2012年中國印染行業協會評選出了《第六批中國印染行業節能減排先進技術推薦目錄》,共計25項。本期我們將刊登北京上元恒通環保科技有限公司的“MNIP變聲速增壓節能裝置”項目,希望各企業結合自身情況,積極采用節能減排先進技術,提升企業清潔生產水平。如有更多需求請與本版編輯聯系。
技術內容簡介
變聲速增壓裝置在美國及俄羅斯,已大面積推廣使用。在中國,隨著該裝置的逐步升級,當初設備存在的對于蒸汽壓力變化反應敏感、出水壓力及水溫控制不穩定等種種問題已得到了徹底解決,已能適應中國的實際使用環境。從近幾年該裝置在天津,東北,華北,華東的近400臺的實際使用狀況看,故障率接近為零,已步入大批量實際應用階段。
基本原理
MNIP變聲速增壓節能裝置新一代變聲速裝置,它是利用兩相流的最新研究成果和流體力學的最新理論設計的,通過將蒸汽直接注入水中,從而產生熱能和機械能來實現節能。流體速度與聲速之比叫馬赫數(M),用M可以表示壓力變化與密度間的關系,并作為壓縮系數的一種表示方式。進入MNIP裝置的蒸汽通過噴管在混合室內與水混合產生具有一定計算容積比的蒸汽與水的混合物。混合物的壓縮系數(可壓縮性)可以大大超過構成混合物的蒸汽或液體分別具有的壓縮系數。由于壓縮系數與液態介質的干擾速度(聲速α)有直接的關系,在兩相混合物中聲速可以達到很低值,即每秒幾十米。只要混合物的流動速度c大于此時的聲速值,即馬赫數M=c/α>1,就產生了超聲速。因此,在充有混合物的缸體中,由于同質的汽—水兩相混合物的壓縮系數的增加,在流體動力作用過程中,產生了超聲速突變。繼而在不變截面的管道中流動速度向亞聲速轉變,產生壓力激波,使壓力劇烈升高,其結果是輸出混合物的壓力大大地超過驅動液體的輸入壓力,達到了增壓和瞬時加熱的效果。
MNIP裝置由進汽管、混合室、擴散管、進水管、出水管等組成。外觀看似兩個三通管連接而成,并由4個出入口與外界管道相連接。
技術創新點
1.設備折舊費用低:首先,該裝置運行期間無運轉部件,使用時間長(18~20年左右)節能效果明顯,很快即可收回設備投資成本,傳統換熱器中有部分產品因材質和工藝問題,大部分使用期限就是兩三年,而且當中存在多次重復投資,也會造成用戶經濟上的負擔。其次,使用該裝置還可改善系統工況,因為一般的供暖系統補水箱都不隔絕空氣,因此補水中攜帶大量的氧氣,不補水就意味著系統封閉,就能最大限度的減少系統的氧腐蝕,對于延長系統設備和管道的使用壽命都有著重大的意義。再次,因為它是汽水直接混合,不產生冷凝水,每消耗一噸蒸汽,就會有一噸冷凝水補入系統,所以經幾天的循環后,系統內循環的為冷凝水,所以系統工況可進一步得到改善,能預防管道結垢堵塞。該裝置運行時,多余的水是通過穩壓裝置排出,系統壓力穩定,相對于間接式換熱器虧水、補水水壓不穩的狀況,水力動態特性比較好。
2.不結垢、免維護:裝置采用潛艇專用特殊材料制造,加上工作時產生高速沖刷,所以雜質和水垢不容易吸附在裝置的內表面,內部不容易結垢,并且運行過程中無復雜運轉部件,所以設備無需清垢和防銹處理,耐腐蝕,不需用軟化水處理系統,水質適應性強可直接使用井水和自來水。裝置體積小,使用壽命長,法蘭緊固,拆卸、檢修非常方便, 可保證十年免維護使用,每年可節省大量的維修維護費用。.
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