Паровой инжектор принцип работы

Условия размещения статей в рубрикаторе здесь  

Инжектор паровоза

 Для питания паровозных котлов водой применяются инжекторы. Действие инжектора основано на превращении тепловой энергии пара при смешении с водой в энергию движения, которая гонит смесь пара и воды в котел, преодолевай встречное противодавление из котла.

Тепло, заключенное в паре, поступающем из котла в инжектор, неполностью возвращается в котел вместе с подаваемой водой, а часть его тепла (18-20%) расходуется на превращение в энергию движения (механическую работу), которая и преодолевает давление воды из котла на питательный клапан.

Устройство каждого инжектора сводится к следующему: внутри цилиндрической коробки (фиг. 59), открытой с обеих сторон и имеющей два отростка 1 и помещены три конуса (сопла) 4У 6″, 7, оси которых лежат на одной прямой.

Конус 4 называют паровым, 6 — конденсационным, смесительным или водяным, 7 — приемным или нагнетательным, поступающий из котла по трубе 3 пар проходит через конус 4 и попадает в конденсационную камеру или камеру смешения 5, в которой смешивается с подводимой из тендера по трубе 2 холодной водой.

Частички пара, (выходящие из конуса 4, с большой скоростью смешиваются с частицами воды и при этом частично конденсируются, выделяя скрытую теплоту парообразования.

Фиг. Г)9. Схема устройства инжектора: 1 — востовая труба; 2 — водоприемная труба; 3 — паропроводящая труба; 4 — паровой конус; 5 — камера смешения; 6 — смесительный конус; 7 — нагнетательный конус; 8 — питательная труба.

Пароводяная смесь, обладающая большой энергией, с большой скоростью устремляется через конус 6 в конус 7, где теряет скорость, но повышает давление, поднимает питательный клапан и поступает по трубе 8 в котел. Инжекторы подразделяются на всасывающие и невсасывающие или нагнетательные.

Всасывающие инжекторы располагаются на лобовом или боковом листе кожуха топки, т. е. выше уровня воды в тендере, а невсасывающие — под будкой машиниста, куда вода поступает из тендера самотеком.

На паровозах промышленного транспорта широкой и узкой колеи применяются исключительно всасывающие инжекторы, которые в зависимости их расположения на котле подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

Инжекторы отличаются друг от друга по номерам, которые определяют диаметр отверстия нагнетательного конуса. Если, например, диаметр отверстия 6 лш, то инжектор считается № бит. д. (табл. 9).

Согласно ГОСТ 5035-49 условное обозначение для инжектора котла паровоза широкой колеи состоит из букв В или Н, обозначающих всасывающий или нагнетательный, и числа, соответствующего производительности инжектора в л/мин. Подача воды инжектором зависит от размеров конусов инжектора, от давления пара в котле и от температуры воды.

Паровозный котел снабжается двумя инжекторами, причем каждый из них должен обеспечивать наибольшую подачу воды максимальной форсировке котла, т. е. при наибольшем расходе пара.

Таблица 9 Размеры труб паровозных инжекторов в мм и подача воды в л/мин

Фиг. 60. Продольный разрез всасывающего инжектора № 6 (В78): 1 — корпус; 2 и 3- паровые конусы; 4 — водяной смесительный конус; 5 -промежуточный конус; 6 — нагнетательный конус; 7 — питательный клапан; 8 — вестовой клапан; 9 — сетка; 10 — делительная пробка; 11 — паровой клапан.

Инжектор № 6 (В78). На танк-паровозах широкой колеи и узкоколейных паровозах наибольшее распространение получили горизонтальные инжекторы № 6, производительностью 78-83 л/мин. Инжектор № 6 (В78) класса АТНК (фиг.

60) состоит из следующих деталей: корпуса по оси которого расположены конусы- паровые 2 и 5, водяной 4, промежуточный 5 и нагнетательный 6 питательного клапана 7; парового колпака 11, делительной пробки 10 сетки 9; вестового клапана 8.

Пар из пароразборной колонки подводится по трубе в паровую камеру. В паровом конусе 2, кроме большого Центральпого отверстия, имеются четыре отверстия диаметром по 2,5 мм, расположенных по окружности.

При пуске инжектора медленно поднимают рукоятку, которая открывает паровой клапан 11 так, чтобы его хвостовик не вышел из центрального отверстия.

Тогда пар из паровой камеры проходит через маленькие отверстия в конусе 3, производя разрежение в водяной камере, вследствие чего вода из тендера или бака всасывается в водяную камеру, предварительно пройдя делительную пробку 10 и сетку 9.

Фиг. 61. Питательный кувшин паровоза серии 9П.

Из водяной камеры вода гонится паром в конус 4, попадает в водоотводную камеру и выпускается через вестовой клапан 8 и вестовую трубу наружу, под будку машиниста. Это указывает на то, что инжектор присосал воду.

После этого рукоятку парового клапана 11 поднимают до конца; при этом хвостовик клапана открывает полностью центральное отверстие парового конуса 2 и пар поступает в водяной конус 4, где смешивается с водой и конденсируется.

