Паровой эжектор (термокомпрессор / рециркуляционный эжектор)

Предлагаем паровые эжекторы TLV серии SC/RSC и Baelz серии 590 – подбираем подходящее решение, конфигурацию, поставляем продукцию, проводим наладочные работы. В нашей компании работают специалисты с отличным пониманием эжекторов и большим опытом их интеграции в технологические и вспомогательные процессы.

В наличии рециркуляционные эжекторы для повышения скорости / качества нагрева и термокомпрессоры для повышения эффективности использования низкопотенциального пара на предприятиях. Опыт показал ,что снижение расхода пара при применении рециркуляционного эжектора составляет от 8 до 40% в зависимости от технических условий и выбранного схемного решения.

Эжекторы применяются в обвязке теплообменных аппаратов с особыми (высокими) требованиями к качеству процесса нагрева, в системах утилизации пара вторичного вскипания и задачах смешивания пара с разными давлениями.

Применение:

Группы параллельно подключенных теплообменников.
Вращающиеся сушильные барабаны БДМ и КДМ.
Валы на гофропрессах.
Плиты прессов на фанерных производствах.
Плиты вулканизационных прессов на производствах резинотехнических изделий.
«Батареи» из нескольких паровоздушных калориферов.
Варочные котлы (реакторы).
Выпарные колонны.
Каландры.
Погружные змеевики, скоростные подогреватели.
Нагреватели в фармацевтической промышленности.

По назначению эжекторы делятся на два вида:

Рециркуляционные эжекторы — для регулирования расхода пара и отвода конденсата в теплообменных процессах;
Термокомпрессоры — для смешивания потоков пара с разным давлением и утилизации пара вторичного вскипания.

Преимущества рециркуляционного эжектора

нет необходимости установки конденсатоотводчиков на выход каждого потребителя — сокращение затрат на закупку и монтаж конденсатоотводчиков и их обвязки, а также повышение общей надежности системы;
высокое качество теплообменного процесса — равномерная температура по всей поверхности теплообмена вне зависимости от конфигурации теплообменника и текущей нагрузки;
точное регулирование в широком диапазоне нагрузок;
более высокая скорость пара в теплообменнике — более высокая скорость нагрева;
пар на выходе эжектора более приближен к насыщению по сравнению с паром на выходе регулирующего клапана — выше эффективность теплопередачи.

Разновидности эжекторов

Эжекторные насосы бывают паровыми, пароструйными и газовыми. Общий принцип их действия идентичен. Но приводится в действие устройства по-разному. Насос с эжектором парового типа применяется для откачивания газовых сред из замкнутого объема. Можно поддерживать давление на отрицательной отметке, делая среду разряженной. Сфера применения – промышленность.

Пароструйная конструкция предназначенная для работы с газовыми средами и жидкостями. Различие работы эжекторного устройства такого типа в том, что пар, проходящий сопло, на большой скорости затягивает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, сфера применения данных приборов – срочная откачка воды, например, на корабле.

Газовый тип – отдельная категория эжекторов. Приборы работают на сжатом газе, который смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для замедления. После его прохождения смесь вырывается сквозь отверстие сопла. Предназначены такие устройства в основном для газовой промышленности.

Встроенные модели

Разбираясь, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих приборов в зависимости от места установки. Встроенные модели являются частью конструкции, а точнее, ее составляющей. Эжектор может быть прикреплен на самом насосе или рядом с ним на единой станине. Монтаж заключается в прикреплении блока к основе и подключении силов

Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации. Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.

Выносные модели

В таком случае схема должны быть дополнена дополнительным баком для закачки жидкости. Скважина должна быть достаточно широкой, чтобы в нее можно было проложить два шланга. Производительность в данном случае уменьшиться на треть за счет уменьшения диаметра заборной трубы. Также потребуется отдельный трубопровод для подачи воздуха.

Но при такой комплектации в зодозаборнике создается область разрежения, которая позволяет поднимать жидкость с отметки более 50 метров. При этом расстояние от скважины до потребителя может быть более 40 метров. В этом случая насосную станцию можно установить в помещении внутри дома. Это может быть подвал, котельная, кладовая и т.д.

