过热蒸汽如何转换为饱和蒸汽
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过热蒸汽及饱和蒸汽还有减温减压系统介绍一、什么是过热过热蒸汽是指温度高于饱和温度的蒸汽。
例如:表压为3Bar g 的饱和蒸汽的温度为143.762℃,如果对其继续加热并维持压力不变,它将变成过热蒸汽,这额外的热量使蒸汽:1. 温度高于饱和温度;2. 比饱和蒸汽具有更多的热量;3. 比饱和蒸汽具有更大的比容;过热蒸汽主要用于电厂以驱动汽轮机来发电。
根据朗肯循环的原理,用过热蒸汽驱动汽轮机的热效率要远高于用饱和蒸汽。
二、过热蒸汽的优点:1. 湿蒸汽在汽轮机内会形成水滴,导致汽轮机叶轮冲蚀,同时增加了摩擦阻力,故只能使用过热蒸汽;2. 可以使用更高的的管道流速(最高至100m/s),这样可以减小蒸汽管网的尺寸;3. 对于连续运行的工厂,过热蒸汽意味着管道中没有冷凝水的形成,因此只需要在系统启动时进行疏水。
三、使用过热蒸汽的缺点:1. 虽然过热蒸汽包含了更多的热量,这种热量以三种形式存在:水的焓、蒸发焓(潜热)、过热焓,但大部分热量是蒸发焓,过热部分的热量仅占很小的一部分。
例如:在10Barg压力下温度为300℃的过热蒸汽,水的焓为=763KJ/Kg;蒸发焓为=2015KJ/Kg;过热焓为=274KJ/Kg。
2. 但使用过热蒸汽作为传热介质时,其传热系数是变化的,比较低且难于精确量化。
这样很难进行换热器的精确选型和控制。
同时与使用饱和蒸汽的设备相比其换热器更大、更昂贵。
3. 过热蒸汽一旦冷却到饱和蒸汽,其传热系数将会大幅度提高,并且蒸汽冷凝成水的过程中温度保持恒定不变,这样有助于换热设备的正确选型和控制。
由于使用饱和蒸汽的换热系数高,与过热蒸汽相比其换热设备会减小、便宜。
4. 某些过程(例如蒸馏罐)当使用过热蒸汽时效率会降低;5. 高温的过热蒸汽意味着所有使用的换热设备等级更高,因此更昂贵;6. 过热蒸汽的高温可能会损坏敏感的设备,比如密封件、法兰间的密封垫等;以上缺点表明过热蒸汽通常不适合用于一般的制程使用。
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果1. 引言在工业生产和能源利用中,蒸汽是一种重要的工质。
蒸汽的温度和压力对其在工业过程中的能量转换和传递起着至关重要的作用。
而过热蒸汽降温到饱和蒸汽的过程中,不仅能够保证设备的安全运行和可靠性,还能够实现节能效果。
本文将对过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果进行全面评估与探讨,并分享个人观点和理解。
2. 过热蒸汽与饱和蒸汽的区别及作用过热蒸汽是指在饱和蒸汽的基础上通过增加温度而获得的,具有较高温度和压力的蒸汽。
而饱和蒸汽是指在一定温度下,液体和蒸汽同时存在的状态。
相对于饱和蒸汽,过热蒸汽在工业生产中具有更高的能量和温度,有助于促进工艺过程的进行。
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的过程中,与节能密切相关。
通过降温过程,可以使蒸汽的温度降低到与实际工艺需求相匹配,避免了能量的浪费。
由于饱和蒸汽具有更高的液相比例,对于一些需要进行液相传热、质量传递的过程,饱和蒸汽优于过热蒸汽。
将过热蒸汽降温到饱和蒸汽,可以提高传热效率,实现能源的节约。
3. 过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果主要表现在以下几个方面:(1)能量回收:通过对过热蒸汽进行降温处理,可以将部分热能回收利用。
回收的热能可以用于其他工艺过程或设备,用以提供热能需求;另通过回收热能,可以减少能源消耗,实现节约并减少对环境的影响。
(2)传热效率提高:在一些传热过程中,饱和蒸汽相比过热蒸汽具有更高的传热系数和传热能力。
降低蒸汽温度到饱和状态,可以将过热蒸汽中的过热度转化为饱和蒸汽中的潜热,实现更高效的传热效果。
(3)设备安全性提高:过热蒸汽的高温高压对设备和管道的安全性提出了更高的要求。
而通过降温到饱和蒸汽,可以减小压力和温度的波动范围,降低对设备的应力和损坏风险,从而提高设备的安全性和可靠性。
4. 个人观点和理解从节约能源的角度来看,将过热蒸汽降温到饱和蒸汽是一种较为理想且有效的方法。
过热蒸汽转换为饱和蒸汽的例子过热蒸汽转换为饱和蒸汽是在蒸汽发生器或锅炉中常见的过程。
下面是一些通过过热蒸汽转换为饱和蒸汽的实际例子:1. 发电厂中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:在发电厂中,燃烧燃料产生的热能用来加热水,生成高温高压的过热蒸汽。
