Despre aplicarea injectorilor de abur într-o sursă de căldură
AI Belevici, AVKruptsev, VA Malafeev
În continuare: saltul de presiune și condensul de abur în injector. Acest fenomen a fost observat pentru prima mai mult în 1937 S.Yu.Kellerom [5], și apoi în 1939, confirmată de Thermal Engineering Institute (VTI) N.G.Morozovym unională și în 1949 a explicat (la nivelul cunoștințelor la momentul respectiv) V. I. Konovalov [6].
Caracteristică caracteristică a injectorului de apă cu abur. care o deosebește de alte tipuri de aparate de jet de apă, este că poate menține un mod de funcționare cu o presiune a apei încălzite la ieșire care depășește presiunea de vapori la intrare. Datorită acestei proprietăți, injectorul a fost folosit (și folosit) ca pompă în circuitele de alimentare cu apă de alimentare pentru cazanele cu abur.
Acest fenomen a fost explicat în MPEI de M.Ye. Deitch [7] și în laboratorul de inginerie termică VTI de către E. Ya. Sokolov și N. M. Zinger [8].
Referințe istorice despre injectoare.
Pentru prima dată prototipul injectorului a fost propus de omul de știință francez Manuri d'Ento în 1818. În 1852, inginerul francez Henri Giffar a folosit un injector într-un motor cu aburi pe un dirijabil. Acest motor cu aburi a avut o greutate de 9 puncte (144 kg) și o putere de 3 CP (2,2 kW). Ea a rotit șurubul de 11 picioare (3,3 m) în diametru la o viteză de 110 rpm. Acest șurub a fost dirijabil al airship-ului [9].
În 1858, A.Zhiffar brevetat proiectarea injectorului, care nu sa schimbat fundamental până în prezent. Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea până la mijlocul secolului al XX-lea, injectorii au găsit o aplicare largă pe locomotive, vapoare și în cazane de abur fixe și mobile mici.
Acum despre utilizarea injectoarelor în sistemele de termoficare (în sistemele de alimentare cu apă caldă și în sistemele de încălzire).
Fără îndoială, utilizarea de injectoare pentru încălzirea apei reci și a furniza apa încălzită cu abur (fierbinte) în sistemul de apă caldă, echipat cu un rezervor de stocare este posibilă. Dar trebuie să se țină seama de faptul că este utilizat pentru încălzirea vaporilor de apă în caracteristicile sale trebuie să respecte normele și regulile sanitare. Aceasta înseamnă că aburul din circuitul principal sau CTE CTE, de obicei, nu poate fi utilizat pentru încălzirea apei alimentată în sistemul de apă caldă, deoarece apa de alimentare la CTE adesea supuse prelucrării reactivilor chimici sunt dăunătoare pentru sănătate, de exemplu hidrat de hidrazină. O astfel de încălzire a apei poate avea loc pe obiecte care sunt echipate cu cazane de abur, apa de alimentare a calității apei potabile și având demineralizare Na-cation.
Utilizarea injectoarelor pentru nevoile aprovizionării cu apă caldă se găsește destul de des în întreprinderile mici, în special în industria alimentară, de exemplu, la fabricile de bere Lipetsk și Klin. Dezvoltarea și livrarea injectoarelor și elemente ale sistemului automatizat de control al acestor obiecte a fost realizată de compania "Jet Technology" cu suportul științific al VTI.
În ceea ce privește utilizarea unui injector pentru încălzirea rețelelor de apă și crearea circulației în sistemele de termoficare, aceasta este o sarcină mai complexă. De fapt, caracteristicile injectorului sunt foarte sensibile la modificările parametrilor fluxului de încălzire, încălzit și mixt. Caracteristica unui injector este dependența oricărui parametru de mod al unuia dintre cele trei fluxuri de interacțiune de parametrul unui alt flux. În acest caz, valorile celorlalți parametri ai tuturor firelor trebuie să rămână neschimbate. De exemplu, atunci când se evaluează un injector ca pompă hidraulică, se utilizează o caracteristică a formei Pc = f (Gc). unde: Рс - presiunea apei la ieșirea din dispozitiv (contrapresiune) și Gc - debitul de masă al apei amestecate (comprimate). Această caracteristică este calculată sau obținută experimental la presiuni și temperaturi constante ale vaporilor de lucru (pp Tp) și ale apei evacuate (Рн.
