蒸汽的基本性质和输送

蒸汽的基本性质和输送

典型的蒸汽流程煮锅煮锅锅炉

给水泵

给水箱

补给水

大槽

冷凝水冷凝水

蒸汽蒸汽

蒸汽制程设备

空间加热系统什么是蒸汽?在大气压下形成蒸汽蒸汽汽泡水壶内的蒸汽空间凝结的蒸汽在大气压力下产生蒸汽需要加给水的热量100oC0oC温度(oC)饱和水的沸点蒸发线干蒸汽点0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0干度焓(kJ/kg)总焓(hg)液态焓(hf)蒸发焓(hfg)未饱和水线什么是蒸汽?

焓kJ/kg

表压barg

温度oC

水(hf)

蒸发比焓(hfg)蒸汽(hg)

饱和干蒸汽比容m3/kg0123456710012013414415215916517041950656260567164169772122572201216321332108208620662048267627072725273827492757276327691.6730.8810.6030.4610.3740.3150.2720.24温度－压力曲线

压力(barg)

温度(oC)比容－压力图压力(barg)

比容(m3/kg)过热蒸汽过热蒸汽很少被用作传热介质。6barg175oC的过热蒸汽在冷凝前必须冷却到饱和温度6barg(165oC)。过热蒸汽的比热为1.186kJ/kg。1kg的蒸汽冷却到饱和温度165oC会释放出： =1kgx1.186kJ/kgx10oC =11.86kJ这和1kg干饱和蒸汽冷凝释放出的能量2066kJ相比是很小的。过热蒸汽和饱和蒸汽相比，热容量低传热性能差降低制程的性能

蒸发潜热kJ/kg(hfg)

表压barg温度℃水的显热(hf)

