蒸汽喷射式热泵

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1、蒸汽喷射式热泵一.蒸汽热损失概述1.1蒸汽节流减压造成的能量损失     在工业生产过程中，经常需要不同压力等级的蒸汽，传统的方法是采用节流减压的方式供热。但是，蒸汽节流减压后会产生能量的无效贬值，使蒸汽质量降低，造成热能的浪费。      节流减压是一种典型的不可逆过程。蒸汽在流道中流过突然缩小截面产生压力降的现象称为节流。由于被节流的蒸汽在缩孔处产生强烈摩擦，使一部分动能用来克服摩擦阻力，这部分动能最后又转变成为热能被蒸汽本身所吸收。虽然节流前后蒸汽的焓值没有变化，但涡流使大量分子由规则运动变为无序运动，产生耗散功，导致熵的增加，使蒸汽的做功能力降低，

2、质量变差。1.2低压废蒸汽造成的热损失        许多工业生产领域都离不开使用蒸汽，如化工，橡胶，印染，制药，火力发电，集中供热等等。在蒸汽的使用过程中，都不可避免地会产生大量的低压蒸汽。低压蒸汽的特点是压力低、焓值低，回收起来投资大，经济性差，过去的做法往往是排入大气，直接放散。这样既污染环境，不利于环保，又造成大量能源的浪费。但是，由于低压蒸汽的特点，使其很难找到合理的用途。1.3产生低压蒸汽的另一个途径是高温冷凝水。新蒸汽在完成做功过程或加热过程，放出汽化潜热后，会形成高温冷凝水。冷凝水在排放过程中，由于压力降低，再次产生闪蒸汽，其数量约占凝结水

3、量的１０％左右。这部分闪蒸汽也是低压蒸汽，回收难度大，又不经济，所以一般都排放掉了。这部分闪蒸汽的数量可观，造成的能源浪费是不容忽视的。1.4合理使用蒸汽是节约用能，提高企业经济效益的重要措施之一，它既包括蒸汽量的节约，也包括蒸汽质的节约。所以，合理匹配蒸汽的压力等级，提高蒸汽的使用效率，回收低品位蒸汽，寻求节能的新途径，成为节能工作研究的新课题。二.蒸汽喷射式热泵2.1蒸汽喷射式热泵的结构及工作原理     蒸汽喷射式热泵是射流技术在传热领域的应用。蒸汽喷射式热泵技术起源于俄罗斯，从二十世纪八十年代开始传入中国，但基本上停留在学术研究方面，近几年才开始应

4、用于工程领域。蒸汽喷射式热泵具有结构简单，投资小，运行可靠，热效率高，节约能源，有利于环保等特点。蒸汽喷射式热泵主要由喷嘴、接受室、混合室、扩压室等几部分组成。       蒸汽喷射式热泵的工作原理是以蒸汽减压前后的能量差为动力，高压蒸汽通过喷嘴时产生高速气流，在喷嘴出口处产生低压区，在此区域将低压蒸汽吸入设备，高压蒸汽在膨胀的同时压缩低压蒸汽，用高压蒸汽的裕压提高低压蒸汽的品位，然后通过混合室进行良好混合，混合后的蒸汽再通过扩压室恢复部分压力损失，达到要求的蒸汽压力后供给热用户使用。根据高、低压蒸汽的参数可以对设备进行不同的结构设计，得到各种压力等级的蒸

5、汽，满足不同热用户的要求。通过蒸汽喷射式热泵吸入的低压蒸汽既可以是放散的废蒸汽，也可以是凝结水产生的闪蒸汽，使低焓热能得到充分利用，达到节约能源的目的。蒸汽喷射式热泵的节能率可以达到35%左右，具有很好的实用性。2.2蒸汽喷射式热泵的性能评价(1)引射系数引射系数等于被引射蒸汽与引射蒸汽的重量比，用μ表示。它表明高压蒸汽引射低压蒸汽的能力。即：                  式中:          Gl—低压蒸汽流量，t/h；         μ==  ————————————                  Gp—高压蒸汽流量，t/h；（2）供热

6、系数以高品位工作蒸汽减压前后的能量差为动力，通过蒸汽喷射式热泵循环供给热用户的热量与所消耗的工作蒸汽热量之比，称为供热系数，用COP表示。即：                                               hg+uhl                 COP = -------------                  hg式中：hg—低压蒸汽的焓，kJ/kg；hl—高压蒸汽的焓，kJ/kg。COP的数值越大，说明热泵的工作效率越高。三.蒸汽喷射式热泵的应用方法蒸汽喷射式热泵的使用方法很多，应用也很广泛，下面介绍几种蒸汽喷

7、射式热泵经常使用的方法。  3.1蒸汽喷射式热泵式减温减压器    蒸汽喷射式热泵式减温减压器采用蒸汽喷射式热泵作为蒸汽减压器的主体，同时增加减温装置，组合成为喷射式减温减压装置。它是一种新型的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。蒸汽喷射式热泵式减温减压器与常规的减温减压器不同，常规减压器的热力过程是新蒸汽的有效能降低，能量贬值的过程；蒸汽喷射式热泵式减温减压器能使工作蒸汽的有效能得到合理利用。 3.2蒸汽压力匹配器   蒸汽压力匹配器是满足热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

8、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。蒸汽压力