新型蒸汽喷射器的研制

图 2 机械加工工艺图
图 1 蒸汽喷射器工作原理图
设备与自动化
新 型 蒸 汽 喷 射 器 的 研 制
王立柱 1 王正顺 1 孙京丹 1 于士淋 2
1.山东轻工业学院制浆造纸教育部重点实验室 山东 济南 （250353）
2.山东道恩集团烟台化工设计院 山东 烟台 （265700）
摘 要：在制浆造纸过程中，用蒸汽对液体直接加热比较普遍。

但在温差较大时使用此方法，环境会比 较恶劣，出现诸多问题，比如高噪音、强震动、混合效率低等。

为解决此类问题，通过研究试验制 作出一款高效、低噪音、低震动的高效汽液混合器，在实际生产过程中，达到了较好的效果。

关键词：蒸汽喷射器；汽水混合器
1 概况
本公司制浆系统中存在一个热水提取黑液工艺， 用 75- 80℃热水置换粗浆中的黑液，公司初期采用 SQS 系列汽水混合器，因占地面积大、水锤震动大、加 热能力不足等原因被淘汰。

目前，各车间只能采用低 效率的直通式，震动相对较小，但耗汽大，蒸汽效率只 发挥到 60%，而且加热过程中伴随较大水锤，水锤依 然对罐体、管道和楼板都存在危害。

经研究水蒸汽喷射泵 [1] 并结合目前市场加热设 备，研制出一款新型汽水混合器，可以自己制作，成本 低廉，完全解决了蒸汽加热冷水的难题。

并且其推广 范围非常广，所有用蒸汽加热液体的地方均可使用。

了动力，形成良好的搅拌，使热量在最短的时间里分
散开，混合均匀。

喷射器喷射造成的循环就能够保证 混合而避免温度分层现象。

2.2 机械加工工艺图
2 蒸汽喷射器工作原理 2.1 蒸汽喷射器的工作原理
设备制作考虑制作成本和性能，图中所有直管均 采用无缝钢管，DN50/DN100 为普通碳钢变径，其余支
撑均为碳钢件，成本非常低且不影响使用效果。

如果 加热介质有特殊的要求，材质也可以采用不锈钢，但 造价会高一些。

2.3 蒸汽喷射器试验 冷水槽中安装一台蒸汽喷
射器进行试验：
表 1 蒸汽喷射器试验结果
项目 蒸汽压力 初始液量 终点液量 累计时间 数据 试验状态 8000 公斤 10008 公斤 1 小时 5bar 蒸汽喷射器用蒸汽加热水或其他液体，喷射器吸 入冷液体，与蒸汽在喷射器内部混合，将被加热的液 体喷入存储箱。

蒸汽与被加热介质混合之后，蒸汽的 动力和热能就传给介质，蒸汽冲击力为介质混合提供
轻微震动、无水锤现象、无蒸汽溢出
分析：蒸汽喷射器，蒸汽压力在 5bar 情况下，一台蒸 汽喷射器的喷射量为 2008kg/h 。

案例计算：
图 4 蒸汽喷射器使用图
湖南造纸
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加热水量为 60t/h ，温度从 20℃升温至 80℃，蒸 汽的热焓值为 2100kJ /kg ，换热效率为 90%，需求的蒸 汽量为：
4.19×60×（80- 20）÷2100÷0.9=7.98t/h 蒸汽喷射器需求数量：7.98 ×1000 ÷2008=3.97 个，4 个即可满足要求。

2.4 蒸汽喷射器的特征与优点： a )设计紧凑，重量轻，
安装方便，在水箱内不会产生阻 碍； b)在喷管内蒸汽和冷水进行充分混合，安静，高效，加 热经济； c)在水箱内产生强烈的循环流动，消除热分层现象，不 会形成二次蒸汽； d)整体采用碳钢结构，使用寿命长，无须维修和维护； e )本设备噪音极低，震动微弱。

b)蒸汽喷射器的喷射及扰动范围是有限的，如果加热 水箱较大，可以使用多个喷射器，并合理安装，保证加 热的效率及加热的均匀； c)在加热前，截止阀或调节阀前会存有大量的冷凝水， 这时蒸汽阀是应该慢慢打开的，如果阀门开得较快、 或开度较大，否则极易造成水锤，将会大大缩短蒸汽 喷射器的寿命。

