蒸汽喷射泵的作用原理?
蒸气经节流嘴节流后,速度升高压力降低,在喷嘴处形成低压区,产生吸力带动介质流动
井筒降粘举升是稠油尤其是深层稠油油藏开发的重要途径,蒸汽喷射泵采油作为一种新兴的井筒降粘举升工艺技术将有着良好的发展前景。本文就蒸汽喷射泵采油的相关理论与技术进行了研究,应用气液两相流理论、传热学原理、能量守恒、动量守恒以及质量守恒定律建立了蒸汽喷射泵采油井井筒和油套环空中流体流动及传热模型在研究蒸汽在喷管中流动规律的基础上,建立了以湿饱和蒸汽为动力液的喷射泵基本特性方程并对蒸汽喷射泵极限状态以及蒸汽射流与稠油掺混机理进行了探讨性分析应用节点分析方法,以蒸汽喷射泵采油系统为研究对象,以井下喷射泵出口为求解点,形成了一套完整的蒸汽喷射泵采油工艺设计方法并编制出计算程序实例计算分析了井口蒸汽注入参数对注汽效果和井下蒸汽喷射泵举升性能的影响,为优化蒸汽喷射泵采油生产参数以更好的运用该举升工艺技术奠定了一定基础。
蒸汽喷射泵有一定压强的工作,蒸汽通过拉瓦尔喷咀,减压增速(蒸汽的势能转变为动能)以超音速喷入混合室,与被抽介质混合,进行能量交换,混合后的气体进入扩压器,减速增压(动能转化为压强能),为了减少后级泵的抽气负荷,配置冷凝器,通过有一定温差的两种介质对流,进行热交换,达到冷凝高温介质目的,排到大气压。(原理见下图)
◆ 概述
新安江牌系列水喷射真空泵、大气喷射泵是本公司自行研制的专利产品, 采用增强聚丙烯塑料一次注塑成型。蒸汽喷射泵文丘里管为钢衬石墨。
◆ 特点
该泵可抽腐蚀性气体温度在150°C内,可与蒸汽喷射泵串联使用,真空度更高,本公司可提供立卧式成套机组。用户还可选用本公司生产的耐腐泵、止回阀、管道等系列配套产品。
◆ 优点
耐腐蚀性能强、机械强度高、表面光洁、结构简单、体积小,易损件少,在目前同类型产品中,使用寿命最长、排气量最大、真空度高等特点,是取代SZ型水环式泵和W型往复式真空泵的理想产品。
◆ 用途
广泛应用于化工、制药、纺织、食品、酿造、冶金、 环保等行业,主要应用真空吸收、真空过滤、真空浓缩、真空干燥、真空输送、真空除氧、真空增氧、减压分馏等工艺过程。
蒸气经节流嘴节流后,速度升高压力降低,在喷嘴处形成低压区,产生吸力带动介质流动。原理和一般喷砂设备的喷嘴是一样的。水蒸汽喷射泵的工作原理与结构 (1)该泵无机械运动部分,不受摩擦、润滑、振动等条件限制,因此可制成抽气能力很大的泵。只要泵的结构材料选择适当,对于排除具有腐蚀性气体、含有机械杂质的气体以及水蒸等场合极为有利。
(2)结构简单、重量轻,占地面积小。(3)工作蒸汽压力为4~9×105Pa,在一般的冶金、化工、医药等企业中都具备这样的水蒸汽源。
因水蒸汽喷射泵具有上述特点,所以广泛用于冶金、化工、医药、石油以及食品等工业部门。 图2是典型五级泵的结构示意图。通常单级喷射器的压缩比不超过10,工作压强不低于lOkPa。因此当需要更低的工作压强时,则由两个或两个以上的喷射器和冷凝器串联组成,称为多级喷射泵。冷凝器的作用是将混合物中的可凝性蒸汽部分凝结排除,以减少下级喷射器的负荷。冷凝器的结构形式有混合式、表面式及喷射式三种形式。冷凝器按其在喷射泵系统中的安装位置,又分为前冷凝器、中间冷凝器和后冷凝器。
