船用电站汽轮发电机组抽气设备选型分析

抽气设备用于维持汽轮发电机组冷凝器和汽封系统的真空度,提高汽轮机的运行效率,保证机组安全可靠地运行。分析目前广泛使用的水环式真空泵、射水抽气器和射汽抽气器3种类型抽气设备的工作原理、功能流程和系统组成等,考虑船用汽轮发电机组的抽气设备要求结构尺寸小、系统组成简单和无须外供电源等特点,得出使用射汽抽气器是合理选择,也为业内相关研究提供参考。

水蒸气喷射制冷系统中蒸汽喷射器性能研究

利用自然工质的水蒸气喷射制冷系统可有效利用低品位余热制冷,但系统性能受制于关键部件喷射器的性能,而有关研究中采用的理想气体模型,不能真实反映内部情况。通过建立蒸汽喷射器的湿蒸汽模型,着重研究流体参数对蒸汽喷射器引射性能的影响,并比较不同模型的差异。结果表明:湿蒸汽模型的引射系数高于理想气体模型6.92%;蒸汽喷射器存在临界压力值,超过临界值后,随着流体出口压力升高,引射系数下降;随着入口压力升高,引射系数先增加后减小,存在最佳工作流体入口压力;随着引射流体入口压力的增加,引射系数增加;引射系数随工作流体过热度的增加而增长,但随引射流体过热度的增加无明显变化。

结构参数对蒸汽喷射压缩器性能的影响

采用有限体积法离散控制方程,标准k ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射压缩器的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了第二喉管与工作蒸汽喷嘴喉管面积比、喷嘴出口截面与混合段入口截面间的距离等几何参数对喷射器操作性能的影响。数值结果表明,喉管面积比及喷嘴位置的改变极大地影响着波系结构,在一定的设计工况下,总存在一个最佳的面积比及一个最佳的距离对应于最大的喷射系数,并给出了最佳几何参数下的主要物理特征。

蒸汽喷射器用双喷嘴结构性能的数值研究

运用CFD数值模拟的方法研究了第二喷嘴进出口截面大小对喷射效率的影响,并对比研究了不同工作流体压力下普通喷嘴结构和双喷嘴结构对蒸汽喷射器操作性能的影响。计算结果表明,在相同的操作条件下,双喷嘴结构能有效地提高喷射器的喷射系数。同时,第二喷嘴进出口截面以及第二喷嘴出口长度存在一最佳值,对应于最大喷射系数。并且这种喷嘴结构能有效改善由于工作流体压力降低而造成的设备操作性能恶化,提高蒸汽喷射器运行的稳定性。

基于热平衡分析法的喷射器引射系数计算与分析

采用以喷射器出口混合气体中工作蒸气处于过热状态为基础的热平衡分析法计算引射系数,由于热平衡分析时,既按照喷嘴前后工作蒸气的膨胀与扩压器前后混合气体的压缩之热平衡关系,又考虑到喷射器吸气口状态与喷嘴出口状态之间的温度差影响,以及气体混合过程热值的变化情况,包含喷射器内各状态间的全部热力变化关系都集中反映在计算式的推导内。故这种方法不仅可获得接近实际运行状态的喷射器出口混合气体温度,还提高了计算结果与实际运行情况的相符程度。

蒸汽喷射器热力设计

对蒸汽喷射器内工质的工作原理进行了分析,建立了蒸汽喷射器的设计计算的简化数学模型,并通过计算获得蒸汽喷射器的一些重要几何参数,从而为蒸汽喷射器的设计提供一种较为简捷的方法。

蒸汽喷射压缩器的操作状态

采用有限体积法离散控制方程,标准k-ε湍流模型,近壁面处使用壁面函数修正的方法对蒸汽喷射压缩器的超音速混合过程进行数值模拟。计算并分析了工作蒸汽压力和温度、引射流体压力及混合流体压力等热力参数对喷射器操作性能的影响,并根据喷射器内的物理现象及喷射系数的变化规律将蒸汽喷射压缩器的操作状态分为临界状态、亚临界状态和回流状态3类,同时指出临界点为最佳工作点。

蒸汽喷射制冷系统喷射器工作特性的实验研究

为确定喷射器的工作特性,评估数值模型计算精度,完善喷射泵抽气理论,构建了小型水蒸气喷射制冷实验系统.实验研究了水蒸气喷射泵性能与工作蒸汽压力、被抽蒸汽压力、背压的关系.实验结果表明,随着工作蒸汽压力的上升,被抽蒸汽流量和引射系数均呈先升高,达到最大值后下降的趋势.随着被抽蒸汽压力的升高,被抽蒸汽流量和喷射器引射系数均增加.在一定背压范围内,喷射器引射系数保持不变,当超过临界背压后,引射系数急剧下降.研究结果对于了解喷射泵抽气特性、改进喷射泵结构和性能优化有参考价值.

