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蒸汽喷射真空泵有一定压强的工作,蒸汽通过拉瓦尔喷咀,减压增速(蒸汽的势能转变为动能)以超音速喷入混合室,与被抽介质混合,进行能量交换,混合后的气体进入扩压器,减速增压(动能转化为压强能),为了减少后级泵的抽气负荷,配置冷凝器,通过有一定温差的两种介质对流,进行热交换,达到冷凝高温介质目的,排到大气压。(原理见图1)
图1 蒸汽喷射泵原理
其工作过程可分为三个阶段:绝热膨胀阶段、混合阶段、压缩阶段。
(1)在绝热膨胀阶段,工作蒸汽通过缩放喷嘴后,压力能转化为速度能,以极高的速度进入扩压器,同时工作蒸汽的压力在喷嘴出口处下降,形成真空把被抽气体吸入;
(2)混合阶段,被抽气体进入扩压器,在扩压器中,蒸汽与被抽气体发生碰撞、混合,进行能量交换,到扩压器喉部完成混合,两种气体达到同一速度;
(3)压缩阶段,经过扩压器喉部后,混合气速度降低,压力进一步上升,在扩压器出口达到大气压力或后一级喷射器的入口压力,把被抽气体排出。
蒸汽喷射真空泵抽气量大、工作范围宽、结构简单、没有相对运动的部件,是一种用途广泛的抽真空设备,主要应用于除气、脱色、干燥、脱臭、蒸馏、制冷及输送等方面。特别是其对吸入气体无选择性,蒸汽富余的炼厂,在常减压装置的减压塔、渣油/润滑油等重油加氢装置的减压塔、(抽汽)冷凝式汽轮机等场合,与机械真空泵(水环真空泵等)相比显示出卓越的优点。
(1)蒸汽减温减压
喷射泵式减温减压器采用蒸汽喷射泵作为减压器的主体,同时增加减温装置组合而成。它是一种能够同时调节蒸汽压力和温度,回收废热蒸汽的高效节能设备。喷射泵式减温减压器能使工作蒸汽的有效能得到合理利用,其系统见图2。
(2)蒸汽压力匹配
蒸汽压力匹配器是满足用户对蒸汽不同压力要求的理想设备,它通过用高压蒸汽引射低压蒸汽,在降低高压蒸汽品位的同时提高低压蒸汽的品位,产生介于高、低压蒸汽压力之间各种压力的蒸汽。它在热电厂汽轮机中间抽汽供热压力匹配方面已有很好的应用,其系统见图3。
(3)凝结水回收
凝结水在排放过程中产生大量的闪蒸蒸汽, 一直放空,既浪费能源,又污染环境。利用喷射泵式凝结水回收装置可以回收凝结水产生的闪蒸蒸汽,提高蒸汽品位后重新加以利用。其系统见图4。
参考文献:
1 高阳. 蒸汽喷射泵的原理与应用[J]. 煤气与热力,2003,(08):504-505+507.
2 林丽生. 水蒸汽喷射泵的应用与研究现状[A]..中国真空学会真空冶金专业委员会、沈阳市真空学会:,2009:6.