Образовавшаяся при конденсации пара движущая сила гонит воду в водяной конус.

Вода, приобретая большую скорость и силу, уже не вытекает через вестовую трубу, а поступает через нагнетательный конус 6 в питательную камеру, поднимает питательный клапан 7 и проходит в нагнетательную трубу. По этой трубе вода достигает питательного кувшина (фиг. 61), где поднимает клапан и поступает в котел.

Читать предыдущую страницу  Читать книгу сначала  Читать следующую страницу

• Советуем прочитать книги про железнодорожный транспорт:
• Паровозы промышленного назначения
• Какие бывают загрязнения на железнодорожных транспортных средствах и как их отмыть
• Тепловозы промышленного назначения, устройство и ремонт
• Мойка и уборка вагонов, химия для ЛКП, наружная мойка железнодорожных вагонов и вагонов метро
• Как устроен и работает электровоз, тяговый подвижной состав

Принцип работы современных паровых инжекторов

Паровым инжектором называют оборудование, которое служит для вспрыскивания пара в резервуар с водой. Благодаря паровому инжектору нагревается вода, а само оборудование работает быстро и не слишком шумно. Устройство, как правило, просто смешивает пар с холодной водой, таким образом прогревая воду. Это в дальнейшем гарантирует циркуляцию.

Принцип работы и применение парового инжектора

Паровой инжектор также применяется в судах в качестве способа откачки воды в трюмах. Котельные или паровозы используют его как питательный прибор.
Какой принцип работы имеет паровой инжектор? В ходе работы оборудования происходит преобразование кинестетической энергии в давление воды, поступающей в котел. Благодаря этому в самом котле давление не превышает норму.

Сейчас многие стремятся купить паровой инжектор ввиду того, что он не слишком шумный, не изнашивается быстро и не нуждается в смазке. Это, разумеется, большие преимущества в использовании оборудования.

Какие еще преимущества имеют паровые инжекторы?

• Ввиду того, что данное оборудование изготовлено из нержавеющей стали, оно способно еще длительное время беспрерывно работать.
• Устройство создает минимальный уровень шума и вибрации.
• Обеспечивается довольно быстрый нагрев.
• Не нуждается в сложном обслуживании, имеет горазд упрощенную конструкцию оборудования.
• В наличии нет никаких движущих деталей.
• Есть возможность устанавливать на одном трубопроводе по несколько инжекторов. 

Инжектор состоит из трех основных деталей: диффузор, сопла и смеситель. Пар подается, он сосредотачивается на стенках самого прибора. В паровом инжекторе происходит процесс разрежения. Вода, которая находится в емкости, постепенно начинает подниматься. Как только подача пара увеличивается, он расширяется в корпусе устройства, увеличивается скорость движения и в результате этого образуется вода. Пар перемешивается с водой и проходит в расширяющийся конус на достаточно высокой скорости. Там уже происходит образование давления, а смешение воды и пара через клапан проходит в котел.

Где можно найти в продаже паровые инжекторы?

Купить паровой инжектор рекомендуем у нас на сайте. Здесь вы сможете заказать оборудование высшего качества на лучших условиях.

Перед тем, как купить паровой инжектор, лучше всего сразу определить технические характеристики устройства. Это играет очень большую важность.

Если же вы самостоятельно не можете найти нужную информацию о выбранном приборе, тогда можете запросить помощь наших консультантов. Наши специалисты предлагают качественную информационную помощь.

Чем отличается инжектор от эжектора

Струйный гидравлический насос — аппарат, основанный на принципе обмена механической энергией между потоками с высоким и низким давлением. Совместим с жидкими, газообразными, сыпучими веществами. Если насос что-то закачивает или распыляет, то это инжектор. Если же прибор что-либо откачивает, то это эжектор.

Конструкция гидравлического агрегата проста. В самом облегченном виде она состоит из двух скрепленных трубок, в ней нет движущихся деталей, электрооборудования. Это упрощает обслуживание и повышает надежность.

Устройство эжектора

Эжектор — устройство, передающее кинетическую энергию среды с большей скоростью к среде с меньшей при их соединении. Вместе с вакуумным насосом аппарат увеличивает напор всасываемой жидкости. Нередко его применяют как смеситель на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях.

Работа эжекторного насоса основана на принципе Бернулли. Упрощая, его можно сформулировать так: давление течения с меньшей скоростью движения выше, а с высокой, наоборот, ниже. То есть поток с высоким давлением в трубе вызывает всасывание потока в патрубке с низким.

Эжекторное приспособление состоит из следующих элементов:

1. трубы с сужающимся соплом, куда поступает эжектирующая субстанция;
2. патрубка, куда всасывается эжектируемая жидкость-/газ;
3. камеры, где они смешиваются;
4. узкого цилиндрического горла;
5. более широкого диффузора;
6. выходной трубки, соединяющейся с главным трубопроводом.