然后,过热蒸汽进入汽轮机中驱动发电机发电。
在汽轮机中,过热蒸汽的能量转换为机械能,驱动发电机旋转。
在发电机中,机械能转换为电能。
当过热蒸汽离开汽轮机后,通过冷凝器冷却,将其转换为饱和蒸汽,然后重新循环使用。
2. 工业生产中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:在化工、纺织、食品等工业生产过程中,常常需要使用蒸汽加热或进行物料处理。
过热蒸汽可以提供更高的温度和压力,以满足生产的需求。
在这些过程中,过热蒸汽通过换热器或直接加热的方式转移热量给物料。
在热交换的过程中,过热蒸汽的热量逐渐转移给物料,同时自身逐渐冷却,最终转换为饱和蒸汽。
3. 蒸汽动力机车中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽动力机车使用蒸汽驱动,过热蒸汽通过汽缸推动活塞运动,驱动机车运行。
过热蒸汽的能量转化为机械能,推动机车前进。
在过程中,过热蒸汽的能量逐渐转移给活塞和其他机械装置,同时冷却为饱和蒸汽。
4. 蒸汽加热器中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽加热器常用于加热热水系统或加热空气。
过热蒸汽通过蒸汽加热器传递热量给冷却的水或空气,过程中,过热蒸汽的温度逐渐降低,直到达到饱和蒸汽状态。
5. 蒸汽喷射器中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽喷射器是一种利用蒸汽的动能进行喷射、混合、加热和冷却的设备。
过热蒸汽通过蒸汽喷射器喷射出来,与其他介质混合后,其温度逐渐降低,最终达到饱和蒸汽状态。
6. 蒸汽喷嘴中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽喷嘴是一种利用蒸汽的动能进行喷射的装置。
过热蒸汽通过蒸汽喷嘴喷射出来,其温度逐渐降低,最终达到饱和蒸汽状态。
7. 蒸汽加热蒸馏器中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽加热蒸馏器常用于蒸馏过程中的物料加热。
过热蒸汽通过蒸汽加热蒸馏器传递热量给物料,过程中,过热蒸汽的热量逐渐转移给物料,同时自身逐渐冷却,最终转换为饱和蒸汽。
饱和水、饱和蒸汽和过热蒸汽的性质
1、饱和水:是工质水处在饱和状态,即这时水的温度是在其对应压力下的饱和温度,如10公斤/平方厘米(1Mpa)下水的饱和温度是179.88℃,则在这个压力下的水温度是179.88℃度则称其饱和水;【计算179.88℃饱和蒸汽对应的绝压为999.816kpa约1Mpa了】
2、饱和蒸汽:饱和水受热后产生的蒸汽称为饱和蒸汽。
值得说明的是压力不变的情况下饱和蒸汽的温度和饱和水的温度是一样的,从热力学的角度讲,水加热到饱和温度后并不能变成蒸汽,它还有吸收一定量的热,即汽化潜热后才能变成蒸汽,但在吸收这部分热量时蒸汽的温度并不升高,所以在温度上并体现不出来蒸汽在吸收热量。
‘潜’就是这个现象意思的诠注吧
3、过热蒸汽:是把饱和汽集中起来继续加热,在压力不变的状态下当其温度超过该压力下的饱和温度时,这种蒸汽称过热蒸汽。
性质;
①饱和水在压力不变的情况下,饱和水受热后将产生饱和蒸汽,其温度下降将使其压力下降,(外功降低)
②饱和蒸汽在吸热后达到一定程度后将变、成过热蒸汽,其温度下降将变成饱和水。
③过热蒸汽温度在一定范围内升高将增加其内能。
温度下降到一定程度后将变成饱和蒸汽。
饱和蒸汽与过热蒸汽的区别和联系当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。
如果用户是为了达到更精确的计量监控,建议都视为过热蒸汽,对温度和压力补偿,但考虑成本问题,客户也可以只对温度进行补偿。
理想的饱和蒸汽状态,指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系,知道其中一个,其他二个值就是定数。
存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽,否这都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际中过热蒸汽的温度可以较高,压力一般都相对较低(较饱和蒸汽),0.7MPa,200℃蒸汽就是这样,属过热蒸汽水在一定的压力下加热,水的温度随着不断加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾,这时候水的温度称为沸腾温度。