蒸汽全热(hg)饱和干蒸汽比容m3/kg0123456710012013414415215916517041950656260567164169772122572201216321332108208620662048267627072725273827492757276327691.6730.8810.6030.4610.3740.3150.2720.24二次蒸汽有多少二二次蒸蒸汽7bar饱和水的的焓值值=721.4kJ/kg0bar饱饱和水水的焓值值=419.0kJ/kg过剩=302.4kJ/kg0bar时时的蒸蒸发潜热热=2257kJ/kg二次蒸汽汽比例例=302.42257=0.134kg/kg冷凝水蒸汽应该该是高高品质的的为了系统统的安安全,减减少维护护和设设备的最最大出出力,蒸蒸汽应该该具有有:正确的压压力和和温度干燥－不不能含有有水分分干净－污污垢和其其它固固体物质质积聚聚在换热热面会会增加热热阻不能含有有空气气－空气气热阻很很大，减减少传传热金属墙污垢层蒸汽空气膜迟迟滞水水层冷凝水膜膜减小传热热效率率的各热热阻层层被加热的的水冠状阀汽水分离器至用汽设备疏水阀组蒸汽携带带水分分蒸汽中携携带水水分则：：水锤减低设备备的出出力减低蒸汽汽的含含热量，，增加蒸蒸汽耗耗量污染系统统及其其设备增加锅炉炉的燃燃料湿蒸汽增增加蒸蒸汽耗量量实例:一一蒸汽加加热器器组,需需要输出出热量量300Kw，蒸汽汽压力力为7Barg。7barg蒸汽汽的潜潜热能为为2047KJ/kg,蒸蒸汽负载载为300/2047＝0.147kg/s.如蒸汽干干度为为0.92(这在在国内很很常见见),则则每Kg蒸蒸汽的的可供潜潜热能能为2047X0.92=1883KJ/kg,则蒸汽汽耗量量为300/1883＝0.159kg/s。和前者相相比增增加了8.2%.这意味着着:1)锅炉炉的补给给水增增加8.2%，2)冷凝凝水增加加了8.2%,3)锅炉炉的燃料料耗量量增加了了8.2%.1)蒸汽汽负载载的变化化2)锅炉炉运行行压力过过低3)锅炉炉的TDS(含含盐量)控制不不当4)不合合适的的液位控控制5)蒸汽汽输送送管道的的保温温不当,蒸汽分分配系系统没有有安装装疏水阀阀.产生湿蒸蒸汽的的原因何处安装装汽水水分离器器?流向汽水分离器1.锅炉炉出口口2.用汽汽设备备的进口口3.减压压阀和流流量计计的进口口清洁杂质来源源锅炉水的的固体体携带杂杂质管道水垢垢焊渣法兰或螺螺纹不不正确的的连接接引起的的杂质质解决方法法:在蒸蒸汽系系统中强强烈建建议使用用100目目过滤滤器蒸汽中含含有空空气的危危害产生热阻阻,影响响传热热(1mm空气=13m铜)产品加热热不均均匀,产产生废品品容易产生生腐蚀蚀蒸汽压力力表产产生误导导道尔顿分分压定定律道尔顿分分压原原理指：：混合气气体的的总压等等于各各组成气气体的的分压总总和。每一组成成气体体都单独独的占占据整个个空间间并有各各自的的压力，，同时各各气体体的性质质不变变.每一种气气体的的压力称称为分分压力对于蒸汽汽和空空气的混混合物物：混合物压压力=蒸汽的分分压力力+空气的分分压力力道尔顿分分压定定律实例例如果蒸汽汽和空空气的混混合气气体的总总压力力为1barg(2barabs)，并并且混合合物的的组成为为3份份蒸汽和和1份份空气，，这样样：空气分压压力=0.25x2BarAbs=0.5barabs蒸汽分压压力=0.75x2BarAbs=1.5barabs由蒸汽表表：1.5BarAbs(0.5barg)的蒸汽温温度为为111.6oC.而根据压压力表表的指示示，1barg的蒸汽压压力应应该为120oC。因此虽然然压力力表的读读数为为1barg，实际使用用的是是蒸汽/空气气的混合合物，蒸蒸汽压压力只有有0.5barg。这样，如如果设备备需要要1barg的蒸汽以以达到到它的额额定输输出，那那么此时时肯定定无法达达到。空气和不不凝性性气体的的来源源锅炉停机机后，产产生真真空吸入入空气气锅炉给水水带入入补给水和和冷凝凝水暴露露在大大气中吸吸入空空气去除水中中的空空气有两种除除氧方方法:化学除氧氧热力除氧氧给水系统统除氧氧补充冷水排污回热冷凝水返还循环水至锅炉温度控制系统液位控制Vent除氧头热静力排排空气气阀全316L不锈钢钢密封封结构,耐耐腐蚀性性强无石棉垫垫圈可选黄铜铜或不锈钢材材质锻造的阀阀体和和阀盖，，结实、使使用寿命命长内置不锈锈钢过过滤网高科技、、高品质质具有有专利利权的密密封囊囊AV21典型应用蒸釜煮锅蒸汽排空排空排空蒸汽空气和水水膜对对传热影影响的的实例蒸汽压力1.0barg水被加热到99oC121oC空气膜冷凝水膜金属加热表面水膜蒸汽压力0.6barg水被加热到99oC116oC空气膜冷凝水膜金属加热面水膜正确的蒸蒸汽分分配系统统应该该1高压输送送2正确选择择管道道口径3为了避免免水锤锤和冷凝凝水达达到用汽汽点:在以下点点进行行疏水:在蒸汽汽管道道的每一一低点点;每隔隔30-50米之间;在主管管和分分支管道道的末末端;在在可能关关闭的的阀门以以前在流动方方向,管管道应应该有一一定的的坡度排水点的的集水水罐应正正确选选型使用偏心心缩小小管,不不要安装装同心心缩小管管蒸汽支管管应该该从主管管的上上方取蒸蒸汽过滤器应应安装装在侧面面汽水分离离器应应该在锅锅炉房房,蒸汽汽设备的的进口口,减压压阀和其其它控控制阀以以及流流量计的的前面面安装4所有蒸汽汽主管管应有效效保温温高压输送送蒸汽汽高压输送送的优优点:蒸汽管道道口径径小,热损失少少.蒸汽管道道费用用低,支撑费用用少,人工费用用降低低.管道的隔隔热费费用低.通过减压压在使使用点可可以获获得更加加干燥燥的蒸汽汽.锅炉操作在在高压更更容易达到到最佳运运行状态,运行效率高高.锅炉的蓄热热能力增增加,容易处理负负载的变变化,减少汽水共共腾和携携带的可能能性.低压使用蒸汽的优优点压力降低可以提供供蒸汽中更大比例例的潜热减少冷凝水所含热热量，减少二次蒸蒸汽经过减压后蒸汽具具有更高的干燥度度减压站管道选型费用增加热损失增加加形成的冷凝凝水增加加蒸汽使用点点压力下下降没有足够的的蒸汽量量容易产生水水锤和冲冲蚀蒸汽管道口口径选型型图(kg/h)7barg5000kg/h125mm25m/s条件：饱和蒸汽7barg5000kg/h15barg300C20t/h200mm0.3bar/100m条件：过热蒸汽15barg300C20t/h水锤主管下沉冷凝水占据蒸汽管道水锤引起震动和噪音冷凝水管道内冷凝水的流流动可能的水锤根源长距离管道道布置蒸汽

重新布置至高点

冷凝水排放点30-50m

坡度1/250蒸汽流向蒸汽管道向向上布置置

增大管道直径，减低流速至15m/s

蒸汽流速最高可至40m/s30-50m15m30-50m无效和正确确的疏水水点布置冷凝水集水槽疏水阀组25/30m剖面剖面疏水阀组蒸汽流向蒸汽流向正确不正确蒸汽管道的的缩小冷