Пароводяные струйные аппараты ПСА относятся к классу эжекторов (ЭУ) и предназначенны для нагрева и перекачки воды или водных растворов при помощи водяного пара.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПСА:

Струйные аппараты ПСА можно применять в любых технологических схемах, где требуется паром нагреть воду. Конкретная схема включения аппаратов выбирается в каждом случае отдельно. Мы имеем богатый опыт установки ПСА в качестве пароводяных теплообменников в системы отопления, горячего водоснабжения, для подогрева воды перед деаэраторами или ХВО, вместо барботажа паром в баках-аккумуляторах, для утилизации отработанного пара после турбин, аварийной подпитки котлов и во многие другие технологические схемы. Кроме этого, струйные аппараты ПСА позволяют существенно экономить средства предприятий при решении таких задач, как подогрев и охлаждение, гомогенизация и сепарация, сатурация и десорбция (насыщение и удаление газов из жидкости), перекачивание различных сред с помощью энергии пара, смешение химически агрессивных веществ, утилизация тепла и многих других. Помимо теплоэнергетики, струйные технологии применимы в большинстве отраслей промышленности.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПСА:

Принцип действия ПСА основан на физическом явлении из области гидродинамики двухфазных потоков, суть которого заключается в возникновение скачка уплотнения в двухфазном потоке, при разгоне его до сверхзвуковой скорости и последующего торможения с переходом звукового барьера. Теплообмен в камере смешения ПСА происходит путем непосредственного контакта пара и воды. Поток пара разгоняется до сверхзвуковой скорости при помощи сопла Лаваля, после чего попадает в камеру смешения. Вода в камеру смешения подается через кольцевую диафрагму, соосно паровому потоку, в виде кольцевой струи. При взаимодействии потоков происходит распыление воды высокоскоростной струей пара, в результате чего в камере смешения происходит формирование мелкодисперсного сверхзвукового потока равновесной двухфазной смеси; при этом пар передает воде свой импульс и тепло. Далее полученная смесь тормозится в сверхзвуковом диффузоре, что приводит к возникновению скачка уплотнения в двухфазной смеси, повышению статического давления и полной конденсации пара. В результате на выходе из ПСА формируется поток воды с более высокой температурой, чем на входе, и нагретая вода под давлением подается потребителю. Статическое давление выходного потока воды при некоторых условиях может превышать давления обоих входных потоков. Более того, благодаря образованию в камере смешения конденсационного вакуума, ПСА могут работать при давлении пара меньшем, чем давление воды на входе.фото установленного на АО "НМЖК" (г.Нижний Новгород) пароводянного струйного аппарата ПСА-04.

Давление воды 1 атм. Давление пара 0,01 атм. Температура воды 3°С. Температура воздуха -19°С

Горячая вода сливается под уровень воды в накопительный бак.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПАРОВОДЯНЫХ СТРУЙНЫХ АППАРАТОВ ПСА:

небольшие, по сравнению с традиционным теплообменным оборудованием, массогабаритные характеристики;
сокращение расхода потребляемого пара для нагрева воды на 5 – 20 %;
экономия электроэнергии потребляемой насосами на 30 – 90 %, т.к. ПСА не имеют гидравлического сопротивления;
долговечность и надежность в работе, простота техобслуживания и ремонта;
возможность работы ПСА на химически неподготовленной воде;
ПСА изготавливаются из нержавеющей стали, срок службы их 25 лет;
окупаемость ПСА происходит в течение первого отопительного периода;
расчет под конкретные параметры системы и поставка в кратчайшие сроки - (14-45 дней);
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПАРОВОДЯНЫХ СТРУЙНЫХ АППАРАТОВ ПСА:

Устройство функционирует следующим образом: активная среда (пар) по трубопроводу, присоединенному к фланцу, поступает в сопло, в котором в процессе расширения достигает скорости течения близкой к скорости звука, либо превосходящей ее. Пассивная среда (вода) подводится к фланцу, и далее, проходя через кольцевой зазор между кромкой сопла и трубы, подается в камеру смешения. В камере смешения происходит полный распыл кольцевой струи воды высокоскоростным потоком пара. Образуется тонкая водяная пыль с размером частиц около 1 мкм. Площадь соприкосновения потоков пара и воды существенно возрастает. Благодаря этому пар практически мгновенно конденсируется. В результате конденсации пара статическое давление в потоке уменьшается до давления насыщения при температуре смеси (в камере смешения образуется вакуумная зона). Кроме того, скорость звука в полученной равновесной мелкодисперсной двухфазной смеси также сильно снижается и становится меньше, чем скорость движения самой смеси. То есть, режим движения смеси становится сверхзвуковым. В процессе истечения сверхзвуковой двухфазной смеси через горловину камеры смешения в смеси возникает прямой скачок уплотнения. Прямой скачок позволяет преобразовать энергию скоростного напора потока в энергию статического давления. В результате, за скачком уплотнения статическое давление в потоке существенно возрастает и становится значительно больше давления насыщения при температуре смеси. Это приводит к полной и окончательной конденсации пара. Режим сверхзвукового двухфазного течения смеси после скачка уплотнения переходит в режим дозвукового однофазного течения. На выходе устройства формируется сплошной поток нагретой воды, имеющий более высокую температуру и давление по отношению к исходному потоку воды.

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПСА.

Разработанный широкий модельный ряд пароводяных струйных аппаратов ПСА имеет регулируемые модификации ПСА-Р, позволяющие плавно и точно регулировать тепловую мощность систем отопления в более широком диапазоне нагрузок. Применение регулируемых аппаратов ПСА-Р позволяет обходиться меньшим количеством струйных аппаратов для заданной нагрузки, что существенно снижает затраты на приобретение струйных аппаратов, а также снижает затраты на приобретение арматуры и монтаж трубопроводов для обвязки аппаратов, снижая при этом и площади для монтажа.

В конструкции ПСА-Р используется подвижное паровое сопло при неподвижном центральном теле, позволяющее при его перемещении одновременно изменять критическое сечение парового сопла и сечение кольцевой диафрагмы подачи воды. При этом обеспечивается поддержание оптимального значения коэффициента инжекции, (соотношения массовых расходов пара и воды), т.е. при уменьшении массового расхода пара одновременно уменьшать расход воды.

Производительность (или мощность) аппарата регулируется штурвалом на его корпусе (модель ПСА-Р) либо электроприводом (модель ПСА-РЭ).Использование ПСА-Р позволяет регулировать тепловую мощность систем отопления гораздо эффективнее и точнее, чем просто изменениями давления пара и количества работающих аппаратов, в существенно более широком диапазоне нагрузок, и не допускать перетопов и недогревов. В сравнении с аналогами, которые не обладают возможностью изменения тепловой мощности, применение ПСА-Р дает 10-20% дополнительной экономии.

Для заказчиков, в котельных которых пар имеет крайне низкие параметры, НПО «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» сможет предложить из модельного ряда ПСА модификацию с двойным подводом пара на ПСА- II, устойчиво работающую при давлении пара ниже 0,7 кгс/см?.

ПСА изготавливаются только из высококачественной нержавеющей стали; они надёжны, компактны и максимально эффективны при минимальных эксплуатационных затратах. Средний срок окупаемости пароводяных струйных аппаратов - всего один отопительный сезон, а в течение срока службы ПСА окупаются 20-30 раз!