Рециркуляционный эжектор — сравнение с регулирующим клапаном

Эжектор, оснащенный приводом, является регулируемым струйным насосом. Устройство сочетает в себе функции регулирующего клапана и струйного насоса. Эжектор устанавливается в обвязку теплообменника вместо регулирующего клапана. Сравним два способа автоматического регулирования нагрузки на теплообменном аппарате: «классическую» систему с регулирующим клапаном на входе и конденсатоотводчиком на выходе теплообменника и систему регулирования с рециркуляционным эжектором.

Рис. 1. Регулирование расхода пара проходным регулирующим клапаном, отвод конденсата конденсатоотводчиком на выходе теплообменника.

На рис. 1 схематично изображена традиционная система обвязки теплообменника с применением регулирующего клапана на входе в теплообменный аппарат и конденсатоотводчиком на выходе. Давление пара должно выталкивать конденсат через конденсатоотводчик. При этом эффективность процесса теплообмена существенно зависит от того будет ли конденсат полностью и быстро уходить из теплообменника через конденсатоотводчик, в том числе, если регулирующий клапан на входе, отрабатывая изменение нагрузки, закроется так, что давление за ним значительно упадет. Как правило, чем больше закрывается регулирующий клапан, тем хуже эффективность теплообмена, так как скорость отвода конденсата существенно снижается и конденсат все больше и больше начинает обводнять теплообменник.

Рис. 2. Регулирование расхода пара эжектором и отвод конденсата через промежуточный сосуд для разделения рециркулирующего пара и конденсата.

На рис. 2 показано, что регулирующим клапаном является сам эжектор, который не только регулирует подачу острого пара на теплообменник, но и засасывает пар с выхода теплообменника, который не сконденсировался. Таким образом, часть пара непрерывно циркулирует, постоянно продувая теплообменник и не давая шансов конденсату застаиваться в теплообменнике. Температура поверхности теплообмена в таком случае всегда выше, чем в системах с конденсатоотводчиком на выходе теплообменника. На выходе теплообменника не устанавливается конденсатоотводчик, его следует установить на выходе сосуда для разделения пара и конденсата, выходящих из теплообменника. Конденсат отделяется от пара не в маленьком пространстве конденсатоотводчика и конденсатопровода на выходе теплообменника, а в сосуде, следовательно полноценному отводу конденсата ничего не мешает.

На рисунках А и В приведены примеры обвязки варочного реактора с паровой рубашкой по традиционной схеме (А)

с регулирующим клапаном на входе и конденсатоотводчиком на выходе, а также по схеме (
В)
с рециркуляционным эжектором. В примере
В
температура поверхности теплообмена одинаковая и вверху и внизу, и как правило выше, чем с конденсатоотводчиком, так как пленка конденсата всегда тоньше. Кроме того, пар на выходе регулирующего клапана в примере
А
может быть перегретым после дросселирования, то есть коэффициент теплопередачи в таком случае ниже. Эжектор смешивает два потока пара и пар на выходе эжектора всегда более близок к состоянию насыщения при дросселировании, чем в варианте с обычным регулирующим клапаном.

П.А. Гилепп. Сокращаем расход пара. Паровые эжекторы и термокомпрессоры

Паровые эжекторы применяются в обвязке теплообменных аппаратов с особыми (высокими) требованиями к качеству процесса нагрева, в системах утилизации пара вторичного вскипания и задачах смешивания пара с разными давлениями.

Применение:

1. Группы параллельно подключенных теплообменников. 2. Вращающиеся сушильные барабаны БДМ и КДМ. 3. Валы на гофропрессах. 4. Плиты прессов на фанерных производствах. 5. Плиты вулканизационных прессов на производствах резинотехнических изделий. 6. «Батареи» из нескольких паровоздушных калориферов. 7. Варочные котлы (реакторы). 8. Выпарные колонны. 9. Каландры. 10. Погружные змеевики, скоростные подогреватели.

По назначению эжекторы делятся на два вида:

• Рециркуляционные эжекторы – для регулирования расхода пара в теплообменных процессах. • Термокомпрессоры – для смешивания потоков пара с разным давлением.