În funcție de forma profilului părții care curge, apar două tipuri de caracteristici:
1) cu o cameră de amestecare cilindrică, raportul dintre secțiunea transversală a camerei de amestecare și secțiunea transversală minimă a duzelor este întotdeauna mai mare de 1,0, iar caracteristica constă din două zone corespunzătoare modurilor de limitare și de limitare;
2) cu o cameră de amestecare conică, atunci când raportul dintre secțiunea transversală a camerei de amestecare și secțiunea transversală minimă a duzei este de obicei mai mic decât 1,0, caracteristica constă doar în secțiunea corespunzătoare zonei de regim limită.
Când PC-ul <(Рс ) пр. когда реализуется предельный режим, температура смешанной воды становиться неизменной. На рисунке 1 в качестве иллюстрации приведена подобная характеристика инжектора.
Fig.1. Caracteristicile injectorului.
Având în vedere în Figura debit minim de masă a amestecului de apă (condensat) (Gc) min se determină din condiția de condensare deplină a aburului de conducere prin ecuația echilibrului termic la o presiune amestec în camera de amestec, iar debitul maxim max (Gc) - de la starea de curgere critică a vitezei în care fie din secțiunile părții care curge din aparat.
Într-un sistem de încălzire de reglare calitativă necesită menținerea regimului hidraulic practic constant (fluctuații mici de curgere a apei de rețea (± 10%) sunt posibile datorită sarcinii variabile de alimentare cu apă caldă, dacă există unul). Reglarea alimentării cu căldură în sistem se face prin schimbarea temperaturii apei din rețea în conformitate cu programul de temperatură adoptat [10]. De obicei, un sistem de încălzire mic, care sunt conectate la un cazan de abur de putere joasă, funcționează la graficul de temperatură 95-70 ° C, Atunci când nici o sarcină de alimentare cu apă caldă încălzită prin încălzirea apei la ieșirea injectorului în condițiile climatice, condițiile de închidere Moscova, ar trebui să fie la o temperatură cuprinsă între 37 ° C (temperatura aerului exterior + 10 ° C) până la 95 ° C (temperatura aerului exterior de -25 ° C ). În același timp, consumul acestuia în timpul sezonului de încălzire trebuie menținut constant. În soluția tradițională a acestei rețele de încălzire problemă și circulația acesteia a apei sunt prevăzute în instalația de încălzire a apei (TLU), constând dintr-un înveliș de abur și preîncălzitoare de tip tub și pompe de rețea. O astfel de schemă a VPU asigură un mod hidraulic al sistemului de alimentare cu căldură independent de regimul termic al sistemului.
Dacă se utilizează un injector în schema HPU, care combină încălzirea apei din rețea cu creșterea presiunii sale, modurile hidraulice și termice de funcționare ale HPU și a sistemului de alimentare cu căldură sunt interconectate. Dacă temperatura exterioară este mărită (coborâtă), temperatura necesară a apei din rețea trebuie să scadă (crește) în funcție de programul de control al temperaturii. Și acest lucru înseamnă că consumul de abur prin duza injectorului trebuie, de asemenea, să scadă (crește). Deoarece modurile termice și hidraulice ale injectorului sunt interconectate, presiunea rețelei de apă încălzită la ieșirea ei va varia și, în consecință, consumul său va fi de asemenea instabil. La rândul său, datorită debitului variabil de apă, temperatura acestuia la ieșirea din sistemul de alimentare cu căldură nu va fi egală cu valorile care trebuie să corespundă graficului de temperatură calculat la un debit constant de apă de rețea. În intervalul temperaturilor exterioare ale aerului în timpul perioadei de încălzire, presiunea apei la ieșirea injectorului (Pc) se modifică de aproape 4 ori (a se vedea tabelul de mai jos).
Pentru a menține fluxul de apă de rețea către consumator, injectorul constant trebuie suplimentat cu o pompă cu acționare electrică și cu un sistem automat de control destul de complex. În VTI a fost elaborată o astfel de schemă, care este implementată pe o serie de obiecte.