Схема работы выносного эжектора

1. Рабочий поток всасывается в главную трубу с соплом.
2. В патрубке резко падает давление. Как только скорость движения пассивной среды достигает определенной отметки, в камере формируется вакуум. То есть давление становится ниже атмосферного. Это ведет к засасыванию жидкости-/пара из патрубка.
3. Эжектируемая и эжектриующая среды встречаются в камере, где обмениваются кинетической энергией. При поступлении в диффузор она превращается в потенциальную энергию сжатия. Под её действием вещество поступает в выходную трубку.

Назначение инжектора — сжатие газов, паров, жидкостей, их нагнетание (распыление) в другие узлы. Устройство является стандартным линейным ускорителем, который вводит заряженные частицы в центральные узлы машины. Заметим, что водяное давление в инжекторном агрегате может быть выше, чем в эжекторном. Агрегатные состояния используемых веществ бывают:

1. равнофазные (газ-газ, пар-пар, жидкость-жидкость);
2. разнофазные (газ-жидкость, жидкость-газ);
3. изменяющейся фазности (пар-жидкость, жидкость-пар).

Соответственно, инжектор используют в составе различной аппаратуры. Его применяют в горной промышленности, на электростанциях, в машиностроении; в качестве составной части котельного оборудования — в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.

Как пример, рассмотрим особенности действия инжектора парового котла. Она основан на его способности создавать более высокое давление, чем у рабочего пара.

Кинетическая энергия последнего преобразуется в давление воды, которая поступает в котел. В своей сути инжекторная схема отличается от эжекторной только наличием игольчатого вентиля с рукояткой.

Он предназначен для регулирования расхода и подачи жидких, парообразных веществ.

1. Подают пар, который конденсируется на охлажденных стенках.
2. Из-за разности давлений вода из резервуара поднимается в инжекторную полость.
3. Пар расширяется и тянет за собой водный поток дальше в камеру смешения.
4. Состав из конденсированного пара и воды устремляется вперед по расширяющемуся конусу. Там его скорость превращается в давление.
5. Это помогает ему преодолеть сопротивление клапана (выходной трубки), проходя через который он поступает в котел.

Конструкция инжектора (форсунки) в автомобильных двигателях отличается большей сложностью, включает движущиеся элементы.

В чем разница

Таким образом, эжектор и инжектор — подвиды струйного насоса. Их отличает:

1. Принцип действия. Эжектор откачивает газ-/пар-/жидкость, а инжектор, наоборот, распыляет.
2. Конструкция. Инжекторная система может быть усложнена по сравнению с эжекторной, хотя в своей основе они идентичны.
3. Сфера применения. Эжектор применяют в паре с вакуумным насосом, инжектор — с котельным оборудованием, автомобильными двигателями и др.

О применении паровых инжекторов в теплоснабжении

А.И.Белевич, А.В.Крупцев, В.А.Малафеев

https://www.youtube.com/watch?v=PRZhqTETQbo\u0026t=11s

В последние годы фирмы, руководимые г-ном В.В.

Фисенко («Фисенко — Транссоник Корпорейшн», «ИК Фисоник», «Группа авторского надзора»), активно предлагают использовать в паровых отопительных котельных и ТЭС пароводяные струйные аппараты для нагрева и повышения давления питательной и сетевой воды. Это даёт возможность отказаться от пароводяых подогревателей и насосов и повысить эффективность использования пара.

В рекламных проспектах упомянутых фирм и в статьях, автором или соавтором которых является В.В.Фисенко, такой аппарат назван «трансзвуковым устройством — «Транссоник» [1] или устройством «Фисоник» [2].

Авторы утверждают, что ими предлагается «принципиально новое устройство». На самом деле указанное устройство является давно известным аппаратом – инжектором, что подтверждается как описанием происходящего в нём процесса, так и схематично приведённым профилем его проточной части. Аналогичный профиль проточной части характерен практически для всех пароводяных инжекторов [3].

Значительную часть статей занимает описание свойств пароводяной смеси, образующейся в камере смешения инжектора. В этом описании популярно (если не сказать — примитивно) излагаются давно известные сведения, которые были опубликованы более 30 лет назад в журнале «Теплоэнергетика» проф. С.И.Костериным и Н.И.Семёновым [4].

Далее: о скачке давления и конденсации пара в инжекторе. Это явление впервые было обнаружено ещё в 1937 году С.Ю.Келлером [5], а затем в 1939 году подтверждено во Всесоюзном теплотехническом институте (ВТИ) Н.Г.Морозовым и в 1949 году объяснено (на уровне знаний того времени) В.И.Коноваловым [6].

Характерной особенностью пароводяного инжектора, которая отличает его от других типов струйных аппаратов, является то, что он может поддерживать режим работы с давлением нагретой воды на выходе, превышающим давление пара на входе. Благодаря этому свойству инжектор использовался (и используется) в качестве насоса в схемах подачи питательной воды в паровые котлы.

Указанное явление было объяснено в МЭИ М.Е.Дейчем [7] и в лаборатории теплофикации ВТИ Е.Я.Соколовым и Н.М.Зингером [8].

Условием получения такого режима работы инжектора является определённое соотношение минимальных диаметров камеры смешения (fк)min и парового сопла (fс)min. Диапазоны этого соотношения запатентованы в трёх патентах: Великобритания: UK patent № 530, 774 1940 г.