如在继续加热,水温保持不变,水即开始气化,而逐步变为蒸汽。
水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。
这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则沸腾温度也就越高;反之,压力小,则沸腾温度也低。
例如压力为0.10MPa(1atm)时,其饱和温度为99.09°C;压力为4.05MPa (40atm)时,其饱和温度为249.18°C;压力为10.13MPa(100atm)时,其饱和温度为309.53°C.以上可知,水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始气化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
过热蒸汽与饱和蒸汽当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。
如果用户是为了达到更精确的计量监控,建议都视为过热蒸汽,对温度和压力补偿,但考虑成本问题,客户也可以只对温度进行补偿。
理想的饱和蒸汽状态,指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系,知道其中一个,其他二个值就是定数。
存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽,否则都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际中过热蒸汽的温度可以较高,压力一般都相对较低(较饱和蒸汽),0.7MPa,200℃蒸汽就是这样,属过热蒸汽!水在一定的压力下加热,水的温度随着不断加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾,这时候水的温度称为沸腾温度。
如在继续加热,水温保持不变,水即开始气化,而逐步变为蒸汽。
水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。
这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则沸腾温度也就越高;反之,压力小,则沸腾温度也低。
例如压力为0.10MPa(1atm)时,其饱和温度为99.09°C;压力为4.05MPa(40atm)时,其饱和温度为249.18°C;压力为10.13MPa (100atm)时,其饱和温度为309.53°C.以上可知,水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始气化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
过热蒸汽及饱和蒸汽还有减温减压系统介绍【1】一、什么是过热过热蒸汽是指温度高于饱和温度的蒸汽。
例如:表压为3Bar g 的饱和蒸汽的温度为143.762℃,如果对其继续加热并维持压力不变,它将变成过热蒸汽,这额外的热量使蒸汽:1. 温度高于饱和温度;2. 比饱和蒸汽具有更多的热量;3. 比饱和蒸汽具有更大的比容;过热蒸汽主要用于电厂以驱动汽轮机来发电。
根据朗肯循环的原理,用过热蒸汽驱动汽轮机的热效率要远高于用饱和蒸汽。
二、过热蒸汽的优点:1. 湿蒸汽在汽轮机内会形成水滴,导致汽轮机叶轮冲蚀,同时增加了摩擦阻力,故只能使用过热蒸汽;2. 可以使用更高的的管道流速(最高至100m/s),这样可以减小蒸汽管网的尺寸;3. 对于连续运行的工厂,过热蒸汽意味着管道中没有冷凝水的形成,因此只需要在系统启动时进行疏水。
三、使用过热蒸汽的缺点:1. 虽然过热蒸汽包含了更多的热量,这种热量以三种形式存在:水的焓、蒸发焓(潜热)、过热焓,但大部分热量是蒸发焓,过热部分的热量仅占很小的一部分。
例如:在10Barg压力下温度为300℃的过热蒸汽,水的焓为=763KJ/Kg;蒸发焓为=2015KJ/Kg;过热焓为=274KJ/Kg。
2. 但使用过热蒸汽作为传热介质时,其传热系数是变化的,比较低且难于精确量化。
这样很难进行换热器的精确选型和控制。
同时与使用饱和蒸汽的设备相比其换热器更大、更昂贵。
3. 过热蒸汽一旦冷却到饱和蒸汽,其传热系数将会大幅度提高,并且蒸汽冷凝成水的过程中温度保持恒定不变,这样有助于换热设备的正确选型和控制。
由于使用饱和蒸汽的换热系数高,与过热蒸汽相比其换热设备会减小、便宜。
