一、蒸汽蓄热器作用及使用的必要条件

在许多生产过程中，都存在用汽负荷不均衡，高峰低谷用汽量波动很大的状况，影响生产正常进行，影响产品产量、质量。

工厂一般采用锅炉增容或调度设备用气负荷的方法来解决，但仍免不了锅炉负荷忽高忽低，用汽设备开开停停，其结果是锅炉运行效率下降，浪费了能源，产品产量、质量受到影响。

司炉人员劳动强度大、设备寿命短。

采用蒸汽蓄热器可有效的解决这些问题。

一．蒸汽蓄热器的工作原理蒸汽蓄热器是热能的吞吐仓库，一般为卧式圆筒体，内装软化水。

当用汽负荷下降时，锅炉产生的多余蒸汽以热能形式通过充热装置充入软水中贮存，使器内水压力、温度上升，形成一定压力下的饱和水（充热过程）；当用汽负荷上升，锅炉供汽不足时，随着压力下降，器内饱和水成为过热水而产生自蒸发，向用户供汽（放热过程）。

通过蓄热器对热能的吞吐作用，使供用热系统平稳运行，从而可使锅炉在满负荷或某一稳定负荷下平稳运行。

蓄热器中的水既是蒸汽和水进行热交换的介质，又是蓄存热能的载体。

在一定压力下，虽然相同重量的蒸汽比水的焓值高得多，但蒸汽比容很大，因此相同容积的水的含热量远远大于蒸汽的含热量，这就是蒸汽蓄热器能够吞吐大量热能的原理。

例如在0.78ＭPa（绝压）时，饱和蒸汽焓为2767kJ／kg、密度4.08kg／m3，每立方米蒸汽的含热量为11289kJ；相同压力下的饱和水的焓为739kJ／kg、密度898kｇ/m3，每立方米饱和水含热量为663622kJ，即相同容积饱和水的含热量是蒸汽的58.8倍。

一台50m3的蒸汽蓄热器（容水系数取0.9），假如充热压力为0.98ＭPa，放热压力为0.39ＭPa，其自蒸发能力可达2500kg（供汽压力低于0.98ＭPa），相当于一台4t／h锅炉在中等负荷时的供汽量（调节能力）。

二．蒸汽蓄热器的主要应用范围1．应用于用汽负荷波动较大的供热系统，例如制浆造纸、化纤、纺织等行业。

2．应用于瞬时用汽量较大的供热系统，例如使用蒸汽喷射真空泵的行业，间隙制气的煤气厂，氮肥厂等．3．应用于汽源供汽不稳定的供热系统，例如采用余热锅炉供气，采用汽化冷却供汽的体系．锅炉负荷往往受余热量变化的影响而不能稳定，采用蓄热器后可使热系统稳定运行。

蒸汽蓄热器工作原理与结构设计探索发布时间：2021-06-04T16:26:54.407Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷5期作者：李伸光[导读] 社会的发展，对能源的利用日益增长，因此也对节能技术提出了更高要求李伸光济南天源换热设备有限公司山东济南 250020摘要：社会的发展，对能源的利用日益增长，因此也对节能技术提出了更高要求。

本文着重介绍节能领域的一项新兴技术产品--蒸汽蓄热器。

通过借鉴有关的文献以及应用实例，加上作者自己的理解以及研究，形成此文，以求能对蒸汽蓄热器的原理剖析、设备推广、设计及应用有所增益。

关键词：蒸汽蓄热器原理设计应用众所周知，蒸汽主要用途有加热、加湿、烘干、作为机器驱动力等，在很多行业都有利用。

在蒸汽利用的过程中，用汽负荷有波动、各工序用汽时间段不统一、用汽参数不一致等，是常见现象。

因此，如何避免因用汽负荷波动导致锅炉燃烧效率降低、用汽单位用汽量和参数不统一导致用汽时有不足时有剩余，就必须考虑增加一蒸汽储存装置，以便更加合理经济的利用锅炉出力。