[(fк)min / (fс)min = 0.25 ¸ 0.266], UK patent № 898, 171, Int. Cl. F05d, 1959 г. [(fк)min / (fс)min = 0.0833 ¸ 0.10] и Россия: № 2123619, 1998 г. [(fк)min / (fс)min = 0.04 ¸ 0.0833; 0.10 ¸ 0.25 и 0.266 ¸ 1.

0] и охватывают практически весь возможный диапазон этого параматра.

Историческая справка об инжекторах.

Впервые прототип инжектора был предложен французским учёным Манури д’Энто в 1818 году. В 1852 году французский инженер Анри Жиффар использовал инжектор в паровой машине на дирижабле. Эта паровая машина имела вес 9 пудов (144 кг) и мощность 3 л.с.(2.2 кВт). Она вращала винт 11 футов ( »3.3 м) в диаметре с частотой 110 оборотов в минуту. Этот винт являлся движителем дирижабля [9].

В 1858 году А.Жиффар запатентовал конструкцию инжектора, которая принципиально не изменилась до настоящего времени. Со второй половины XIX века и до середины XX века инжекторы находили широкое применение на паровозах, пароходах и в небольших стационарных и передвижных паровых котельных.

До настоящего времени инжекторы устанавливаются в передвижных котельных, используемых в армии для дезинфекции обмундирования (выпускаются в г.Пенза). О широком распространении инжекторов говорит тот факт, что до середины 50-х годов в Москве существовал завод «Инжектор». Поэтому вряд ли можно согласиться с утверждением авторов статьи о том, что они нашли «принципиально новое решение».

В централизованном теплоснабжении инжектор впервые был применён в Ленинграде. Это произошло 25 ноября 1924 года при подаче тепла с водяным паром от 3-й Ленинградской ГЭС в дом № 96 на набережной реки Фонтанка: циркуляция воды в системе отопления дома осуществлялась пароводяным инжектором.

Таким образом, 25 ноября стал днем рождения в России централизованного теплоснабжения и теплофикации – энерготехнологий, которые получили широкое распространение не только в России, но и в странах бывшего СССР, а также в странах Центральной и Западной Европы.

Это закономерно потому, что теплофикация обеспечивает существенную экономию топлива, снижая отрицательное воздействие энергетики на окружающую среду.

https://www.youtube.com/watch?v=PRZhqTETQbo\u0026t=117s

Попутно следует отметить, что этому событию были посвящены две юбилейных конференции «75 лет теплофикации в России», проходившие в Санкт-Петербурге в мае 1999 года и в Москве в ноябре 1999 года.

Теперь об использовании инжекторов в системах централизованного теплоснабжения (в системах горячего водоснабжения и в системах отопления).

Вне всякого сомнения, использование инжекторов для подогрева холодной воды паром и подачи нагретой (горячей) воды в систему горячего водоснабжения, оснащённую баком-аккумулятором, возможно.

Но при этом следует иметь в виду, что используемый для нагрева воды пар по своим характеристикам должен соответствовать требованиям санитарных норм и правил.

Это означает, что пар из основного контура ТЭЦ или ГРЭС, как правило, не может быть использован для подогрева воды, направляемой в систему горячего водоснабжения, потому что питательная вода на ТЭС часто подвергается обработке химреактивами, вредными для здоровья, например гидразин-гидратом. Такой нагрев воды может иметь место на объектах, которые оснащены паровыми котельными, питающимися водой питьевого качества и имеющие Na-катионитовую химводоочистку.

Использование инжекторов для нужд горячего водоснабжения довольно часто встречается на небольших предприятиях, особенно пищевой промышленности, например, на Липецком и Клинском пивоваренных заводах. Разработка и поставка инжекторов и элементов автоматизированной системы управления для этих объектов осуществлена фирмой «Струйная техника» при научной поддержке ВТИ.

Что касается применения инжектора для нагрева сетевой воды и создания циркуляции в системах централизованного теплоснабжения, то это более сложная задача. Дело в том, что характеристики инжектора очень чувствительны к изменению параметров греющего, нагреваемого и смешанного потоков.

Под характеристикой инжектора понимается зависимость какого-либо режимного параметра одного из трёх взаимодействующих потоков от параметра другого потока. При этом значения других параметров всех потоков должны быть неизменны.

Например, при оценке инжектора как гидравлического насоса используется характеристика вида Рс = f(Gс), где: Рс — давление воды на выходе из аппарата (противодавление), а Gc — массовый расход смешанной (сжатой) воды.

Эта характеристика рассчитывается или получается экспериментально при постоянных давлениях и температурах рабочего пара (Рр, tр) и эжектируемой воды (Рн, tн).

В зависимости от формы профиля проточной части аппарата могут иметь место два вида характеристик:

1) при цилиндрической камере смешения отношение сечения камеры смешения к минимальному сечению сопла всегда больше 1.0 и характеристика состоит из двух зон, отвечающих допредельному и предельному режимам;

2) при конической камере смешения, когда отношение сечения камеры смешения к минимальному сечению сопла обычно меньше 1.0, характеристика состоит только из участка, соответствующего зоне предельного режима.

