蒸汽的基本性質(zhì)和輸送

蒸汽的基本性質(zhì)和輸送

典型的蒸汽流程煮鍋煮鍋鍋爐

給水泵

給水箱

補(bǔ)給水

大槽

冷凝水冷凝水

蒸汽蒸汽

蒸汽制程設(shè)備

空間加熱系統(tǒng)什么是蒸汽?在大氣壓下形成蒸汽蒸汽汽泡水壺內(nèi)的蒸汽空間凝結(jié)的蒸汽在大氣壓力下產(chǎn)生蒸汽需要加給水的熱量100oC0oC溫度(oC)飽和水的沸點(diǎn)蒸發(fā)線干蒸汽點(diǎn)0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0干度焓(kJ/kg)總焓(hg)液態(tài)焓(hf)蒸發(fā)焓(hfg)未飽和水線什么是蒸汽?

焓kJ/kg

表壓barg

溫度oC

水(hf)

蒸發(fā)比焓(hfg)蒸汽(hg)

飽和干蒸汽比容m3/kg0123456710012013414415215916517041950656260567164169772122572201216321332108208620662048267627072725273827492757276327691.6730.8810.6030.4610.3740.3150.2720.24溫度－壓力曲線

壓力(barg)

溫度(oC)比容－壓力圖壓力(barg)

比容(m3/kg)過熱蒸汽過熱蒸汽很少被用作傳熱介質(zhì)。6barg175oC

的過熱蒸汽在冷凝前必須冷卻到飽和溫度

6barg(165oC)。過熱蒸汽的比熱為

1.186kJ/kg。1kg的蒸汽冷卻到飽和溫度

165oC

會(huì)釋放出：

=1kgx1.186kJ/kgx10oC =11.86kJ這和

1kg干飽和蒸汽冷凝釋放出的能量2066kJ相比是很小的。過熱蒸汽和飽和蒸汽相比，熱容量低傳熱性能差降低制程的性能

蒸發(fā)潛熱kJ/kg(hfg)

表壓barg溫度℃水的顯熱(hf)

蒸汽全熱(hg)飽和干蒸汽比容m3/kg0123456710012013414415215916517041950656260567164169772122572201216321332108208620662048267627072725273827492757276327691.6730.8810.6030.4610.3740.3150.2720.24二次蒸汽有多少二次蒸汽7bar飽和水的焓值 =721.4kJ/kg 0bar飽和水的焓值 =419.0kJ/kg

過剩 =302.4kJ/kg 0bar時(shí)的蒸發(fā)潛熱 =2257kJ/kg 二次蒸汽比例 =302.4 2257 =0.134kg/kg冷凝水蒸汽應(yīng)該是高品質(zhì)的

為了系統(tǒng)的安全,減少維護(hù)和設(shè)備的最大出力,蒸汽應(yīng)該具有:

正確的壓力和溫度干燥－不能含有水分

干凈－污垢和其它固體物質(zhì)積聚在換熱面會(huì)增加熱阻

不能含有空氣－空氣熱阻很大，減少傳熱金屬墻污垢層蒸汽空氣膜 遲滯水層冷凝水膜減小傳熱效率的各熱阻層被加熱的水冠狀閥汽水分離器至用汽設(shè)備疏水閥組蒸汽攜帶水分蒸汽中攜帶水分則：水錘減低設(shè)備的出力

減低蒸汽的含熱量，增加蒸汽耗量污染系統(tǒng)及其設(shè)備增加鍋爐的燃料濕蒸汽增加蒸汽耗量

實(shí)例:一蒸汽加熱器組,需要輸出熱量300Kw，蒸汽壓力為7Barg。7barg蒸汽的潛熱能為2047KJ/kg,蒸汽負(fù)載為300/2047＝0.147kg/s.如蒸汽干度為0.92(這在國內(nèi)很常見),則每Kg蒸汽的可供潛熱能為2047X0.92=1883KJ/kg,則蒸汽耗量為300/1883＝0.159kg/s。和前者相比增加了8.2%.這意味著:1)鍋爐的補(bǔ)給水增加8.2%，2)冷凝水增加了8.2%,3)鍋爐的燃料耗量增加了8.2%.

1)蒸汽負(fù)載的變化2)鍋爐運(yùn)行壓力過低3)鍋爐的TDS(含鹽量)控制不當(dāng)4)不合適的液位控制5)蒸汽輸送管道的保溫不當(dāng),蒸汽分配系統(tǒng)沒有安裝疏水閥.

產(chǎn)生濕蒸汽的原因何處安裝汽水分離器?流向汽水分離器1.鍋爐出口2.用汽設(shè)備的進(jìn)口3.減壓閥和流量計(jì)的進(jìn)口清潔雜質(zhì)來源鍋爐水的固體攜帶雜質(zhì)管道水垢焊渣法蘭或螺紋不正確的連接引起的雜質(zhì)

解決方法:在蒸汽系統(tǒng)中強(qiáng)烈建議使用100目過濾器蒸汽中含有空氣的危害產(chǎn)生熱阻,影響傳熱(1mm空氣=13m銅)產(chǎn)品加熱不均勻,產(chǎn)生廢品容易產(chǎn)生腐蝕蒸汽壓力表產(chǎn)生誤導(dǎo)道爾頓分壓定律

