[發(fā)明專利]一種乏汽回收裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710019030.7
• 申請(qǐng)日: 2007-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN101169313A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)俊杰;劉繼平;種道彤;邢秦安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F28C3/08
• 分類號(hào): F28C3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張震國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于低溫余熱回收領(lǐng)域，具體涉及到利用冷水引射低溫低壓蒸汽，回收乏汽熱能及凝結(jié)水，節(jié)約能源和水資源，降低工業(yè)生產(chǎn)過程所消耗的能源的乏汽回收裝置。

背景技術(shù)

余熱回收利用是提高工業(yè)生產(chǎn)過程的能源利用率、提高企業(yè)效益的有效措施。低溫余熱回收是工業(yè)余熱回收的難點(diǎn)，其關(guān)鍵問題是投資成本及余熱回收效益之間的矛盾。以工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在的乏汽回收為例，由于乏汽壓力為大氣壓，且一般含有各種不凝結(jié)氣體，其中有些組分還有腐蝕性，采用常規(guī)的面式加熱器回收其熱量，投資大、系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低，使得余熱回收的成本較高；另一方面，考慮到加熱器結(jié)垢的影響，對(duì)所加熱的流體要求較高，一般要求比較干凈的冷水，其所產(chǎn)生的熱水溫度不高，在工業(yè)流程中的用途有限；而工業(yè)流程中需要加熱的流體一般都含有多種組分，會(huì)在加熱面上產(chǎn)生結(jié)垢，造成換熱管的腐蝕和磨損。目前我國(guó)很多工業(yè)企業(yè)中，所產(chǎn)生的低壓乏汽直接排入大氣，既浪費(fèi)了寶貴的能源和水資源，又污染了環(huán)境。研究開發(fā)低壓乏汽的高效回收問題是工業(yè)余熱回收領(lǐng)域所面臨的迫切問題。

噴射技術(shù)可利用高壓流體的能量引射低壓流體，已得到廣泛應(yīng)用。目前單相氣體的噴射技術(shù)已基本成熟，汽液兩相噴射技術(shù)正在完善之中，已有工業(yè)應(yīng)用；但現(xiàn)有的汽液兩相噴射技術(shù)不能用于乏汽回收，其主要原因有：(1)乏汽回收過程的乏汽壓力很低，一般在大氣壓力附近，在低乏汽壓力下要保證出口流體的加熱溫度，其工作參數(shù)與現(xiàn)有的汽液兩相噴射升壓加熱技術(shù)完全不同；(2)乏汽中一般含有液滴和大量的不凝結(jié)氣體，而這些不凝結(jié)氣體對(duì)汽液兩相噴射過程的影響很大；(3)所加熱的流體中一般含有固體顆粒，因此裝置內(nèi)是復(fù)雜的汽液固三相流動(dòng)，不是單純的汽液兩相過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無運(yùn)動(dòng)部件的乏汽回收裝置，這種裝置采用了噴射技術(shù)，解決了現(xiàn)有噴射技術(shù)用于乏汽回收中出現(xiàn)的各種問題，可利用含有固體溶解物及顆粒的冷水引射乏汽，回收低壓乏汽的熱量和凝結(jié)水，使所加熱的流體溫度升高，從而節(jié)約能源和水資源。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：包括三通以及對(duì)稱設(shè)置在三通兩側(cè)的前端板和后端板，在前端板上均勻布置有二組以上的水噴嘴，且在水噴嘴的入口還設(shè)置有水旋流器，后端板上對(duì)稱設(shè)置有二組以上的與水噴嘴相對(duì)應(yīng)的混合腔，水噴嘴的出口設(shè)置在該混合腔內(nèi)，且該混合腔的入口通道內(nèi)位于水噴嘴出口的外側(cè)還套裝有汽旋流器，所說的后端板的外側(cè)還設(shè)置有與混合腔相連通的后管段。

本發(fā)明的水噴嘴及混合腔分別通過水噴嘴定位環(huán)和混合腔定位環(huán)安裝在前、后蓋板上，且水噴嘴和混合腔在同一軸線上；后端板的前后分別設(shè)置有調(diào)整水噴嘴與混合腔間距的調(diào)整墊；水噴嘴的內(nèi)部流動(dòng)通道為漸縮-水平狀結(jié)構(gòu)，漸縮段的傾斜度為1∶3～1∶5；漸縮段的外壁面為圓柱面，水平段的外壁面為傾斜錐體，其傾斜度為1∶12～1∶20；混合腔的內(nèi)部通道為漸縮-水平-漸擴(kuò)狀結(jié)構(gòu)，漸縮段的傾斜度為1∶8～1∶15，水平段長(zhǎng)度為其直徑的0.1～0.5倍，漸擴(kuò)段的傾斜度為1∶15～1∶30；混合腔水平段的截面面積為水噴嘴出口面積的1.2～3倍；混合腔外表面為兩個(gè)同心圓柱面，其中進(jìn)口端直徑小于出口端直徑；水旋流器為軸流式，葉片數(shù)目為5～10片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為20～50°；汽旋流器為軸流式，葉片數(shù)目為8～20片，出口旋轉(zhuǎn)傾角為30～50°；水旋流器葉片傾角與汽旋流器葉片傾角方向相反。

本發(fā)明將帶有一定壓力的冷水通過收縮式的水噴嘴產(chǎn)生高速射流，其壓力降低到乏汽壓力以下，與經(jīng)過三通進(jìn)入的低壓乏汽充分混合形成混合氣流，在變截面的混合腔內(nèi)產(chǎn)生激波，乏汽中的蒸汽凝結(jié)，實(shí)現(xiàn)混合流體升壓和加熱，從而實(shí)現(xiàn)乏汽的高效回收。由于本發(fā)明采用了噴射加熱技術(shù)，裝置內(nèi)流體的速度都很高，同時(shí)采用了旋流技術(shù)，強(qiáng)化了汽液兩相之間的混合過程，并使流動(dòng)的擾動(dòng)增大，可解決冷水中固體物質(zhì)的結(jié)垢和堵塞問題；對(duì)噴射裝置內(nèi)流道的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，從而可使裝置在低乏汽壓力及蒸汽中含有不凝結(jié)氣體的狀況下工作；由于乏汽的壓力低、密度小，設(shè)計(jì)了較大的進(jìn)氣通道，采用多管噴射單元組合的方式來提高其乏汽回收能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明前、后蓋板8、9的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明水噴嘴6的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明混合腔4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明三通3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。