При Рс < (Рс)пр, когда реализуется предельный режим, температура смешанной воды становиться неизменной. На рисунке 1 в качестве иллюстрации приведена подобная характеристика инжектора.

Рис.1. Характеристика инжектора.

Указанные на рисунке минимальный массовый расход смешанной (сжатой) воды (Gc)min определяется из условия обеспечения полной конденсации рабочего пара по уравнению теплового баланса при давлении смеси в камере смешения, а максимальный расход (Gc)max — из условия достижения критической скорости потоком в каком-либо из сечений проточной части аппарата.

При качественном регулировании система теплоснабжения требует поддержания практически постоянного гидравлического режима (небольшие колебания расхода сетевой воды ( ± 10%) возможны из-за переменной нагрузки горячего водоснабжения, если таковая имеется).

Регулирование отпуска тепла в системе производится путём изменения температуры сетевой воды согласно принятому температурному графику [10]. Обычно небольшие системы теплоснабжения, которые присоединены к паровым котельным малой мощности, работают по температурному графику 95 — 70 °С.

При отсутствии нагрузки горячего водоснабжения нагретая сетевая вода на выходе из инжектора в климатических условиях, близким условиям Москвы, должна иметь температуру в диапазоне от 37 °С (температура наружного воздуха +10 °С) до 95 °С (температура наружного воздуха -25 °С).

В то же время её расход в течение отопительного сезона должен сохраняться постоянным. При традиционном решении этой задачи нагрев сетевой воды и ее циркуляция обеспечиваются в водоподогревательной установке (ВПУ), состоящей из пароводяных подогревателей кожухотрубчатого типа и сетевых насосов.

Такая схема ВПУ обеспечивает гидравлический режим системы теплоснабжения независящим от теплового режима системы.

Cтраницы: 1 | 2 | 3 | читать дальше>>

Паровой инжектор | это… Что такое Паровой инжектор?

Внешний вид инжектора

Инжектор системы «Усовершенствованный Монитор». Дополнительный клапан H используется для переключения инжектора в режим подогрева воды.

A- Steam from boiler, B- Needle valve, C- Needle valve handle, D- Steam and water combine, E- Water feed, F- Combining cone, G- Delivery nozzle and cone, H- delivery chamber and pipe, K- Check valve

Паровой инже́ктор (фр. injecteur, от лат. injicio — вбрасываю) — вид струйного насоса, аппарат, применяемый для подачи свежей воды в паровые котлы. Принцип действия основан на преобразовании кинетической энергии движущейся струи пара в необходимое для закачки в котел давление воды. Необходимость в таком устройстве вызвана тем, что в котле при его работе образуется высокое давление (до десятков атмосфер), в то время как свежая вода находится (например, в тендере паровоза) при атмосферном давлении. Преимущество инжекторов состоит в том, что у них, в отличие от механических насосов, нет движущихся частей, то есть нет износа, необходимости в смазке и т. д.

Классический инжектор состоит из трёх частей — сопла, смесителя (конфузора) и диффузора. В начале работы, когда начинают подачу пара, происходит его конденсация на холодных стенках аппарата. При этом в полости инжектора создается разрежение, благодаря чему вода из резервуара поднимается и наполняет инжектор.

Далее постепенно увеличивают подачу пара. Расширяясь внутри корпуса прибора, пар приобретает большую скорость, увлекая за собой воду. При этом образуется смесь питательной воды и сконденсировавшегося пара, которая с большой скоростью попадает в расширяющийся конус.

В конусе скорость смеси преобразуется в необходимое давление и она, преодолев сопротивление клапана, попадает в котел.

Описанный выше простейший инжектор может поднимать воду не более, чем на два метра, при этом температура воды не должна превышать 40 °C.

Необходимость в использовании более горячей воды возникает, когда для питания котла используется вода, полученная конденсацией отработанного в котле пара — например, в паровозах с тендером-конденсатором, которые применялись в засушливых районах в условиях жёсткой экономии воды. Указанные недостатки могут быть преодолены усложнением конструкции инжектора, например, введением второй ступени.

История

Инжектор одновременно с эжектором изобретён в 1858 г. французским инженером Жиффаром (изобретателем газобаллонного пневматического оружия на углекислом газе и систем клапанных устройств для пневматического оружия).

Литература

Инжектор пара от ОПЭКС Энергосистемы. Помощь в выборе инжектора пара

Понятие инжектора пара. Разновидности

В самом общем виде инжектором пара называют устройство, предназначенное для впрыска водяного пара в другую среду, как правило, жидкую воду.

Инжекторы пара имеют достаточно узкое теплотехническое применение, поскольку для обеспечения своей эффективной работы должны находиться в непосредственной близости к парогенератору.

Преимущественно, в составе оборудования паровых котлов, или в системах утилизации тепловой энергии избыточного водяного пара через подогреваемую воду.