道爾頓分壓原理指：混合氣體的總壓等于各組成氣體的分壓總和。每一組成氣體都單獨(dú)的占據(jù)整個(gè)空間并有各自的壓力，同時(shí)各氣體的性質(zhì)不變.每一種氣體的壓力稱為分壓力對于蒸汽和空氣的混合物：混合物壓力

=蒸汽的分壓力

+空氣的分壓力道爾頓分壓定律實(shí)例如果蒸汽和空氣的混合氣體的總壓力為1barg(2barabs)，并且混合物的組成為3份蒸汽和1份空氣，這樣：空氣分壓力

=0.25x2BarAbs=0.5barabs蒸汽分壓力

=0.75x2BarAbs=1.5barabs由蒸汽表：1.5BarAbs(0.5barg)的蒸汽溫度為

111.6oC.而根據(jù)壓力表的指示，1barg的蒸汽壓力應(yīng)該為

120oC。因此雖然壓力表的讀數(shù)為1barg，實(shí)際使用的是蒸汽/空氣的混合物，蒸汽壓力只有

0.5barg。這樣，如果設(shè)備需要1barg的蒸汽以達(dá)到它的額定輸出，那么此時(shí)肯定無法達(dá)到。

空氣和不凝性氣體的來源鍋爐停機(jī)后，產(chǎn)生真空吸入空氣鍋爐給水帶入補(bǔ)給水和冷凝水暴露在大氣中吸入空氣去除水中的空氣有兩種除氧方法:化學(xué)除氧熱力除氧給水系統(tǒng)除氧補(bǔ)充冷水排污回?zé)崂淠颠€循環(huán)水至鍋爐溫度控制系統(tǒng)液位控制Vent除氧頭熱靜力排空氣閥全316L不銹鋼密封結(jié)構(gòu),耐腐蝕性強(qiáng)

無石棉墊圈

可選黃銅或不銹鋼材質(zhì)

鍛造的閥體和閥蓋，結(jié)實(shí)、使用壽命長內(nèi)置不銹鋼過濾網(wǎng)高科技、高品質(zhì)具有專利權(quán)的密封囊AV21典型應(yīng)用蒸釜煮鍋蒸汽排空排空排空蒸汽空氣和水膜對傳熱影響的實(shí)例蒸汽壓力1.0barg水被加熱到99oC121oC空氣膜冷凝水膜金屬加熱表面水膜蒸汽壓力0.6barg水被加熱到99oC116oC空氣膜冷凝水膜金屬加熱面水膜正確的蒸汽分配系統(tǒng)應(yīng)該1

高壓輸送2正確選擇管道口徑3 為了避免水錘和冷凝水達(dá)到用汽點(diǎn):

在以下點(diǎn)進(jìn)行疏水:在蒸汽管道的每一低點(diǎn);每隔30-50米之間;在主管和分支管道的末端;在可能關(guān)閉的閥門以前

在流動(dòng)方向,管道應(yīng)該有一定的坡度

排水點(diǎn)的集水罐應(yīng)正確選型

使用偏心縮小管,不要安裝同心縮小管

蒸汽支管應(yīng)該從主管的上方取蒸汽

過濾器應(yīng)安裝在側(cè)面

汽水分離器應(yīng)該在鍋爐房,蒸汽設(shè)備的進(jìn)口,減壓閥和其它控制閥以及流量計(jì)的前面安裝4 所有蒸汽主管應(yīng)有效保溫高壓輸送蒸汽高壓輸送的優(yōu)點(diǎn):

蒸汽管道口徑小,熱損失少.

蒸汽管道費(fèi)用低,支撐費(fèi)用少,人工費(fèi)用降低.

管道的隔熱費(fèi)用低.

通過減壓在使用點(diǎn)可以獲得更加干燥的蒸汽.

鍋爐操作在高壓更容易達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài),運(yùn)行效率高.

鍋爐的蓄熱能力增加,容易處理負(fù)載的變化,減少汽水共騰和攜帶的可能性.低壓使用蒸汽的優(yōu)點(diǎn)壓力降低可以提供蒸汽中更大比例的潛熱減少冷凝水所含熱量，減少二次蒸汽經(jīng)過減壓后蒸汽具有更高的干燥度減壓站管道選型

費(fèi)用增加

熱損失增加

形成的冷凝水增加

蒸汽使用點(diǎn)壓力下降

沒有足夠的蒸汽量

容易產(chǎn)生水錘和沖蝕

蒸汽管道口徑選型圖(kg/h)7barg5000kg/h125mm25m/s條件：飽和蒸汽7barg5000kg/h15barg300C20t/h200mm0.3bar/100m條件：過熱蒸汽15barg300C20t/h水錘主管下沉冷凝水占據(jù)蒸汽管道水錘引起震動(dòng)和噪音冷凝水管道內(nèi)冷凝水的流動(dòng)可能的水錘根源

長距離管道布置蒸汽

重新布置至高點(diǎn)

冷凝水排放點(diǎn)30-50m

坡度1/250蒸汽流向

蒸汽管道向上布置

增大管道直徑，減低流速至15m/s

蒸汽流速最高可至40m/s30-50m15m30-50m無效和正確的疏水點(diǎn)布置冷凝水集水槽疏水閥組25/30m剖面剖面疏水閥組蒸汽流向蒸汽流向 正確

不正確 蒸汽管道的縮小冷凝水CorrectIncorrect蒸汽蒸汽冷凝水分支管的連接正確不正確蒸汽蒸汽冷凝水下降管控