蒸汽蓄热器是一种蒸汽热能的储存容器，具有均衡供汽波动负荷的作用。

用于蒸汽负荷波动的供汽系统，可使锅炉燃烧负荷稳定；也可用于余热利用系统，能有效的回收热量。

蒸汽蓄热器作为一种新兴的节能设备，国外如德国、日本等发展应用的较早，技术也相对成熟。

我国也在积极在推广应用，但限于推广的力度以及供汽用汽单位对它的了解尚有不足，目前应用的不够广泛，也因此该产品有着极大地发展利用空间。

一、蒸汽蓄热器工作原理蒸汽蓄热器的理论基础就是高压饱和水压力突然降低时会发生“闪蒸”现象，产生大量低压二次蒸汽，供给下游用汽单位。

具体过程就是：在用汽低谷时，多余的高压蒸汽进入蒸汽蓄热器，加热设备内软化水，使之变成高压饱和水，这个过程称为蒸汽蓄热器的充热过程；在用汽高峰时，因系统供汽不足导致系统内压力下降，连接系统与蒸汽蓄热器的止回阀打开，伴随压力突然下降，高压饱和水瞬间变成低压过热水，并立即沸腾，发生闪蒸，同时产生大量低压饱和蒸汽，进入系统，保证生产用汽，这个过程称为蒸汽蓄热器的放热过程。

1 蒸汽蓄热器的分类及其在蒸汽供热系统中的安装位置 (1)2 蒸汽蓄热器的结构及工作原理 (2)2.1蒸汽蓄热器的结构 (2)2.2蒸汽蓄热器的工作原理 (4)3 蒸汽蓄热器的适用范围 (5)4 装用蒸汽蓄热器的基本技术要求 (6)4.1已知条件 (6)4.2 热工计算 (6)5 蓄热器应用举例及效益浅析 (7)5.1 应用举例1 (7)5.2 效益浅析 (7)5.3 工艺改造 (8)5.4 经济效益 (9)5.5 应用实例2 (9)引言本世纪初，美国人发明了蓄热器。

1930年由瑞典的卢兹博士完成蓄热器技术，后来经日本人的研究开发，蓄热器的技术已日趋成熟。

蓄热器是一种有效的节能装置，在保证热用户汽压和流量的前提下，平衡汽源、供汽量和波动的汽负荷，使锅炉在一个连续稳定的状态下运行，从而实现最高的热效率，最经济的运行。

蓄热器分为变压式和定压式两种，变压式蓄热器又称蒸汽蓄热器。

蒸汽是一种可同时满足多种热用户对供热介质参数的不同要求、适应多种热负荷的不同变化规律的热媒。

在现代化工业园区中，它不仅仅可用于采暖用户，更重要的是还要满足不同的工艺、不同的产品、不同的蒸汽参数、不同的用汽规律的生产用户的供热要求。

不同热用户的生产热负荷取决于各自的生产工艺、原料、产量和用汽设备的性能参数等。

有一些用户的用汽量波动幅度很大，其峰值的出现没有确定的规律，甚至启动和停机都有随机性；有一些用户对用汽参数要求非常严格，参数出限将影响到产品质量，造成重大经济损失。

因此在有多个生产热用户的复杂蒸汽供热系统中，保证蒸汽流量和用汽参数是一个关系到生产部门和供热行业的经济利益、服务质量和企业形象的重要问题。

蒸汽供热系统中，可采用以下办法来保证用户的用汽要求：1．利用锅炉自身的蓄热量产生自蒸发蒸汽以适应高峰负荷；2．适当调整锅炉燃烧控制装置，改变燃烧工况以适应高峰负荷；3．加装蒸汽蓄热器。

利用锅壳式锅炉水容量大的特点，借助其蓄热量以应付短时间高峰负荷和借助锅炉自控装置调整以应付较平缓的高峰负荷是可行的，但都要求运行操作人员具有较高水平的操作技能，并需要经常关注供汽情况以便及时处理可能出现的突发情况，综合比较，安装蒸汽蓄热器是最有效、合理的方法。