Инжектором пара (паровым инжектором) называют два типа устройств, существенно различающихся по конструкции и назначению:

• Паровые инжекторы, предназначенные для впрыска подпиточной воды (точнее, ее смеси с острым паром) в паровой котел.
• Инжекторы пара, предназначенные для впрыска низко-потенциального водяного пара в холодную воду в открытой ёмкости под атмосферным давлением, с целью ее подогрева.

Паровые инжекторы системы подпитки паровых котлов. Принцип работы и конструкция

Данный тип парового инжектора работает по принципу пароструйного насоса, построенного на базе классического парового эжектора, и работает с острым (высокопотенциальным) паром высокого давления, который поступает фактически из того же парового котла, в который закачивается подпиточная вода. Дело в том, что паровые котлы часто работают под очень большим давлением, до 25 МПа, а иногда – до 40 МПа. В такой паровой котел закачать подпиточную воду обычным центробежным водяным насосом является нетривиальной задачей, такое высокое давление нагнетания под силу лишь гораздо более сложным и дорогим шестеренчатым, плунжерным или поршневым насосам. Потому применение простого по конструкции, дешевого и высоконадежного в работе пароструйного инжектора в качестве котлового оборудования является с технической и экономической точек зрения самым оправданным решением.

Принцип работы пароструйного инжектора построен по схеме классического парового эжектора.

Высокоскоростная струя подводимого по паропроводу острого пара, истекающая из сопла, вовлекает (подсасывает) из подающей магистрали воду подпитки, которая в составе пароводяной смеси попадает из смесительной камеры в расширяющуюся камеру диффузора.

В диффузоре паро-водяная смесь, согласно закону Бернулли, приобретает высокое давление, необходимое для преодоления противодавления изнутри парового котла. По достижению необходимого давления среды в диффузоре, паро-водяная смесь впрыскивается внутрь парового котла через обратный клапан.

Рис. Схема парового инжектора системы подпитки водой парового котла

Инжекторы пара для систем подогрева воды. Принцип работы и конструкция

Данный тип инжекторов пара работает с низкопотенциальным насыщенным паром, как правило, в подсистемах утилизации теплоты конденсатного пара вторичного вскипания. Такой вторичный пар образуется в системах отвода перегретого конденсата паросиловых установок и теплообменных аппаратов, с докритичными параметрами рабочего пара.

Конструкция инжекторных устройств данного типа гораздо более простая. По большому счёту, они представляют собой сопло-насадку на паропровод, которая заводится внутрь ёмкости с подогреваемой водой.

Форма и конструкция такого инжекторного сопла оптимизирована для максимально равномерного рассеивания впрыскиваемого пара, с целью оптимизации теплоотдачи и минимизации шумового эффекта, вызываемого в процессе инжекции водяного пара в подогреваемую воду.

Бесшумность работы инжекторов пара является одним из важных их эксплуатационных параметров.

Водоподогревающие паровые инжекторы обычно применяются для:

• утилизации энергии вторичного пара для подогрева подпитывающей воды паровых котлов, в том числе для предварительного удаления из нее растворимого кислорода;
• утилизации энергии вторичного пара для подогрева воды в системах горячего водоснабжения, или водяного отопления.

Инжекторы пара работают в коррозионно-активной среде горячего водяного пара, в условиях высоких давлений. Потому, как правило, должны изготовляться методом цельного литья (без сварных швов), из коррозионностойких сплавов: высоколегированной нержавеющей стали или латуни.

Рис. Схема установки инжектора пара через стенку водяного бака в системе подогрева воды.

Параметры подбора инжекторов пара

Определяющими параметрами подбора паровых инжекторов являются:

• целевое назначение: для систем подпитки водой паровых котлов, или для систем утилизации пара с целью подогрева воды;
• максимальное рабочее давление, в МПа;
• максимальная температура подогреваемой воды, при которой происходит глушения звука инжекции. Данный параметр характеризует бесшумность работы устройства (для систем подогрева воды вторичным паром).
• условия присоединения к паропроводному трубопроводу: по проходному диаметру и размеру резьбы.

Инжекторы пара в ассортиментекомпании ОПЭКС Энергосистемы

Специализируясь на реализации теплообменных и другого теплотехнического оборудования собственного производства, компания ОПЭКС Энергосистемы стремится предлагать как можно более широкий спектр различного оборудования, для наиболее полного удовлетворения потребностей своих клиентов. В сегменте инжекторов пара мы предлагаем изделия одного из признанных мировых лидеров рынка теплотехнического оборудования, японской компании Yoshitake.

Среди предлагаемых моделей инжекторов пара Yoshitake наши клиенты смогут выбрать варианты как для систем подпитки паровых котлов, так и систем утилизации вторичного пара для подогрева воды.

Все предлагаемые модели паровых инжекторов Yoshitake характеризуются безупречным качеством производителя с мировым именем, изготовлены из цельнолитой нержавеющей стали или латуни, строго соответствуют заявленным эксплуатационным параметрам, их конструкция оптимизирована для обеспечения максимально бесшумной работы в процессе инжекции пара в подогреваемую воду.