Figura 2 prezintă o diagramă schematică a injecției unui injector cu o pompă într-o substație de încălzire a unui consumator de căldură conectat într-un sistem de încălzire cu abur. Această schemă poate oferi cerințele impuse de sistemul de consum al căldurii pentru TLU.
Fig. 2. Pornirea injectorului cu pompa
Aceste valori ale parametrilor în schema de abur și apă fierbinte sunt consumatori TLU cu sarcina termică calculată 1,0 Gcal / h și o sarcină medie pe o perioadă de încălzire oră QSR = 0,493 Gcal / h (0,58 MW) și (ti) av = -3.2 ° C ( Moscova).
tc - temperatura apei la ieșirea injectorului;
t 3 - temperatura apei la intrarea în sistemul de încălzire;
t 2 - temperatura apei la ieșirea din sistemul de încălzire;
Gn este debitul de abur la injector;
Gc - debitul de apă la ieșirea injectorului;
Pp - presiunea de vapori pe injector;
- presiunea apei în spatele injectorului;
Qо - sarcina relativă a încălzirii;
Gb - by-pass de curgere a apei.
Mai jos, figura arată dependența presiunii apei din spatele injectorului (Pc) în timpul sezonului de încălzire, în funcție de temperatura exterioară a aerului (tn).
Fig. 3. Dependența presiunii apei de temperatura exterioară.
Câteva remarci despre activitatea punctului de căldură cu injectorul.
1. Diagrama de mai sus a unui punct de căldură cu un injector poate fi utilizată atunci când se lucrează într-un sistem închis de alimentare cu căldură, care are o densitate hidraulică mare, adică practic lipsită de scurgeri. În caz contrar, sarcina de tratare a apei chimice la sursa de căldură (camera cazanului) crește și beneficiile economice rezultate din utilizarea injectorului sunt pierdute sau chiar transformate în pierderi economice.
2. Funcționarea unui sistem de consum de căldură conectat la un punct de căldură cu un injector are loc pe un condens curat, care după ce consumatorii trebuie să fie drenate într-un rezervor de condens și apoi alimentate într-o unitate de dezaerare. În rezervorul de condens, precum și în rezervoarele de expansiune ale sistemelor de încălzire ale clădirilor (dacă există), este inevitabil să fie "contaminat" cu oxigen. Datorită faptului că pH-ul condensatului este relativ scăzut, chiar și o mică prezență în condensatul oxigenului crește brusc activitatea sa corozivă. În plus, trebuie remarcat faptul că utilizarea instalațiilor existente de dezaerare nu permite eliminarea completă a oxigenului dizolvat și a dioxidului de carbon. În consecință, coroziunea conductelor de alimentare cu căldură este inevitabilă. În acest sens, ar trebui să se asigure constant controlul chimic periodic al calității condensatului și tratarea acestuia cu substanțe chimice de creștere a pH-ului la sursa de căldură.
3. teplopunkt modul de operare cu sistemul de control al injectorului este ceva mai complicat decât pentru teplopunkt cu abur incalzitor apa (boiler), care este echipat cu un singur regulator de temperatura din conducta de alimentare cu apă de rețea și un regulator de presiune a apei în conducta de retur. Prin urmare, fiabilitatea întreținerii automate a regimului termo-hidraulic la utilizarea injectorului este mai mică decât atunci când se utilizează un cazan. În consecință, cerințele de mai sus se aplică și calificării personalului care deservește WSP, ceea ce implică costuri de operare mai mari.
Pe TES, instalații industriale și de încălzire folosesc injectoare cu abur în loc de încălzitoare și pompe expedient în Schemele de încălzire și de alimentare cu apă tratată ca circuitul principal Deaeratore stație și care alimentează un sistem de încălzire în Deaeratore.
2. În instalațiile de dezaerare a cazanelor cu abur și a CET-urilor și în anumite condiții și în sistemele de apă caldă cu rezervoare de stocare, utilizarea injectorilor poate avea un efect economic tangibil.
3. Fezabilitatea economică a utilizării unui injector pentru prepararea apei în rețea în punctele de căldură ale consumatorilor conectați la sistemele de alimentare cu căldură cu abur în locul încălzitoarelor cu apă cu aburi nu este atât de evidentă. Scopul utilizării injectoarelor în acest scop depinde de condițiile specifice și ar trebui luat în considerare pentru fiecare obiect în parte.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: