Устройство пароутилизатора. 
Энергия пара. 
Вторая жизнь

Установка состоит из тройника, соединяющего трубопроводы подачи пара и нагреваемой воды, сопла водяного, камеры смешения и напорной камеры, перепускных трубопроводов с задвижками на них (рис. 2).

Основная часть расхода нагреваемой воды поступает в установку через водяное сопло, диаметр которого рассчитан таким образом, что в нем, за счет сужения потока, происходит снижение статического давления воды до величины меньшей, чем в камере смешения.

Другая часть потока по перепускному трубопроводу подается в напорную камеру и распыляется через форсуночные отверстия в камере смешения.

Поток пара, пройдя через дросселирующую шайбу, поступает в камеру предварительного смешения, в которой, перемешиваясь с распыляемой водой, превращается в пароводяную смесь. Эта смесь поступает в зону разряжения, создаваемую соплом, через кольцевой зазор в тройнике за счет перепада между давлением в камере смешения и статическим давлением на срезе сопла.

Размеры дросселирующей шайбы и величина кольцевого зазора выбираются расчетным путем по имеющейся на предприятии методике исходя из условия, чтобы давление в камере смешения было меньшим, чем давление воды на входе в установку и большим, чем статическое давление в потоке на срезе сопла.

Для уменьшения пульсаций давления потока (помимо предварительной подготовки пара в камере смешения) предусмотрен докритический режим истечения пароводяной смеси через кольцевой зазор (критическим сечением всего паропровода является дросселирующая шайба).

После установки до ближайшей запорной арматуры должен быть прямолинейный участок трубопровода длиной 10−15 диаметров подводящей магистрали для дальнейшего перемешивания пароводяной смеси и воды, конденсации пара и увеличения за счет этого температуры подаваемой в установку воды.

Последней разработкой в области инжекционных теплообменников является пароутилизатор с регулируемым соплом (рис. 3). Использование такого устройства предоставляет расширение граничных условий применения пароутилизатора с возможностью использования низкопотенциального пара (минимальная граница подавлению составляет 0,8−1 ати).

В отличие от нерегулируемого сопла в данной модели установлен штурвал, с помощью которого регулируется угол наклона стенок сопла относительно водяного трубопровода. Следовательно, изменяется диаметр сопла, что дает возможность регулировать давление в зоне разряжения на срезе сопла. Таким образом, установка адаптируется к более широкому диапазону пульсаций давления и расхода воды на входе в установку.

Сравнительный анализ ПУ и аналогичных по назначению устройств пароутилизатор гидрогазодинамический камера пар Сейчас на рынке энергосберегающих технологий представлен большой выбор подобных установок. Постараемся детально разобрать преимущества использования пароутилизаторов перед аналогичными по назначению устройствами (бойлеров, «Фисоников», «Экопара»).

Основными преимуществами пароутилизаторов являются:

• * относительно малый расход пара при нагревании определенного количества воды (G_п=5−6% от G_в);
• * максимальный коэффициент теплопередачи и КПД 99%;
• * высокая надежность из-за отсутствия движущихся деталей;
• * работа на неочищенной воде и при значительных изменениях давлений и расходов воды и пара;
• * уменьшение потерь тепла через корпус в сравнении с существующими агрегатами, выполняющими те же задачи, и экономия производственных площадей вследствие малых габаритов и возможности установки изделия вне помещения;
• * простота эксплуатации, отсутствие необходимости ремонтов;
• * давление в паровой магистрали труб может быть меньше, чем в водяной;
• * широкое использование граничных условий применения ПУ при утилизации низкопотенциального пара — минимальная граница по давлению составляет 0,8−1 ати;
• * возможность регулирования давления в зоне разряжения на срезе сопла. Пароутилизатор адаптируется к более широкому диапазону пульсаций давления и расхода воды на входе в установку. Аналога с подобными возможностями — не существует.

Основные отличия пароутилизатора от трансзвуковых аппаратов (ТСА):

• * инжектируется пар в воду;
• * отсутствуют вибрации и уровень шума ниже, чем у ТСА. Пароутилизатор работает стабильно в широком диапазоне изменения давлений и расходов воды и пара;
• * не требуется электронная система регулирования входных параметров. Достаточно электрозадвижки на паровой магистрали, работающей от датчика температуры, установленного на водяной магистрали после пароутилизатора;
• * может работать на магистралях диаметром до 500 мм (ТСА — до 100 мм);
• * не требует время на подготовку перед запуском.

Основные отличия пароутилизатора от аппаратов предшествующих разработок (рекламируемых торгующими организациями под наименованиями: «пароэжекторное устройство», «магистральный пароводяной элеватор», «Экопар», «струйный подогреватель воды») состоят в следующем:

• * существенно упрощена конструкция камеры предварительного смешения пара и воды (исключены промежуточные фланцевые соединения, исключен рассекатель струй воды, применена новая схема смесеобразования на основе генератора вихрей и схемы подачи струй воды в вихревые зоны);
• * исключена перегородка, опирающаяся на внешнюю поверхность сопла, что снижает потери давления при подаче пароводяной смеси в зону разрежения;
• * путем устройства дополнительной перепускной магистрали появилась возможность регулирования статического давления в зоне разрежения. Для удобства обслуживания предусмотрен прибор для измерения давления на срезе активного сопла;
• * исключены, как неоправдавшие свое назначение, смесительные решетки, устанавливающиеся после теплообменника, и вносящие дополнительное гидравлическое сопротивление и возмущение в зону разрежения;
• * в конструкции широко применены стандартные элементы трубопроводов: штампованные переходы, тройники, фланцевые соединения, что повышает унификацию и надежность теплообменника в целом.