蒸汽储热的原理和应用1. 原理介绍蒸汽储热是一种能量储存和释放的技术，可以通过将热蒸汽储存在储热器中，以备后续使用。

储热器中的液体或固体可以释放储存的热量，被用作暖气、热水或发电等方面的应用。

2. 蒸汽储热的工作原理蒸汽储热的工作原理是利用蒸汽的高温高压属性，将能量转化为热量并储存起来。

当需要释放储存的能量时，储热器中的蒸汽被释放并传递给热交换器，进而转移给需要供热或发电的系统。

储热器的设计通常采用蓄热盐或石墨材料，这些材料能够在高温下储存热量。

当需要释放热能时，这些储热体通过热交换器与外部系统进行热能传递。

储热器的设计还包括适当的绝缘材料，以减少热量损失。

3. 蒸汽储热的应用3.1 家庭供暖系统蒸汽储热技术可以在夏季储存太阳能，冬季释放供暖所需的热量。

通过将太阳能转化为热能并储存起来，可以提供稳定持久的供暖。

3.2 工业生产过程某些工业生产过程需要大量的热能。

蒸汽储热可以帮助储存峰值产生的热量，并在需求高峰期间释放热能以满足生产要求。

3.3 发电系统蒸汽储热技术在发电系统中也有广泛应用。

通过储存多余的蒸汽能量，在需求高峰期间释放热能以维持连续的发电。

4. 蒸汽储热的优点4.1 能量储存蒸汽储热技术可以有效地储存大量的热量，并在需要时释放能量。

这种能量储存的灵活性使得蒸汽储热在各个领域具有广泛的应用。

4.2 提高能源利用率通过储存和利用多余的热能，蒸汽储热可以提高能源利用率。

这对于能源稀缺的地区尤为重要，能够减少能源浪费并降低能源成本。

4.3 环境友好蒸汽储热可以减少对化石燃料的需求，降低二氧化碳等温室气体的排放。

通过提高能源利用效率和采用可再生能源，蒸汽储热有助于减少对环境的负面影响。

5. 蒸汽储热的未来发展蒸汽储热作为一种可持续发展的热能储存技术，在未来具有广泛的发展潜力。

随着对清洁能源和能源利用效率要求的增加，蒸汽储热将逐渐得到更广泛的应用和研究。

未来蒸汽储热的发展方向包括提高储热器的效率和储能密度，减少能量损失，并改善储热材料的性能。

蒸汽蓄热器的原理及应用1. 引言蒸汽蓄热器是一种热交换设备，通过将蒸汽进行储存和释放，实现热能的回收和再利用。

在工业生产和能源利用中，蒸汽蓄热器发挥着重要的作用。

本文将介绍蒸汽蓄热器的原理和应用，以及其在各行业中的具体使用情况。

2. 蒸汽蓄热器的原理蒸汽蓄热器主要由蓄热器、蒸汽进出口、热媒进出口和排污出口等组成。

其工作原理如下：•蒸汽进入蓄热器：蒸汽通过蒸汽进口进入蓄热器内部。

•热媒循环：热媒通过热媒进口进入蓄热器，与蒸汽进行热交换，吸收蒸汽的热能。

•热媒储存：热媒在蓄热器内部储存蒸汽释放的热能。

•热媒释放：当需要使用热能时，热媒通过热媒出口释放储存的热能。

•蒸汽排污：蒸汽通过蒸汽出口排出蓄热器。

蒸汽蓄热器通过蒸汽和热媒之间的热交换，实现了热能的储存和释放。

蒸汽蓄热器具有高效、节能的特点，可以最大限度地利用蒸汽的热能。

3. 蒸汽蓄热器的应用蒸汽蓄热器广泛应用于以下行业和领域：3.1 工业生产在工业生产过程中，蒸汽蓄热器可以用于回收和利用工业废热，并将其转化为其他有用的能源。

