Ежектор-кондензатор
Собственици на патент RU 2255281:
Изобретението се отнася до вакуумни деаерационни инсталации, като един от техните елементи. В допълнение, изобретението може да се използва в технологията на химическата и други индустрии за изхвърляне и кондензация на пари от други течности. Ежекторът-кондензатор съдържа корпус под формата на обвивка с условно горен и условно долен капак, с тангенциални тръби за вход и изход на работна вода, с тръба за подаване на изхвърляната среда - пара от деаератора или от изпарителната инсталация, монтирана на един от капаците. На втория капак има и разклонителна тръба на изхвърляната среда - пара от деаератора или от изпарителя. Разклонителната тръба за подаване на изхвърлената среда е удължена вътре в корпуса и има крайна капачка и странични прозорци за преминаване на изхвърлената среда в корпуса. Вътре в корпуса между разклонителните тръби за подаване и изпускане на работна вода е монтирана пръстеновидна преграда, разделяща вътрешната част на корпуса на входни и изходни отделения. Изобретението дава възможност за увеличаване на изтласкващия и кондензационен капацитет на центробежен вихров ежектор-кондензатор. 2 т.п. f-ly, 2 ил.
Изобретението се отнася до областта на енергетиката, по-специално до инсталации за вакуумно обезвъздушаване, като един от техните елементи. В допълнение, той може да се използва в технологията на химическата и други индустрии за изхвърляне и кондензация на пари от други течности, например във вакуумни изпарители.
В промишлената енергетика и в енергийния сектор на комуналните услуги водоструйни ежектори от тип EV се използват за осигуряване на вакуум във вакуумни обезвъздушителни инсталации, а в голямата енергетика се използват дву- и тристепенни парни ежектори от тип EP с вградени парни кондензатори и водоструйни ежектори от тип EV с големи размери (виж L. 1 K.F.Роддатис, Я.Б. Соколовски „Наръчник на котелни инсталации с малък капацитет“, Енергетика, М., 1975 г., стр. 270). Чертеж на типичен пароструен и водоструен ежектор е показан на стр.214 L.2 A.N. Planovsky, V.M. Рам, С.З. Каган „Процеси и апарати на химическата технология“, Химия, М., 1968).
Такъв ежектор има дюза, към която е свързан тръбопровод на работната среда (пара или работна вода), смесителна камера, разклонителна тръба на засмукана среда (изпарение от деаератора) и дифузьор.
Тези ежектори работят добре при транспортиране на еднофазна среда (вода, въздух, газове). Водно-водни ежектори с подобен дизайн се използват като асансьори в системите за отопление на дома. Те също работят ефективно при изпомпване на въздух и газове. При обезвъздушителната технология такъв ежектор (EV) е по-малко ефективен, тъй като трябва да изсмуква паровъздушна смес от деаератора, в която делът на некондензиращите газове е около 1%. Струята вода, излизаща от дюзата, има малка повърхност на контакт с изхвърлената среда, следователно, това е недостатъчно ефективен кондензатор на пара. Често деаераторите с ежектори от типа EV не работят задоволително поради малкото количество пари, изтеглени от ежектора поради недостатъчна кондензация на водните пари, съдържащи се в парите.
Центробежно-вихровият ежектор, избран като прототип, работи по-ефективно при изсмукване на сместа газ-пара (виж списание L.Z. „Изобретател и рационализатор“, 1976 г., № 11, стр. 7-9 - вихрова вакуумна помпа). Това изобретение съдържа цилиндрично тяло (тръбна секция) с условно горен и условно долен капак (горният и долният нямат значение за работата на ежектора), с тангенциална тръба за вход на работна вода, с тангенциална тръба за изход на работна вода, с пръстеновидна преграда (шайба)между тях, разделяйки вътрешната част на корпуса на входно и изходно отделение по течението на водата (монтирането на шайба е по избор). Освен това в центъра на един от капаците има разклонителна тръба за засмукване на изхвърлената среда - парогазова смес (тръба за подаване на изхвърлената среда).
При тези ежектори контактната повърхност на фазите (вода и пара) е с два порядъка по-голяма. Ежекторът успява да кондензира всички изпарения от изсмуканата паровъздушна смес и да изсмуче некондензиращите газове.