4. 某些过程(例如蒸馏罐)当使用过热蒸汽时效率会降低;5. 高温的过热蒸汽意味着所有使用的换热设备等级更高,因此更昂贵;6. 过热蒸汽的高温可能会损坏敏感的设备,比如密封件、法兰间的密封垫等;以上缺点表明过热蒸汽通常不适合用于一般的制程使用。
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果1.引言过热蒸汽是指其温度高于其饱和蒸汽温度的蒸汽。
在工业生产中,常常会遇到需要将过热蒸汽降温到饱和蒸汽的情况,这不仅可以满足生产工艺的需要,还具有节能效果。
本文将从深度和广度两个方面探讨过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果。
2.深度探讨2.1 过热蒸汽降温原理过热蒸汽降温到饱和蒸汽的过程是利用热交换原理,通过在过热蒸汽中加入冷水或者在介质中进行热交换,使其温度下降到饱和状态。
这个过程需要考虑热力学原理和物质传递的规律,是一个复杂的传热过程。
2.2 节能效果分析过热蒸汽降温到饱和蒸汽的过程中,由于过热蒸汽的温度高于饱和蒸汽,在降温过程中会释放出大量的热量。
这些热量可以通过热交换器回收利用,用来加热其他介质或者提供生产所需的热量,从而达到节能的效果。
降温后的饱和蒸汽在生产中使用时也更容易控制温度,提高了生产效率,减少了能源的浪费。
3.广度探讨3.1 过热蒸汽降温到饱和蒸汽的应用领域过热蒸汽降温到饱和蒸汽的技术在化工、电力、制药等多个领域得到了广泛应用。
在发电厂中,过热蒸汽通过汽轮机驱动发电机工作,然后通过热交换器将其降温为饱和蒸汽,再经过冷凝器冷凝成液态水再经泵送至锅炉进行循环使用。
在化工生产中,过热蒸汽的使用也是十分普遍的,过热蒸汽的降温对于不同的化工生产也有着各自不同的应用。
3.2 可持续发展和环保意义过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果对于可持续发展和环保具有重要意义。
随着全球能源和环境问题的日益突出,节约能源、减少排放已成为各行各业的共识。
过热蒸汽降温到饱和蒸汽的技术正是符合这一发展趋势的一种节能减排技术,在促进工业生产的也为环境保护贡献了一份力量。
4.总结和回顾性内容过热蒸汽降温到饱和蒸汽的节能效果不仅在热力学和能源利用方面有着重要意义,同时也在工业生产、可持续发展和环保等方面发挥着重要的作用。
在今后的工业生产和能源利用中,我们应当更加重视这一技术的应用,并不断推进其在不同领域的应用研究,为实现能源节约和环境保护做出更大的贡献。
为什么在造纸机烘干部不应该采用过热蒸汽为热媒厂区或电厂的热力管网输送过热蒸汽主要为了防止蒸汽在输送过程中产生蒸汽冷凝水,造成蒸汽在输送过程中产生水击现象。
而造纸机干燥部供热不应该采用过热蒸汽,必须设臵过热蒸汽减温器,原因如下:1、采用过热蒸汽,造成烘缸传热强度降低纸机烘缸应该采用饱和蒸汽,纯饱和蒸汽对清洁金属的传热系数相当大,属于水蒸汽的膜状凝结及少量的珠状凝结。
请见下表中序号1和2。
而过热蒸汽的放热系数α值远低于饱和蒸汽的放热系数α值,尽管在从过热蒸汽降温至饱和蒸汽阶段,过热蒸汽传热温差较大,但是其放热系数α值同饱和蒸汽相比相差极大,致使烘缸传热强度降低。
2、过热蒸汽的传热属于气体传热。
纯过热蒸汽的放热相当于热气体在烘缸内没有相态转变的流体传热,其放热系数α值很低,请见下表中的序号3。
各种气体放热时的特点,可以参见下表。
(1kcal=4.187KJ)过热蒸汽在其温度没有降低至饱和蒸汽温度前,属于不凝性气体。
实验及生产运行数据证明,当蒸汽夹带着不凝性气体时,蒸汽的放热系数a值迅速下降,如含有2%的不凝性气体,放热系数仅为纯饱和蒸汽放热系数的25%。
3、过热蒸汽温度高,还会造成烘缸局部表面温度高,影响产品质量。
阀门、垫片、管件容易损坏,增加了漏汽点和泄漏量,也影响烘缸汽头的安全运行,增加检修工作量。
4、过热蒸汽在蒸汽减温器中,采用干燥部烘缸排出的蒸汽冷凝水进行过热蒸汽减温,利用过热蒸汽的过热焓值,使蒸汽冷凝水汽化成饱和蒸汽,同时,过热蒸汽转换成饱和蒸汽,实现了热能的合理转换和使用。
综上分析,造纸机干燥部应该采用饱和蒸汽,不应该采用过热蒸汽做为热媒。
目前国内、外较大型造纸机和石油化工在热力系统设计中十分重视这个问题,如外网供给过热蒸汽均在车间入口或装臵内设臵过热蒸汽减温器,以保证采用饱和蒸汽进入造纸机烘缸。
我们专门研究制造各种类型的过热蒸汽减温器。
过热蒸汽饱和蒸汽过热蒸汽和饱和蒸汽是热力系统中常见的两种状态。
它们在热力工程中有着重要的应用,对于理解和运用热力学原理具有重要意义。
我们来了解一下过热蒸汽。
过热蒸汽是指蒸汽温度高于其对应饱和温度的蒸汽。
在热力系统中,蒸汽通常是通过加热水来产生的。