5 蒸汽喷射器的安装
蒸汽喷射器的布置与安装是非常关键的，喷射器
的布置与水罐的尺寸密切相关，应当根据罐体尺寸进 行设计。

首先根据所加热设备内介质加热到所需温度 需要的蒸汽量来决定喷射器使用数量，每个喷射器的 能力在 5bar 情况下为 2008kg/h ，计算所需蒸汽量除以 单台设备能力就是喷射器的数量，如果所用蒸汽压力 偏低，可以根据实际压力情况下 DN50 管道的设计流 速计算需要多少个分支，即为所需喷射器数量；喷射 器的布置应根据被加热设备底部形状均匀分散喷射 器，喷射器距离容器底部在 20cm 比较合适，喷射器深 入容器深度在 20- 40cm 比较合适，喷射器前方距离以 不超过 2 米为宜，这样能达到良好的混合，减少噪音。

3 蒸汽喷射器使用范围
蒸汽喷射器可应用于锅炉给水箱、热水箱、洗澡 用水、工业所有蒸汽直接加热低粘度液体。

参考文献
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A new method to m a nu f a c t u r e steam e j e c t or
Wang L i zhu 1, Wang Zhengshun 1, Sun J i ng da n 1, Yu S h ili n 2
（1. Shandong I n s t i t u t e of Light I ndu s try , J i 'n a n 250100, C h i n a ;2. Y a n t a i
C h e m i c a l
D es i gn I n s t i t u t e , Y a n t a i 265700）
A b s tr act: in the process of pulp and paper- making, it i s common that to heat liquid dir e c t l y by steam. When it i s used in l a r g e t e m pe r a t u r e di ff e r e nc e , there would e x i s t some problems, such as high no i se , v i o l e n t shock, low e ff i c i e nc y and so on. In order to s o l v e the problem, a n e w high- e ff i c i e nc y steam and water m i x e r was m a nu f a c t u r e d and got e x c e ll e n t r es u l t in pr a c t i c e .
K e y w or d s: steam e j e c t o r; steam and water m i x e r
4 喷射器使用中的注意事项
a) 蒸汽喷射器前最好加装 100 目滤网的蒸汽过滤器， 否则蒸汽管路中过多的铁锈、焊渣、污物等杂质会堵 塞蒸汽喷射器的通道，如果管路过脏，就有必要加装 过滤器；
收稿日期：2009- 09- 27
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中华纸业,2006,27(6):62～64. [3]李小瑞,章惠敏,陈文霞.有机硅∕聚醚复合乳液消泡剂的配制[J ].
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The p r e p a r a t i on of polyether ester / h i gh - l e ve l f a tty a l coh ol d e f oa m e r
and i t s i n f l u e nc i ng f a c t or s
Yu Z h e ng l a ng Guo R ui J i a J i a n m i ng J i Zhenqing (K e y l a bo r a t o ry
of A u x ili a ry C h e m i s try & t e chno l og y for C h e m i c a l
I ndu s try ,M i n i s try of E duc a t i on. S h aa n x i un i v e r s i ty of S c i e nc e &
t e chno l og y , X i 'a n S h aa n xi ,710021,ch i n a )
A b s tr a ct ：To po l y e t h e r ester, high f a tty a l coho l , m i x e d with liquid hydrocarbon, such as a n t i - f o a m i ng e ff e c t of se v e r a l o r g a n i c s u bs t a nc es combined with a wide range of e m u l s i f i e r s and other a ddi t i v es and the u se of a ppr o pr i a t e t e chno l og y ,P o l y e t h e r ester / high- l e v e l f a tty a l coho l de f o a m e r was prepared. The i n f l u e nc e of each i ng r e di e n t on de f o a m i ng e ff e c t was i n v es t i g a t e d and the o pt i m a l t e chno l og i c a l con dit i on s for compounding and e m u l s i f y i ng were de t e r m i n e d.T h e po l y e t h e r ester i s 8g, M i x e d high- l e v e l f a tty a l coho l i s 10g and two kinds of m i x e d liquid hydrocarbon i s 30g.The de f o a m e r can be used to de f o a m in pape r m a ki ng i ndu s try with a broad a ppl i c a t i on pr o s pe c t s . K e y w or d s ：po l y e t h e r ester; high- l e v e l f a tty a l coho l ; m i x e d; pape r m a ki ng ;
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f i e r
收稿日期：2009- 06- 02。