Авторът на настоящото изобретение е тествал такъв ежектор на вакуумен деаератор с капацитет 200 t/h. Центробежният вихров ежектор без охладител на пара се представи по-добре от типичен EV ежектор с охладител на пара, монтиран между деаератора и ежектора.
Недостатъкът на известната конструкция (прототип) е, че деаераторите с голям капацитет трябва да имат голям диаметър на изпарителната тръба (смукателната тръба на ежектора), което води до увеличаване на диаметъра на корпуса на ежектора. Това води до увеличаване на пътя на водния поток, въртящ се вътре в корпуса и до увеличаване на загубата на водна енергия за триене и до намаляване на ежекторния капацитет на ежектора. Например, за деаератор с капацитет 1200 t/h, изпарителната тръба (смукателната тръба на ежектора) трябва да има диаметър най-малко 500 mm.
Целта на изобретението е да се увеличи изхвърлящата и кондензационната способност на центробежно-вихровия ежектор (повишаване на производителността и кондензационната способност на ежекторите за деаератори с висока производителност и за вакуумни изпарители).
Този проблем се решава с факта, че ежекторът-кондензатор съдържа корпус под формата на корпус с условно горен и условно долен капак, с тангенциални дюзи за подаване и изпускане на работна вода, с дюза за подаване на изхвърляната среда - пара.от обезвъздушител или от изпарител, монтиран на един от капаците. Съгласно изобретението на втория капак е монтиран и разклонител на изхвърляната среда - пара от деаератора или от изпарителя.
В допълнение, разклонителната тръба за подаване на изхвърлената среда е удължена вътре в корпуса и има крайна капачка и странични прозорци за преминаване на изхвърлената среда в корпуса. Вътре в корпуса между разклонителните тръби за подаване и изпускане на работна вода е монтирана пръстеновидна преграда, разделяща вътрешната част на корпуса на входни и изходни отделения.
Фигура 1 показва надлъжен разрез на ежектор-кондензатор;
фигура 2 - изглед отгоре.
Ежекторът-кондензатор има тяло 1, направено под формата на черупка (тръбна секция). От краищата на корпуса 1 има условно горния капак 2 и условно долния капак 3. Разклони 4 и 5 са свързани тангенциално към тялото 1 за подаване на работна вода вътре в тялото 1 (по-близо до един от капаците). Дюзата може да бъде една или може да има няколко, например две или три. Чрез промяна на броя на работните дюзи 4 и 5, чрез затваряне на спирателното устройство, монтирано на всяка дюза 4 и 5, е възможно да се промени номиналният капацитет на ежектора според дебита на работната вода.
В другия край на тялото 1 (по-близо до срещуположния капак) тангенциално към тялото 1 е прикрепена тангенциална тръба 6 за отвеждане на работната вода (тръбата може да бъде една или може да има няколко, например две). Разклонителната тръба 6 може да има скосяване на кръстовището с тялото 1 (например половината от участъка на тръбата 6) или може да няма скосяване. Вътре в тялото 1, перпендикулярно на оста, е монтирана пръстеновидна преграда 7, разделяща тялото 1 на входно (по протежение на водата) отделение и изходно отделение. Обикновено горният капак 2 е свързан симетрично към оста на разклонителната тръба 8 за захранване на изхвърлениясреда и условно долният капак 3 е свързан към разклонителната тръба 9, която също е разклонителна тръба за подаване на изхвърлената среда. Под изхвърлената среда се има предвид флаш, съдържащ пара и некондензиращи газове, идващи от деаератор или друг апарат, например изпарителна инсталация. Една от дюзите, например 9 (или 8), е вдлъбната вътре в тялото 1 и има запушалка 10, която служи за предотвратяване на директен сблъсък на потоците изхвърлена среда, идващи с висока скорост (за намаляване на съпротивлението на влизане на двата потока в случай на сблъсък). Отстрани на разклонителната тръба 9, която влиза във вътрешността на тялото 1, има прозорци 11 за преминаване на изхвърлената среда в посока, перпендикулярна на оста на тялото. Ежекторът-кондензатор е свързан с източника на изхвърляната среда чрез две тръби, които са свързани към крайните дюзи 8 и 9.
