蒸汽冷却设备的合理使用--压力喷射和双燃料喷射两种喷射系统应用于蒸汽冷却

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


可作为连接管使用的压力喷嘴

蒸汽冷却系统使用两种喷射系统:压力喷射和双燃料喷射。本文将从专业的角度对这两种喷射系统进行分析,使您了解哪种喷射系统更适合于您的需要,在您的设计规划工作中应该注意哪些细节。

对于刚刚生产出来的蒸汽立即进行快速的冷却,这看起来是相互矛盾的事情。但是,在许多流程工艺生产中,工程师们希望避免产生很高的蒸汽温度,使蒸汽冷凝。此时,化工流程设备的制造者有两种系统可以选择:压力喷射或者双燃料喷射。

喷射优点比较

为了获得理想的生产效果,在这两种将蒸汽完全转换为冷凝水的系统中,蒸汽的雾化是非常重要的先决条件。最简单的方法就是利用压力喷射对水蒸汽进行冷却。在这种工艺技术中,为得到微小的水珠,需要水珠具有一定的流动压差,水滴通过的孔径应该尽可能地小。较高的液体压差也提高了这种喷射的调节功能。在双燃料喷射中则相反:所需的微小、雾状的水滴在较低的液体压差下即可形成,这里需要的仅仅是雾状的介质,例如水蒸汽。双燃料喷射系统有两个重要的优点:首先是在保证水滴体积大小不变的情况下,可以从0到最大流量之间无限调节冷却水量;其次是非常精细的雾化。在整个雾化调节的范围中,尤其是在较低喷射流量的范围内,以及在接近饱和蒸汽界限的范围内,双燃料喷射能够表现出非常明显的优点。同时,蒸汽能够快速地冷却成微小的水滴,能够实现快速的热传导。使用这种系统的另一个优点是:蒸汽系统的长度明显缩短,避免了因部分冷却水未蒸发而引起管道系统的锈蚀。

为了能够使用双燃料的喷嘴,要求雾化蒸汽必须具有一定的压力比(P2/P1)。这种双燃料喷嘴甚至能够在逆压力比的情况下进行工作,例如P2/P1≈0.8。由于冷却水和雾化蒸汽两种介质之间的压力是互不相关的,是在它们离开喷嘴之后才混合到一起的,因此这一系统一般不易堵塞。


双燃料喷射技术模型

利用压力喷射冷却

在利用压力喷射对炽热的蒸汽进行冷却时,喷射的水全部蒸发。这就保障了温度的稳定,保护了蒸汽管道不会因潮湿而锈蚀。选择这种冷却系统时需要考虑的一个重要因素是:蒸汽管道系统的长度。因为流程设备的工艺技术必须根据不同的生产工艺条件确定不同的蒸汽管道长度,也就是说:蒸汽管道的长度要与流程工艺技术相匹配。与此相关的因素很多,例如:要喷射的冷却水量、喷射水的压力、蒸汽的流动速度、温度等等。根据一般经验,至少有一段从喷嘴开始长度为6~8m的直线管道,向上的分支管道必须在上升管道中再安装一个辅助喷嘴。

分支管道的设计

带有雾化装置、走势向上的分支管道分支处应安装冷却水喷射。上升的分支管道自下向上开始的8~10m内是无法获得理想的冷却温度的,因为通常情况下冷凝水、饱和蒸汽或者冷却蒸汽都会自然聚集在直管的下部。蒸汽的运动速度一般应取极限值,通常情况下是20~40m/s。为了尽可能精确地检测垂直分支直管中的温度,温度检测仪器应尽可能地安装在距喷嘴15~20m远的直管处,并应对整个长度内的温度进行检测。

为了保证在冷却水喷射量较大、蒸汽运动速度较低时,喷嘴附近的管道壁能够有效地防止水滴影响,可以在这一局部使用防护管进行防护;两者之间的间隙至少为6~8mm。为了避免管壁出现压力裂纹,流经这一间隙的蒸汽量应尽可能地少。

将冷凝水带入到蒸汽管道中的压力差也有着重要的作用,这是一个重要的影响因素。其压力值应在10~60bar之间,尽可能地高一些;因为上升的直管中,雾化压力使得水滴的直径变小,雾化蒸汽的表面积相对增大。这将带来两个好处:改善热传导和有利于缩短蒸汽管道的长度。另外,冷却水的喷射量也可以通过提高或者降低冷凝水压力来更加靠近极限值。

连接管道的安装

流程设备零部件供应商提供的连接管道通常带有无孔的盲法兰或者与冷却水管道连接的焊接法兰。在安装使用这类连接管时应注意:喷嘴雾化装置的喷射方向应与管道轴线一致,使喷射方向与蒸汽流动方向保持一致,并应用定位板固定,以保证安装的喷嘴不会松开、脱落。在安装连接管之前,必须检查冷凝水管道是否清洁,因为管道中的杂物,例如焊渣等会对喷嘴的功能产生不利影响。

小结

无论使用的是哪一种雾化技术,是采用压力喷射雾化技术还是使用双燃料喷射雾化技术,在蒸汽冷却的工业化应用中,专业方面的技术咨询和整体方案的规划设计都是不可缺少的重要环节。Schlick喷射技术公司将能够针对这些问题帮助用户更好地确定重要的技术参数,保证用户能够合理地使用热蒸汽冷却设备。

欧盟压力容器指令规定了什么?

按照欧盟压力容器指令 97/23/EG的要求,蒸汽仪器设备根据不同的类型划归为不同的组别。例如,Schlick喷射技术公司生产的产品属于欧盟压力容器指令中的A级产品,包含了CE安全认证。对于要求特别高的蒸汽喷射,例如G级的蒸汽喷射,则需要送交由具备一定资质的机构进行检验、认证。检验。认证时检测的数据多种多样,例如:最大蒸汽压力、最高蒸汽温度、连接管的直径和法兰等等都是重要的检测数据。通过结合具体使用情况的设计、在考虑了技术和经济性的影响因素之后,蒸汽雾化喷射能够很好地与流程工业企业的生产实际结合起来。

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