例如，对于冶金、化工、纺织等行业，蒸汽蓄热器可以回收高温废气中的热能，用于加热、干燥、蒸发等工艺过程中的热能需求。

3.2 发电在发电过程中，蒸汽蓄热器可以作为发电机组的辅助设备，用于回收发电机组排放的废热，提高发电效率。

通过将废热转化为蒸汽的热能，再利用这部分热能进行热电联供或者发电，可以有效降低发电成本，提高能源利用效率。

3.3 制冷和空调蒸汽蓄热器还可用于冷却系统和空调系统中，通过回收冷却水或空调排放的废热，用于供暖或者热水供应。

这种利用蒸汽蓄热器的方式可以实现能源的再生利用，既减少了对环境的负担，又节约了能源资源。

4. 蒸汽蓄热器的优势和挑战蒸汽蓄热器具有如下优势：•高效节能：通过回收废热，最大限度地利用了能源资源。

•环保可持续：减少了对环境的负荷，符合可持续发展的要求。

•维护简便：蒸汽蓄热器的结构相对简单，维护和保养相对容易。

蒸汽蓄热器·产品类别：化工设备/压力容器/其它·型号：10~200立方·用途：广泛应用于石油、化工原料、金属冶炼厂、橡胶轮胎厂、纺织印染厂、化纤厂、制浆造纸厂、制糖厂、卷烟厂、酿酒（如啤酒厂等）、制药厂、食品加工厂、饮料厂、发泡胶厂、农林加工、火力发电厂及供热、医院、宾馆和大楼等各行各业。

·产品介绍：一、作用概述蒸汽蓄热器是一种新型节能产品，是以水为载热体间接储蓄蒸汽的压力容器，适用于汽负荷波动较大而要求压力较稳定的单位。

工业锅炉在低负荷、超负荷或是在急剧的变负荷的工况下运行，都会大大地降低其热效率，只有锅炉在额定蒸发量的工况附近稳定运行时效率才能达到最高。

采用蓄热器是保证锅炉稳定运行、增大锅炉供汽能力、节省固定投资、节省锅炉燃料消耗的最佳方法之一。

蒸汽蓄热器其作用是均衡锅炉出力恒定与供汽负荷瞬时波动之间的矛盾，可用锅炉保持在经济负荷下运行，并保持供汽压力稳定。

将蒸汽蓄热器并入锅炉供汽系统后即成为锅炉与用汽部门之间的热平衡库。

它以水为介质，储蓄热能，当锅炉供汽能力高于生产用汽负荷时，可把多余的蒸汽以高压水的形式自动储蓄在蓄热器内，当用汽负荷大于锅炉供汽能力时，蓄热器能自动送汽补充锅炉供汽的不足，从而能保持对用汽设备均衡供汽，而锅炉也可处于稳定工况下运行。

二、适用范围广泛应用于石油、化工原料、金属冶炼厂、橡胶轮胎厂、纺织印染厂、化纤厂、制浆造纸厂、制糖厂、卷烟厂、酿酒（如啤酒厂等）、制药厂、食品加工厂、饮料厂、发泡胶厂、农林加工、火力发电厂及供热、医院、宾馆和大楼等各行各业。

适用于下列四种情况：应用于用汽负荷波动较大的供热系统；应用于瞬时耗汽量极大的供热系统；应用于汽源间断供汽的或流量波动的供热系统；应用于需要蓄存蒸汽供随时需要的场合。

三、结构蒸汽蓄热器是一个卧式压力容器。

由蓄热器壳体，顶部集汽包、内部充热装置、固定支座和活动支座、水位计、压力表、安全阀、温度计等安全附件及外部保温层几部份组成。

热网蒸汽配套蒸汽蓄热器与工业蒸汽处理装置杭州瓦特节能工程有限公司一、为什需要蒸汽蓄热器：我们知道，在制程工艺中蒸汽的负载往往波动较大，蒸汽供应能力必须满足制程工艺的设计最大负载，但更多时间，蒸汽正常负载只有设计最大负载的几分之一，甚至十几分之一。