Инжекторы

ИНЖЕКТОРЫ, струйные насосы, применяемые для нагнетания (инжекторы), подъема (элеваторы), отсасывания (эксгаустеры) и вообще перемещения жидких и газообразных тел.

Рабочим телом в струйном насосе м.б. жидкое, паро- или газообразное тело. Рабочий процесс струйного насоса может протекать без изменения или, наоборот, с изменением физического состояния рабочего тела, например, с конденсацией рабочего пара, приходящего в соприкосновение с холодной перемещаемой жидкостью.

В последнем случае располагаемым для совершения нужной работы количеством энергии будет не только живая сила струи, но и та работа, которую производит внешнее давление при сокращении объема конденсирующегося рабочего пара.

Поэтому-то паровыми инжекторами, предназначенными для питания водой паровых котлов, можно создавать в напорной водяной линии давление большее, чем давление рабочего пара. Другими словами, беря пар из котла, можно этим паром нагнетать воду в этот же котел, преодолевая добавочные сопротивления в питательном трубопроводе.

Механический КПД струйного насоса вообще очень низок; поэтому такие насосы применимы или там, где есть в избытке паровая энергия, или же там, где удобство применения отодвигает на задний план их неэкономичность.

Струйные насосы благодаря надежности их действия незаменимы в качестве резервных установок, всегда готовых к действию (например, на судах для откачки воды из трюмов).

Там же, где одновременно с механической работой нужно или можно с пользой для дела нагреть перемещаемое вещество путем прямого смешивания его с рабочим телом, струйный насос приобретает все преимущества, так как в этом случае его низкий механический КПД не играет никакой роли, в виду полного использования всей остаточной энергии рабочего тела.

Паровой питательный инжектор в простейшем его виде изображен на фиг. 1. Через штуцер а к инжектору из котла подводится пар, который, пройдя через сопло Ь, поступает с большой скоростью в смесительный насадок с.

Благодаря засасывающему действию струй пара, а также конденсации пара, в смесительном насадке создается разрежение, заставляющее воду из коробки инжектора устремляться в насадок.

Из смесительного насадка струя смеси воды и конденсата с большой скоростью входит в расширяющееся сопло или диффузор d, который служит для преобразования энергии скорости (кинетической энергии) в энергию давления (потенциальную энергию). Давлением струи, выходящей из диффузора, приподнимается питательный обратный клапан, и вода получает доступ в котел.

Между смесительной насадкой и диффузором оставляется щель, через которую при пуске инжектора будут иметь выход избыточные пар и вода; для удаления их предназначена труба е с имеющимся на ней обратным клапаном. При пуске инжектора требуется меньше пара, чем при работе последнего полным ходом, поэтому сопло b снабжают регулирующим приспособлением.

Универсальный паровой инжектор. Особенной надежностью отличается универсальный паровой инжектор завода братьев Кертинг в Ганновере , (Германия), изображенный на фиг. 2. Все операции по приведению этого инжектора в действие производятся движением одной рукоятки.

Начиная перемещать рукоятку из крайнего ее положения, соответствующего нерабочему состоянию инжектора, приоткрываем сперва малый паровой клапан V и т. о. включаем левый, вспомогательный инжектор, которым производится всасывание воды из приемного резервуара. Всосанная вода выбрасывается обратно в приемный резервуар через канал М и открытый кран Е. Двигая рукоятку далее, закрываем канал М.

Тогда вода устремляется по обводному внутреннему каналу ко второму паровому инжектору, входит в насадку F1 с некоторым давлением и вытекает из инжектора через канал М1 и кран Е. В то же время начинает приоткрываться большой паровой клапан V1 чем вводится в действие второй, правый инжектор.

Полное открытие вентиля V1 будет связано с полным закрытием краном канала М1, через который всосанная вода выливалась в приемный резервуар. После этого для воды останется один только выход в напорную трубу через обратный клапан G.

Саморегулирующийся инжектор фирмы Шеффер и Буденберг в Магдебурге (Германия) изображен на фиг. 3. Особенностью этого инжектора является клапан С на смесительной насадке. Клапан этот висит на шарнире и присасывается к смесительной насадке только при наличии разрежения в последней.

Если вследствие попадания воздуха во всасывающую трубу прекращается подсасывание воды инжектором, то клапан С отпадает от смесительной насадке и открывает боковое отверстие для выхода пара и воздуха через обратную трубу. Если подсасывание воды возобновляется, то клапан С опять присасывается к смесительной насадке, а инжектор автоматически начинает работать нормально.

Таким образом, нарушение всасывания не влечет за собой необходимости выключать» и снова включать инжектор.

В качестве питательных приборов паровые инжекторы применяются в паровозах, локомобилях и мелких стационарных котельных установках. В крупных котельных установках питательная вода обычно подогревается за счет тепла отходящих газов, а потому применение инжектора становится нецелесообразным.

Паровыми инжекторами довольно широко пользуются для нагнетания воздуха в топочные поддувала при сжигании антрацита. Расход пара на инжектор нередко достигает при этом 6—8% от общей паропроизводительности котлов. Такое применение паровых инжекторов оправдывается только в тех случаях, когда антрацит, вследствие легкоплавкости золы, на сухом дутье сжигать невозможно.