Ежекторът-кондензатор работи по следния начин. Работният флуид (вода) с налягане 3-5 kgf / cm 2 се подава във входните тангенциални тръби 4 и 5 (в единия или и в двата, в зависимост от предназначената пара за деаератор).
Водата придобива въртеливо движение под формата на воден пръстен, въртящ се близо до стената на корпуса 1. Пръстенообразната преграда 7 определя минималната дебелина на въртящия се воден пръстен във входното отделение (до пръстеновидната преграда). С намаляването на радиуса на въртене налягането на водата пада и скоростта се увеличава. Преодолявайки пръстеновидната преграда 7, пръстеновидният въртящ се воден поток навлиза в изходното отделение на ежектора-хладник. Водата се върти вътре в цялата странична повърхност на корпуса 1, създавайки голяма фазова контактна повърхност. В изходното отделение въртящ се пръстеновиден поток от вода се втурва в тангенциалната тръба 6, създавайки вакуум вътре в корпуса 1. Изхвърлената среда (изпарител) се втурва от деаератора или от някакъв другапарат, например изпарителна инсталация вътре в корпуса 1 под действието на създадения вакуум. От разклонителната тръба 9 изхвърлената среда излиза вътре в корпуса 1 през прозорци 11, перпендикулярни на водния поток и влиза в контакт с водния поток, въртящ се близо до стената на корпуса 1. Изхвърлената среда, напускаща разклонителната тръба 8, се натъква на запушалката 10 и също променя посоката на перпендикулярна на оста на апарата и се блъска във въртящия се воден поток със скорост. Водната пара, съдържаща се в изхвърлената среда, моментално кондензира, а некондензиращите газове се засмукват в тръбата 6. Работната вода се нагрява чрез кондензация на пара. Загрятата работна вода се източва в резервоара и се изпомпва към деаератора или за други технически нужди.
Ежекторът-кондензатор може да бъде включен във веригата последователно с друг ежектор (паров, водоструен) или с вакуумна помпа по схемата: деаератор - ежектор-кондензатор - ежектор на втора степен. В този случай изходът на изхвърлената среда на втория капак ще функционира като изходен отвор на изхвърлената среда.
Инсталирането на дюзите за подаване на изхвърляната среда на двата капака на ежектора (монтиране на допълнителна дюза на втория капак) дава възможност да се намали диаметърът на тези дюзи при същия общ капацитет на дюзите и да се намали диаметърът на тялото на ежектора, което намалява загубите от триене на вода по стените на тялото и повишава ефективността на ежектора. Например за обезвъздушител с капацитет 1200 t/h могат да се монтират две тръби с диаметър 350 mm вместо един разклонител за подаване на изхвърляната среда (пара) с диаметър 500 mm. При същия капацитет на дюзите това ще намали диаметъра на ежекторното тяло, ще скъси дължината на пътя на въртящия се воден поток пропорционално на обиколката на тялото и ще намали загубите на енергиявода до триене и увеличаване на изтласкващия капацитет на ежектора-кондензатор.
Инсталирането на запушалка на една от тръбите за подаване на изхвърлената среда и правенето на прозорци на страничната повърхност на тази тръба, вдлъбнати вътре в тялото, ви позволява да насочите потока на изхвърлената среда към въртящия се воден поток перпендикулярно на този поток и със значителна скорост, което увеличава скоростта на кондензация на пара. В допълнение, това позволява да се намали съпротивлението на два противоположни потока на изхвърлената среда в корпуса.
1. Ежектор-кондензатор, съдържащ корпус под формата на корпус с условно горен и условно долен капак, с тангенциални тръби за вход и изход на работна вода, с тръба за подаване на изхвърляната среда - пара от деаератора или от изпарителя, монтиран на един от капаците, характеризиращ се с това, че вторият капак също има тръба за изхвърляната среда - пара от деаератора или от изпарителя. .
2. Ежектор-кондензатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че тръбата за подаване на изхвърлената среда е удължена вътре в корпуса и има крайна капачка и странични прозорци за преминаване на изхвърлената среда в корпуса.
3. Ежектор-кондензатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че вътре в корпуса между тръбите за подаване и изпускане на работна вода е монтирана пръстеновидна преграда, разделяща вътрешната част на корпуса на входни и изходни отделения.