水力喷射器的设计探讨.docx

水力喷射器的设计探讨龙荣Ξ(四川省国营西昌氯碱电化厂,四川西昌615013)[关键词]水力喷射器;设计;探讨[摘要]介绍了氯碱生产中蒸发装置真空系统的关键设备—水力喷射器的结构及原理,对水力喷射器的设计计算过程、各部件尺寸都作了详尽的描述,就设计过程中的两点不足作了改进。改进后的水力喷射器在运行过程中对于提高真空度,减少热损失,增加排容,都起到了显著的作用,极大地提高了整个蒸发装置的生产能力。[文章编号]1008-133X(2001)01-0037-04[中图分类号]TQ114.15[文献标识码]ADiscussiononthedesignofhydraulicinjectorLONGRong(State-runXichangChlor-AlkaliElectrochemicalPlant,Xichang615013,China)Keywords:hydraulicinjector;design;discussionAbstract:Thestructureandprincipleofhydraulicinjectorwhichwaskeyequipmentofvacuumsys2temforevaporationinchlor-alkaliproductionwasintroduced.Processofcalculationfordesignandsizeofeachcomponentsofhydraulicinjectorweredescribedindetail.Twoshortcomingsindesignwererevised.Thehydraulicinjectormodifiedhadsonoticibleeffectonincreasingvacuumanddecreasingheatlossthattheproductivityofthewholeevaporationequipmentrosesharply.我厂蒸发采用三效四体二段蒸发流程,Ⅲ效、浓效均采用真空蒸发。选择较高的真空度,可降低碱液沸点(见表1),减少蒸汽消耗。从理论上讲系统所能达到的真空度为大气压与排出冷凝水在此饱和温度下的饱和蒸汽压之差,如冷凝水排出温度为40℃时,理论所能达到的最大真空度应为93.7kPa,但实际生产中得到的真空度比理论值要小,一般只有87kPa左右。长期以来人们都采取降低冷凝水水温作为获取较高真空度的有效途径。要获得较高的真空度,不仅要使蒸汽冷凝完全,而且还要把系统内的不凝气尽量抽吸干净,因此真空设备设计合理与否对真空度的影响也是十分重要的。在氯碱行业中各厂家使用的水力喷射器都采用从顶部进水、蒸汽从侧面进入,导致高速蒸汽(50～80m/s)集中从同一方向冲向喷射水流而造成偏流、水珠飞溅、降低传热和排容效果,部分厂家采用导向气环套,使蒸汽均匀分配导入汽室负压区,但效果均不理想。我厂在对蒸发装置真空系统进行改造时,对水力喷射器的结构作了一些改进,对提高传热、排容有着显著的作用,应用中收到了良好的效果。表1真空度与碱液沸点的关系w(NaOH)45%真空度/kPa碱液沸点/℃90858590819577100651055711011.1水力喷射器的设计计算设计技术依据(1)循环冷却水温度t1取31℃;(2)水力喷射器下水温度t2取40℃;(3)水环室设计压力0.28MPa、设备主体内设计压力0.1MPa;(4)Ⅲ效、浓效蒸汽温度45.3℃、蒸发热i=2578.5kJ/kg;(5)Ⅲ效、浓效绝对压力9.8kPa。1.2Ⅲ效、浓效蒸发水量的计算我厂蒸发装置烧碱产能7500t/a,则产碱约Ξ[收稿日期1999-11-1637氯碱工业2001年第1期1t/h,可按下式分别计算Ⅲ效、浓效蒸发器蒸发水量:m汽v4500×19.55D=0.028=0.028×u汽50=1.17(m)≈1.2(m),式中:u汽为蒸汽流速,取50m/s;v为质量体积,m3/kg。1.6喉管直径(d)的计算m=1000-1000,wji·wsiwjo·wso式中:m为蒸发器蒸发水量,kg;wji、wjo分别为进、出蒸发器料液中NaOH的质量分数;wsi、wso分别为进、出蒸发器料液中水的质量分数。所以Ⅲ效蒸发器蒸发量:Hd=d总Po-PimⅢ=1000-1000=3523.6(kg)。式中:Po为气体排出压强,Pa;Pi为气体吸入压强,Pa。17.2%×68.2%31%×64.5%浓效蒸发器蒸发水量:水力喷射器设计有关问题分析210001000m浓=-=923.8(kg)。2.1水力喷射器结构及工作原理水力喷射器由水环室、喷嘴(Ⅰ、Ⅱ)、喉管、扩散管、尾管等组成,如图1所示。加压水送入水环室,使水环室具有一定的压力,通过喷嘴(Ⅰ)喷射后,水的势能转变为动能。喷射