В паровозах паровым инжектором, или т. н. конусом, создается сильная тяга в трубе. Неэкономичность парового инжектора в этом случае не играет роли, т. к. мятый пар из машины паровоза другого назначения не имеет.

Пароструйные аппараты в последнее время с успехом применяются в качестве воздушных насосов в конденсационных установках при паровых турбинах.

Рабочим паром в этом случае служит или мятый пар от вспомогательной турбины, с давлением около 1 atm, или даже свежий пар.

Тепло пара, прошедшего инжектор, используется для нагревания конденсата, идущего на питание котлов. На фиг. 4 дана диаграмма рабочего процесса пароструйного инжектора.

На фиг. 5 представлен двойной пароструйный воздушный насос системы Гофера. Пар, поступая через трубку b, протекает последовательно через два сопла, из которых первое имеет круглое, а второе — кольцеобразное сечение.

В первом сопле пар расширяется до давления р1, под которым притекает воздух.

После того как в первом диффузоре давление переходит в р2>р1; выходящий из кольцевого сопла пар засасывает воздух, поступающий из патрубка а, и нагнетает его во второй диффузор, в котором достигается конечное давление р3.

Коробка из листового металла, вставленная в камеру всасывания, имеет задачей изолировать всасываемый воздух от горячих стенок корпуса инжектора. Между коробкой и стенками инжектора во время работы инжектора образуется разреженное пространство, которое также оказывает изолирующее действие.

Водоструйные инжекторы применяются в качестве воздушных насосов в конденсаторных установках при паровых турбинах. Смесь пара и воздуха всасывается водяной струей, выходящей из насадки со скоростью 20—30 м/сек.

Так как вследствие конденсации пара, а также преобразования в тепло энергии вихревых движений в струе, возникающих при прохождении воды через центробежный насос и диффузор, температура рабочей воды повышается, то при необходимости пользоваться ограниченным количеством циркулирующей воды следует принимать меры к ее охлаждению.

Даже при небольшом повышении температуры рабочей воды существенно падает производительность инжектора и ухудшается разрежение в конденсаторе.

Если через инжектор пропустить всю воду, протекающую через конденсатор, то вода к инжектору может быть подведена с небольшой скоростью — около 25 м/сек; особого насоса при этом не требуется, и вода прокачивается через инжектор циркуляционным насосом.

При малых количествах рабочей воды требуются большие скорости (порядка 60 м/сек), для создания которых требуются особые насосы. На фиг. 6 изображен водоструйный воздушный насос Пауля Мейера, выполненный заводом Аугсбург-Нюрнбергского общества (Германия).

Отработавшая в инжекторе вода выбрасывается в канал, подводящий к конденсатору свежую воду, и, так. обр., особого расхода воды на инжектор не требуется.

Если конденсационная установка работает с обратным охлаждением, то напора, требующегося для подачи воды на градирню (обычно около 6 м) и создаваемого циркуляционным насосом, бывает достаточно для действия инжектора. Отработавшая в инжекторе вода направляется в этом случае в трубу, отводящую воду из конденсатора.

Отсосанный инжектором воздух выделяется из воды уже на градирне. Другое практическое применение (очищение колодцев) водоструйных инжекторов показано на фиг. 7.

Газоструйные инжекторы. Простейший пример представляет широко распространенная в лабораторной практике газовая горелка Бунзена. Газоструйные инжекторы находят также применение при устройстве дымососов т. н. непрямого действия (фиг. 8); здесь работа производится воздухом от вентилятора V, но предусмотрена запасная паровая тяга S.

Основные уравнения рабочего процесса струйного инжектора, работающего без изменения физического состояния рабочего тела, даются ниже по Пфотенгауеру. В приводимых формулах приняты обозначения, указанные на фиг. 9 и в следующей таблице:

причем р, р0 — абсолютные давления в кг/м2 или мм вод. ст.; v — удельный объем в м3/кг; γ —  вес 1 м3 в кг; I — длина в м, λ0 — коэффициент трения о стены в диффузоре; Q — секундный расход вещества по весу в кг; V — секундный расход вещества по объему в м3; β — коэффициент потерь.

• 1) Относительный вес перемещаемого вещества
• относительный объем перемещаемого вещества
• 2) Относительное разрежение всасывания

3) Удельный расход силы на 1 кг перемещаемого веса, на 1 мм вод. ст. (или 1 кг/м2) разрежения всасывания и на 1 м3 удельного объема рабочего вещества

1. 4) КПД инжектора, предназначенного для сообщения ускорения перемещаемому телу,
2. КПД инжектора, предназначенного для подъема или нагнетания перемещаемого тела,
3. Коэффициент потерь

Коэффициент β увеличивается под влиянием процессов превращения работы в тепло, имеющих всегда место в выкидной трубе. Явление это парализуется тем, что этой трубе придают форму расширяющегося конуса. С увеличением быстро растет затрата работы, которая при прочих равных условиях будет тем меньше, чем больше удельный вес рабочей массы.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 9 — 1929 г.