冷凝器和液环真空泵的非大气安装蒸汽喷射液环真空泵通常需要1-2m，因而可以安装在任何室内（包括地面）基本原理–喷射器的控制可调式喷嘴炼油应用化工炼钢食用油精炼应用举例炼油多级喷射器系统550.000m³/h26mbara10.000m³/h80mbara1.500m³/h350mbaraAtm350m3/h55-11-06214:BP英国石油吸入压力:26mbara吸入流量:9500kg/h惰性气体量:950kg/h冷却水入口温度:28°C蒸汽:10.500kg/h400.000m3/h85mbara蒸汽:2.500kg/h13.000m3/h380mbara蒸汽:2.000kg/h3.500m³/h1200mbara炼油三级喷射真空系统流程DistillationTowerAVT-540mbaratopofcolumnSlopoilSourwaterFirstIntercondensers3x33%AftercondenserMotiveSteamSupplyCoolingWaterReturnCoolingWaterSupplyNoncondensableOut50°C65kgwatervapour6kgHC335.2kgInertgasTotal:406.2kgOffgasSecondstageEjector1x100%3/4ConnectionforPI3/4ConnectionforPITWFirststageEjectors3x33%10163kg/h(100%)1050m3/h/28°C1050m3/h/39.1°C2680kg/h(SecondandThirdstageejectorinoperation)1585kg/h7380kg/h(3ejectorsinoperation)ScopeofsupplyGEAWiegandGmbH:Inter-/Aftercondenser(New)EjectorsallstagesConnectionforPI3/4ConnectionforPIThirdstageEjector1x100%3/4ConnectionforPIConnectionforPIMotiveSteamSupply3/4ConnectionforPI1050m3/h/37.3°C300m3/h/37.3°C130m3/h/37.3°CBypass620m3/h/37,3°CDuetodifferentpressurelossabutterflyvalve/orificetobeinstalled1095kg/hHotwell(byothers)V1A100%W2150%ColumnMotiveSteamSupplyCoolingWaterReturnCoolingWaterSupplyGasOutletLGXXXLTXXXLGXXXLTXXXLICXXXPIXXPTXXTGXXcirculationconnectionforcentrifugalpumpsW3150%V1B50%V2A100%V2B50%WaterOilPrecondenserW1150%PTXXXSignalfromPTtobypasscontrolvalve炼油二级喷射真空系统流程-带预冷炼油多级喷射真空系统流程-带液环泵LTXXXEjectorEffluentSeparatorV-1805J-1801A33%E-1810B67%HVU1800C-1801MotiveSteamSupplyCoolingWaterReturnCoolingWaterSupplyToLRVPSystemPIXXPIXXPIXXPIXXLGXXXLTXXXLGXXXLTXXXLTXXXLICXXXLICXXXLightSlopsSourWaterP-XXXA/BSourWaterPumpP-XXXA/BLightSlopsPumpTGXXPIXXPTXXTGXXdeltaporificecirculationtoseparator-ifnecessarydeltaporificecirculationtoseparator-ifnecessarycirculationconnectionforcentrifugalpumpsE-1810A33%TGXXE-1811B67%TGXXE-1811A33%TGXXJ-1801B67%J-1802A33%J-1802B67%ToLRVPSystemBypass机组布置真空系统的组成喷射器冷凝器液环泵喷射器冷凝器液环泵机组-低压电机液环泵机组-高压电机蒸汽喷射真空布置大连石化大连石化抽气量：6541kg/h抽气压力：14mbar排出压力：1400mbar蒸汽消耗：14,190kg/h3级蒸汽真空喷射系统带液环泵炼钢真空脱气–0.67mbar空气/氩气炼钢制造检验用于钢铁脱气的蒸汽喷射真空泵食用油精炼真空系统冷却水冰水真空系统布置真空系统布置真空系统布置冰冷系统食用油精炼真空系统现场化工应用举例化工应用举例-布置化工应用举例-车间组装化工厂:2-级/4-级喷射系统布置4-级喷射器2-级喷射系统现场安装产品蒸汽作为动力动力介质：氯苯动力介质：EG喷射器应用-制冷蒸发和冷凝89闪蒸罐(蒸发器)直接接触式冷凝器(=混合冷凝器)被冷介质已冷介质冷却介质,冷进口冷却介质,升温真空泵蒸汽蒸汽喷射制冷的应用领域饮料罐/瓶装机在饮料工业中，产品需要在低于15-20°C下罐装/瓶装在大多数情况下，饮料行业有低压蒸汽用于加热,可以提供安装闪蒸和/或热力热回收系统的机会化学工业EO/EG装置要求在全年温度保持低温20°C.在化工厂中低压蒸汽(废蒸汽)可以利用于闪蒸制冷系统“特殊”应用为改善钢炉耐火砖的寿命,闪蒸制冷系统用于钢厂维持熔炉耐火砖恒定的温度.蒸汽喷射制冷的应用领域91食品工业–包装在食品工业中,在低于室温(15-20℃)储存和包装.在夏天比较难达到,因此可以考虑安装蒸汽喷射制冷装置大规模集中加热/空调系统蒸汽用于取暖（冬天），蒸汽闪蒸制冷系统用于空调（夏天）操作原理-型式I操作原理-型式II真空制冷–用于化工真空制冷-化工实验室测试感谢：中国化工学会化学工程专业委员会蒸发专业学组！感谢：本次培训班的各位同行!GongWeixingPhDCEngThermalProcessEngineeringPhone/e-mail：[e-mail]