Преимущества рециркуляционного эжектора

• нет необходимости установки конденсатоотводчиков на выход каждого потребителя – сокращение затрат на закупку и монтаж конденсатоотводчиков и их обвязки, а также повышение общей надежности системы; • высокое качество теплообменного процесса – равномерная температура по всей поверхности теплообмена вне зависимости от конфигурации теплообменника и текущей нагрузки; • точное регулирование в широком диапазоне нагрузок; • более высокая скорость пара в теплообменнике – более высокая скорость нагрева; • пар на выходе эжектора более приближен к насыщению по сравнению с паром на выходе регулирующего клапана – выше эффективность теплопередачи.

Преимущества установки термокомпрессора

• возможность утилизации пара вторичного вскипания и получения пара более высокого давления для использования его в технологическом процессе; • создание закрытых пароконденсатных систем без выпара в атмосферу и с полным использованием низкопотенциального пара; • смешивание потоков пара с разным давлением для получения пара среднего давления.

Рециркуляционный эжектор в сравнении с регулирующим клапаном

На рис. 1 схематично изображена традиционная система обвязки теплообменника с применением регулирующего клапана на входе в теплообменный аппарат и конденсатоотводчиком на выходе. Давление пара должно выталкивать конденсат через конденсатоотводчик. При этом эффективность процесса теплообмена существенно зависит от того, будет ли конденсат полностью и быстро уходить из теплообменника через конденсатоотводчик, в том числе, если регулирующий клапан на входе, отрабатывая изменение нагрузки, закроется так, что давление за ним значительно упадет. Как правило, чем больше закрывается регулирующий клапан, тем хуже эффективность теплообмена, так как скорость отвода конденсата существенно снижается и конденсат все больше и больше начинает обводнять теплообменник.

Рисунок 1 ― Регулирование расхода пара проходным регулирующим клапаном, отвод…

Рисунок 2 ― Регулирование расхода пара эжектором и отвод конденсата через промежуточный…

На рис. 2 показано, что регулирующим клапаном является сам эжектор, который не только регулирует подачу острого пара на теплообменник, но и засасывает с выхода теплообменника пар, который не сконденсировался. Таким образом, часть пара непрерывно циркулирует, постоянно продувая теплообменник и не давая конденсату шансов застаиваться в теплообменнике. Температура поверхности теплообмена в таком случае всегда выше, чем в системах с конденсатоотводчиком на выходе теплообменника.

На выходе теплообменника не устанавливается конденсатоотводчик, его следует устновить на выходе сосуда для разделения пара и конденсата, выходящих из теплообменника. Конденсат отделяется от пара не в маленьком пространстве конденсатоотводчика и конденсатопровода на выходе теплообменника, а в сосуде, следовательно, полноценному отводу конденсата ничего не мешает.

На рисунке 3 А и В приведены примеры обвязки варочного реактора с паровой рубашкой по традиционной схеме (А) с регулирующим клапаном на входе и конденсатоотводчиком на выходе, а также по схеме (В) с рециркуляционным эжектором. В примере В температура поверхности теплообмена одинаковая и вверху и внизу, и, как правило, выше, чем с конденсатоотводчиком, так как пленка конденсата всегда тоньше. Кроме того, пар на выходе регулирующего клапана в примере А может быть перегретым после дросселирования, то есть коэффициент теплопередачи в таком случае ниже. Эжектор смешивает два потока пара, и пар на выходе эжектора всегда более близок к состоянию насыщения при дросселировании, чем в варианте с обычным регулирующим клапаном.

Рисунок 3…

Рисунок 4…

Основные преимущества схемы с эжектором по сравнению со схемой с регулирующим клапаном и конденсатоотводчиком:

1. Пар не только снижает давление до необходимого для потребителя уровня, но и проталкивает через потребителя пар всасывающей силой эжектора.

2. Скорость пара на выходе потребителя всегда не равна нулю. Это означает превосходную возможность точного регулирования в самом нижнем диапазоне нагрузок, т. к. эжектор, находясь в состоянии почти полного закрытия, все равно обеспечивает скорость конденсата на выходе, не сравнимую со скоростью выхода конденсата при почти полном закрытии регулирующего клапана.

3. На выходе потребителя нет конденсатоотводчика. Это означает, что из теплообменника выходит и пар, и конденсат. Разделяются эти потоки только в расширителе, а не в малом пространстве конденсатоотводчика и выходного трубопровода конденсата между конденсатоотводчиком и теплообменником. На выходе расширителя два потока: вверх к эжектору направляется пар вторичного вскипания и пролетный, рециркулирующий пар с теплообменника, вниз уходит конденсат. Таким образом, конденсат не оказывает влияния на теплообмен, не имея возможности задерживаться в теплообменнике.

