2010年第5期（总第334期）
节能
ENERGY CONSERVATION
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利用文丘里引射装置回收利用高压天然气压力能
乔兴宏，谭福太，郑桂兴
（广州市能源检测研究院，广东广州510170）
摘要：介绍引射器的基本工作原理及其特性，并对该项技术中的关键设备超音速引射器进行设计研究。工程应用表明，采用文丘里引射装置是以高压天热气引射低压人工煤气，不仅拓宽了天然气的应用领域，而且通过回收天然气管网压力能，可大幅度节省电耗，降低生产运营成本，提高城市燃气管网运行的可需性。
关键调：引射器：节能；天然气；压力能
3文章编号：10047948(2010)05006303
中图分类号：TU996文献标识码：B
引言
传统化石能源清洁化是中国发展清洁能源的
主攻方向，天然气是最佳选择。“西气东输”工程的建成供气、“川气东送”工程以及沿海液化天然气（LNG）站线等大型项目正在规划建设。我国将在2015年前建成“两横两纵”的天然气输送管道共计12374km，干线管道将由2000年的10638km 增加为23012kml"]。由于采用高压输气可以减小输气管道的管径，从而节省管材和施工费用，故当前世界上天然气的长输管道均采用高压输送。国外长输管道的输送压力多数都在10MPa以上[2] 我国西气东输工程的输气管道压力为10MPa[3]，其他主要输气管道的设计压力也均在6.4MPa以上[4]。高压天然气中蕴藏着巨大的压力能，但是在给普通用户供气时经调压站调压，这部分压力能大量损失。国内外研究者对引射器的理论与应用进行了大量有价值的研究，以对天然气压差能回收利用[5-7]。
本文从流体的连续性、动量平衡和能量平衡人手建立引射器的特性方程，介绍引射器的基本工作原理及其特性，对该项技术中的关键设备超音速引射器进行设计研究，最后对该项技术在某煤气公司的文丘里管射流增压装置输送煤气项目进行的设
计和节能量进行介绍和分析。 1引射器的基本原理
文丘里引射装置关键设备是超音速引射器装
置，其设计好环将直接影响引射器的效果。超音速万方数据
引射器由（拉伐尔型）工作喷管、吸气室、混合管和扩压管组成（见图1）。文丘里引射器是利用工作流体自身的压力，通过超音速喷嘴高速喷出，在文丘里吸气室内形成负压，提升吸气阀将被引射流体吸人，两者在混合管内混合后发生能量交换，速度均衡，并伴随着低压被引射流的压力升高。混合后的气流由混合室进人扩散管，低压被引射流压力进一步升高（高压气流压力降低），低压气获得增压，在扩散管出口处，混合流体的压力高于进入接受室时引射流体的压力。
吸气室
工作流体
混合管扩散管
响
混合流体出口
被引射体|
图1引射器结构原理示意图
引射器结构虽然简单，但引射器工作的实际过程十分复杂，主要包括瑞流造成的两种流体间的剪切、卷吸作用及混合过程中边界层与壁面、压力面间复杂的相互作用。再加上黏性干扰、分离涡、真实气体效应等物理现象，使得这一过程更加复杂，
用一般气体力学理论解释比较困难[8]。 2引射器特性分析及设计
由于实际过程复杂，采用一元均匀流假设，根据等截面混合分析模型发展的超音速引射器设计计算与分析方法9)，假定喷管出口工作流体和被