当使用电厂热网蒸汽时，为了满足最大负载，需要选择较大的蒸汽管道和计量装置。

相对蒸汽正常负载，这种设计和选型往往是过度的，造成蒸汽流量计的测量误差，影响客户的蒸汽费用。

蒸汽蓄热器是一种蓄能装置，用于蒸汽供应的峰谷平衡。

供汽能力按照正常负载选型，低负载时，蒸汽蓄热器蓄热；瞬时最大负载出现时，蓄热器前流量控制装置限制汽源最大供应能力，避免超出流量计上线的惩罚性付费。

而蒸汽蓄热器释放热量，补充蒸汽供应的空缺。

有长期微小流量需求时，可切断汽源，完全由蒸汽蓄热器供汽，避免蒸汽流量计超出最低流量限制造成的惩罚性付费。

在某些应用中，此种作用可节省全部30%的蒸汽费用。

二、制程工艺需要的蒸汽品质和工业蒸汽处理装置电厂蒸汽在产生和使用中主要考虑发电安全和效率，然后才是加热蒸汽的需求。

所以无论在锅炉炉水添加物、给水除氧水处理、蒸汽过热上都与普通自备锅炉蒸汽有一定区别。

首先电厂供应的热网蒸汽一般是热电厂发电以后的副产品，首先为了确保发电效率和安全，蒸汽的过热是必不可少的，有时过热度超过100℃。

蒸汽过热度是影响蒸汽加热和灭菌的一个重要因素，经常会被忽略。

饱和蒸汽灭菌原理是蒸汽遇冷产品凝结而释放出大量的潜热能，使产品的温度上升。

而过热蒸汽，其性质相当于干燥的空气，其本身的传热效率低下；另外一方面，过热蒸汽释放显热而温度下降没有达到饱和点时，不会发生冷凝，此时放出的热量非常小，使得热量传输达不到加热和灭菌要求。

此现象在过热3℃以上时即表现明显。

蒸汽过热还可导致物品快速老化。

所以过热蒸汽首先面临的就是减温减压。

瓦特蒸汽蓄热器在蓄热的同时，内设饱和装置，有效消除热网蒸汽的过热度，实现过热蒸汽的完全饱和。

科技成果——蒸汽蓄热器技术类别能效提高技术适用范围适用于汽负荷波动较大的供热系统，需要蓄存蒸汽供随时需用或者需回收蒸汽的场合，汽源间断供汽、流量波动较大和瞬时耗汽量极大的供热系统，以及余热蒸汽的移动利用。

成果简介蒸汽蓄热器是以饱和水为介质贮存热能的压力容器，其上部充满饱和蒸汽，下部盛有饱和水。

当压力降低时，部分饱和水汽化为蒸汽，水位下降，蓄热器向外放热：反之当压力升高时，部分蒸汽转化为饱和水，水位上升，蓄热器吸热。

即饱和水和蒸汽随着压力的变化而互相转化的同时蓄热器发出或吸收热量。

技术效果提高锅炉运行效率、节约燃料。

实践表明，使用蒸汽蓄热器，一般可节约燃料5-8%，甚至超过10%。

应用情况目前在安阳钢铁运行有200m3的蒸汽蓄热器，压力等级达5.4MPa，在宝钢、邯钢、天钢等钢铁行业运行有100台以上的蒸汽蓄热器。

湖南某有色冶炼厂的烟化炉使用蓄热器，即是把烟化炉后部的余热锅炉间断产生的蒸汽贮存变为连续的蒸汽输出，满足后部发电系统蒸汽连续供应。

河南金星啤酒公司采用蒸汽蓄热器，锅炉平稳运行，热效率提高了近6%，年节能2700吨标准煤。

哈尔滨啤酒公司20吨锅炉安装1台133m3的蒸汽蓄热器，实践表明，年节约原煤3470吨，年节约燃料达24.5%。

投资估算单套蒸汽蓄热器投资典型在100万元，项目投资根据规模大小在80到500万元之间，相对原工艺，新技术的运行维护费用可以忽略，典型技术寿命为20年以上。

投资回收期1.0-1.5年。

市场前景目前在国内各种工业锅炉蒸汽供热系统，系统流量和压力波动占比50%以上，锅炉跟着负荷跑，导致效率低；同时大量的钢铁转炉、有色冶金窑炉其高温烟气逐渐采用余热回收，其余热回收利用必须采用蒸汽蓄热器把间断蒸汽变为连续蒸汽，在本方向，使用率不超过20%；此外大量的公共机构如宾馆、酒店、学校等刚刚开始零星使用蒸汽蓄热器，该节能技术和产品有很大的市场空间。