4. Потребитель, снабженный эжектором, имеет следующие достоинства: более высокая скорость пара, лучший коэффициент теплопередачи, полная активная теплопередающая поверхность, тоньше пленка конденсата, сниженное удельное потребление пара, более высокая скорость нагрева.

5. Пар на выходе эжектора всегда больше приближен к состоянию насыщения, чем после обычного регулирующего клапана за счет того, что пар на выходе эжектора не только дросселируется, но и смешивается с рециркуляционным паром. Эффективность теплопередачи при работе с насыщенным паррм всегда выше, чем с перегретым.

Эжектор-термокомпрессор

Термокомпрессоры предназначены для смешивания двух потоков пара с существенно отличающимся давлением для получения на выходе пара условно среднего давления. Типичным примером (прим. 1 на рис. 4) является система утилизации пара вторичного вскипания, выходящего из конденсатного бака. Достаточно часто этот пар безвозвратно теряется, так как нет на производстве потребителя пара низкого давления, однако есть потребитель для пара более высокого давления. В таком случае эжектор выполняет роль парового компрессора, засасывая пар низкого давления из конденсатного бака при помощи пара высокого давления.

Другим применением (пр. 2 на рис. 4) является задача смешивания пара из двух паропроводов с разным давлением, когда нет возможности применить редукционный клапан для получения пара среднего давления из-за нехватки расхода пара и, однако, есть паропровод пара низкого давления с достаточным расходом; в данном случае есть техническая возможность использовать эжектор для того, чтобы взять пар низкого давления с требуемым расходом и при помощи пара высокого давления получить на выходе пар с требуемым давлением для подачи его в технологический процесс.

Исполнение эжекторов

Рисунок 5 ― Пример применения автоматического эжектора на буммашине с вращающимися…

Подбор паровых эжекторов и схем обвязки теплообменных аппаратов с их применением является более сложным и оттого более ответственным мероприятием по сравнению с традиционными системами управления с регулирующими клапанами. Однако эффективность подобных систем оправдывает все затраты на эти мероприятия.

Системы теплообмена, оснащенные комбинированной схемой из двух эжекторов, то есть с применением и рециркуляционного эжектора, и термокомпрессора, позволяют обеспечить очень высокие показатели по всем критериям эффективности.

……………………….

ООО «Паровые системы» предлагает паровые эжекторы, а также готовые системы управления теплообменными процессами с применением рециркуляционных эжекторов и термокомпрессоров производства компании Baelz (Германия) и TLV (Япония). Являясь многолетним партнером компаний Baelz и TLV, фирма осуществляет подбор оборудования для новых, а также ранее поставленных систем, где установлена техника Baelz. Сотрудники ООО «Паровые системы» прошли обучение в Baelz и имеют достаточный опыт для подбора и квалифицированной технической поддержки оборудования и систем производства немецкой компании.

Система с рециркуляционным эжектором Baelz…

Эжектор Бальц в обвязке пресса…

Опубликовано в «Вестнике арматуростроителя» №4 (32), 2016
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя» № 4 (32) 2016

Изготовление своими руками

Эжекторы вполне возможно делать своими руками. Конечно, такая работа требует определенной ответственности и внимательности, но она все же вполне выполнима.

Эжектор, конечно, можно легко купить в готовом виде. Однако если вы хотите значительно сэкономить, то лучше сделать его самостоятельно.

Изготовление эжектора своими руками:

Необходимо взять тройник и закрепить на нем штуцер таким образом, чтобы патрубок штуцера поместился во внутрь тройника и не выступал из него. Если патрубок слишком длинный или короткий, то это можно исправить. В первом случае его можно сточить, а во втором — нарастить полимерную трубку.
Теперь необходимо поработать с частью, которая будет подсоединяться к насосу. Для этого вверху тройника прикручивается переходник.
Внизу тройника в той части, где стоит штуцер, прикручивается отвод в форме уголка. Он будет соединяться с рециркуляционной частью эжектора.
В боковой части тройника также вкручивают переходник уголкового типа. Его присоединяют в трубу с помощью цангового зажима.

Все соединения необходимо загерметизировать специальной лентой.