前冷凝器安装在第一级喷射器入口前,主要为了减少第一级泵的负荷。只有当被抽混合物中含有大量的可凝性蒸汽,并且其蒸汽分压强大于冷却水温所对应的饱和蒸汽压时方可使用。中间冷凝器安装在多级泵中间,具体位置应视进入冷凝器的混合物中的蒸汽分压强及冷却水温而定,其作用是减少下级泵的负荷。后冷凝器安装在末级喷射器之后,主要是为了消除末级喷射器的废气、噪声,有时用来回收未级喷射器的余热。 (1)喷咀喉部直径D0的计算
(1)
式中G0——工作蒸汽耗量(kg/h),G0=Gh/μ。Gh为被抽气体量(kg/h),μ为引射系数,可查表[1]得到。
P0——工作蒸汽压力(Pa)
(2)扩压器喉径D3的计算
(2)
式中GK——通过扩压器喉部的空气流量(kg/h)
GZ——通过扩压器喉部的蒸气流量(kg/h)
P4——扩压器出口压力(Pa)
(3)冷凝器直径D的计算
(3)
式中G∑h——进入冷凝器的混合物流量(kg/h)
v∑h——进入冷凝器的混合物比容(m3/kg),可近似地用P4查得的饱和水蒸汽比容代替。
1、电厂:许多大中型企业有自备热电厂,由汽轮机的抽、背压供汽。但由于汽轮机设计的抽汽压力(背压压力)是固定的,经常出现汽轮机供汽满足不了生产所需的情况,用汽汽引射器可以采用锅炉新汽引射汽机的抽汽或排汽将其升压到满足用户要求。
2、乏汽及余热回收:利用较高压力的蒸汽引射较低压力的蒸汽,获得中间某一压力的蒸汽,以达到低品高用”或余热利用的目的。工艺中,回收利用乏汽减少排空,节省用汽量14%。
3、凝结水及闪蒸汽回收: 将生产工艺中蒸汽加热产生的凝结水及闪蒸汽回收,蒸汽升压。
4、在引射低压汽的同时,可用作减温减压器且对减温水压的要求降低。
4 要求
4.1基本要求
4.1.1 外观
4.1.1.1 蒸汽喷射装置内部和连接处应平滑,不得有凹坑和凸尖,密封垫不得深入内壁。
4.1.1.2焊接件内表面不得有焊渣、焊瘤、裂纹等杂物,焊缝接头应平滑,喷嘴内表面不得涂漆。
4.1.2水压试验
喷射装置和蒸汽管道应进行水压试验,不得泄漏。
4.1.3装置制造
蒸汽喷射装置的制造应满足GB 150的规定。
4.1.4耐腐蚀性能
蒸汽喷射装置内表面和外表面应能够耐盐雾腐蚀。
4.2技术要求
4.2.1 蒸汽压缩喷射泵
4.2.1.1 在额定工况下,实测喷射系数与额定值的偏差应不超过±5%。
4.2.1.2在额定工况下,实测排出蒸汽压力与额定值的偏差应不超过±5%。
4.2.1.3在额定工况下,实测动力蒸汽耗量与额定值的偏差应不超过±3%。
4.2.1.4在吸人蒸汽压力与额定值的偏差不超过±15%时,蒸汽压缩喷射泵吸入蒸汽的流量波动幅度应小于10%。
4.2.1.5在动力蒸汽压力与额定值的偏差不超过±20%时,蒸汽压缩喷射泵吸入蒸汽的流量波动幅度应小于10%。
4.2.1.6在排出蒸汽压力与额定值的偏差不超过+5%~~20%时,蒸汽压缩喷射泵吸入蒸汽的流量波动幅度应小于10%。
4.2.1.7蒸汽压缩喷射泵可在吸入口设置防蒸汽倒灌设施,防止在启动时动力蒸汽倒灌入蒸发器。
4.2.1.8 可设置喷嘴调节措施,提高在动力蒸汽波动时蒸汽压缩喷射泵的效率。
4.2.2蒸汽喷射真空泵
4.2.2.1 在额定工况下,实测抽气量与额定值的偏差应不超过±10%。
4.2.2.2在额定工况下,实测动力蒸汽耗量与额定值的偏差应不超过±5%。