蒸汽喷射压缩器参数化设计研究

在分析现有蒸汽喷射压缩器设计方法优略的基础上以蒸汽喷射式抽空器设计规范为主体,结合数值模拟完成了蒸汽喷射压缩器参数化设计的改进。经研究表明,蒸汽抽空器设计方法不完全适用于蒸汽喷射压缩器,引射蒸汽在未达到扩压室喉部之前发生了折返倒流,通过分析改进了扩压室混合段的长度和喷嘴出口距扩压室喉管入口距离,改进的结构经产品比对及数值模拟验证符合设计要求,该改进方法简单可行易于程序化,程序化后可提高设计及研究的效率。

射汽抽气器设计计算

在对射汽抽气器的工作过程具体描述和分析的基础上,建立了射汽抽气器设计的简化计算数学模型,并通过迭代计算的方法,获得射汽抽气器设计中所需要的一些重要尺寸参数,从而为射汽抽气器的设计提供一种便捷的计算方法。

超音速环形蒸汽引射器启动特性试验研究

为考察超音速环形蒸汽引射器启动特性,在地面试验台上,对采用不同蒸汽喷嘴的超音速环形蒸汽引射器模型启动关机过程中参数动态变化趋势进行了试验研究。试验结果表明:随着蒸汽喷嘴扩张角(0～20°)的增加,真空舱内极限真空压力增加,环引最小启动压力变化不明显,且关机段最小失稳压力低于启动段最小启动压力。

低温多效压汽蒸馏海水淡化系统热力分析

低温多效压汽蒸馏(LT-METVC)海水淡化是一种很有发展前途的海水淡化方法,文中首先探讨了海水淡化系统中盐水焓、熵、的计算方法,然后对典型LT-METVC流程进行了详细的热力学分析,包括重要参数对系统性能的影响规律和系统的利用。结果表明:驱动蒸汽压力升高,会使造水比增加、效率下降,比传热面积则基本不变;系统效数增加或压缩比降低,都会使系统造水比和效率提高、比传热面积增大。LT-METVC系统的效率很低,在示例中仅为1.3%。提出并初步讨论了进一步改善性能的途径。

蒸汽喷射式热泵变工况性能分析

采用数值模拟的方法对低压蒸汽增压利用系统中的蒸汽喷射式热泵在非设计工况下的操作性能进行研究,计算并分析了工作蒸汽压力和温度、引射流体压力及混合流体压力等热力参数对热泵操作性能的影响。数值结果表明:当混合流体的压力低于一定的数值时,喷射系数维持一定值;而热泵对引射流体压力的变化极为敏感,引射压力的微小变化可能导致热泵操作性能的急剧下降;提高工作蒸汽的压力并不一定能改善喷射泵的工作性能,这是因为提高工作蒸汽压力会增加额外的蒸汽量所致;喷射系数随工作蒸汽温度的升高而略有增大,并近似呈线性率。

双喷嘴蒸汽喷射器热泵

在普通喷嘴蒸汽喷射式热泵的基础上介绍了新型双喷嘴蒸汽喷射式热泵,通过分析和比较发现,在相同的操作条件下,双喷嘴结构能有效地提高喷射器的喷射系数和改善由于工作流体压力降低而造成的设备操作性能恶化,提高蒸汽喷射器运行的稳定性和纸机干燥部的干燥能力,降低能耗。

蒸汽喷射-水环泵改造可行性研究

在国家要求钢铁行业节能减排、降本增效的严峻形势下,中国重型机械研究院股份公司立足现有蒸汽喷射真空泵技术,提出利用成熟的水环真空泵取代末级蒸汽喷射泵,并从技术和经济方面对本改造的可行性进行了详细分析。改造后,不仅可以解决或有效缓解国内某钢厂蒸汽不足的问题,而且可以利用螺杆膨胀发电实现节余蒸汽的二次能源回收利用,为该厂降低吨钢成本≥1元/t。同时能够给同类钢厂提供有益的借鉴。

四级水蒸汽喷射泵在韩国现代制铁RH上的应用

本文主要从工业应用方面对在0.9 MPa蒸汽压力下的四级泵设计和制造进行了详细说明,并对新开发的四级泵在工业应用中做了详细测试,各项指标均能满足IF钢等高性能钢材的冶炼要求,进一步确立了中国重型机械研究院在水蒸汽喷射泵研制方面的领先地位。

汽轮机组真空系统抽气装置选型分析

阐述了射汽抽气器、射水抽气器和机械式水环真空泵的工作特点和特性分析,为选择抽气装置给出了理论根据。

三喷头蒸汽水下喷注噪声试验研究

蒸汽在过冷水下喷注过程中,由于汽泡溃灭及喷注射流扰动会产生强烈的噪声.通过试验研究了不同结构的三喷头蒸汽水下喷注在不同的水温及蒸汽流量下的噪声规律.试验结果表明:三喷头喷注A声压级噪声主要受水温、蒸汽流量及喷头结构的影响,其中水温对喷注噪声的影响最大;喷注噪声随着蒸汽流量的增加而增大;在试验范围内,减小喷头的孔径或相对孔间距,可以减小喷注噪声.

一种应用真实气体性质的蒸汽喷射器设计方法

基于索科洛夫喷射器设计理论，结合IF97水和水蒸气性质通用计算模型，建立了一种通刷的工质性质采用真实气体性质进行计算的喷射器设计计算方法；对一给定工作蒸汽热力参数、引射蒸汽热力参数以及出口压力对应最大喷射系数的喷射器进行了设计，结果表明：采用不同的物性计算模型对设计结果有很大的影响。

蒸汽喷射制冷系统用单双级喷射器性能分析

对制冷量为10kW,发生温度90℃,冷凝温度35℃,蒸发温度9℃的喷射制冷系统用单、双级喷射器进行设计及性能分析。双级喷射器的喷射系数在较低蒸发温度时比单级喷射器低约20%,在较高蒸发温度时性能接近甚至超过单级喷射器。发生温度和冷凝温度发生改变时,单级喷射器喷射系数的变化较双级喷射器更急剧,双级喷射器可接受的工况范围更大,除离设计工况点较近情况,双级喷射器在大部分区域里喷射系数较单级喷射器高。考虑到制冷系统中蒸发温度的可控制性及发生温度、冷凝温度的不稳定性,压缩比值较大的蒸汽喷射制冷系统中,宜采用双级喷射器。