当水被加热至其饱和温度时,开始产生蒸汽,这时的蒸汽被称为饱和蒸汽。
如果我们继续加热饱和蒸汽,使其温度继续升高,那么蒸汽就会进入过热状态。
为了更好地理解过热蒸汽和饱和蒸汽的区别,我们可以通过一个简单的实例来说明。
假设有一锅水,我们将其加热至100摄氏度,这时水开始沸腾产生蒸汽,这个蒸汽就是饱和蒸汽。
如果我们继续加热水,并将温度提高到120摄氏度,那么产生的蒸汽就是过热蒸汽。
可以看出,过热蒸汽相比饱和蒸汽具有更高的温度。
那么,为什么会有过热蒸汽的存在呢?这是因为在实际的热力系统中,我们需要利用蒸汽传递热量,而过热蒸汽比饱和蒸汽具有更高的热能。
过热蒸汽可以有效地提高热力系统的热效率,使得能源的利用更加充分。
因此,在很多工业领域,如发电厂、石化厂等,都需要使用过热蒸汽来驱动涡轮机进行发电或推动设备运转。
在热力系统中,过热蒸汽的温度通常是通过调节供热设备的燃料或调节供热介质的流量来控制的。
当需要提高蒸汽的温度时,我们可以增加燃料的燃烧量或增加供热介质的流量,从而使蒸汽进一步过热。
当需要降低蒸汽的温度时,我们可以减少燃料的燃烧量或减少供热介质的流量。
过热蒸汽在热力系统中的应用非常广泛。
例如,在发电厂中,过热蒸汽通过驱动涡轮机来产生电能。
在石化厂中,过热蒸汽可以用作驱动设备或进行化学反应。
在加热系统中,过热蒸汽可以提供高温的热能,用于加热流体或加热设备。
在工业生产中,过热蒸汽还可以用作干燥、灭菌等工艺过程。
可以说,过热蒸汽是现代工业生产中不可或缺的重要能源。
饱和蒸汽作为过热蒸汽的前身,其在热力系统中同样具有重要作用。
饱和蒸汽通常是通过锅炉或其他加热设备产生的。
在锅炉中,水被加热至其饱和温度时,开始产生饱和蒸汽。
过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换目前,随着国家能源及环保政策越来越高的要求,热电中心、集中供热已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。
一般制程用汽设备均要求使用饱和蒸汽,而供热中心提供的往往是高压高温的过热蒸汽,那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同,是否可以直接用于制程换热呢?
一、什么是过热蒸汽?
当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时,称为过热蒸汽,如0.8mpa时,蒸汽饱和温度为174℃,在这个压力下,温度超过174℃的蒸汽就是过热蒸汽。
过热蒸汽可以通过两个方法获得:1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热;2.干饱和蒸汽减压。
过热蒸汽与饱和蒸汽相比,具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。
在实际应用中,过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。
根据Carmot和Rankine气体循环原理,用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率,并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。
蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动,同时带动发电机转子旋转,这一过程消耗大量能量。
如果是饱和蒸汽,能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。
这不仅会造成水锤现象,同时水滴还会充蚀叶轮。
另外,过热蒸汽能以更高的流速输送,通过管道和喷嘴,因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。
二、过热蒸汽不能直接用于制程换热
虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值,但并不适用于制程换热。
如果过热蒸汽直接用于制程换热,在换热器内,过热蒸汽温度首先降至饱和温度,再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。
虽然过热蒸汽温度过高,具有比饱和蒸汽更多的热量,但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。
例如:
6 公斤175℃的过热蒸汽,其比焓认为是1.186KJ/Kg℃.过热蒸
汽在冷凝前必须冷却到饱和温度6公斤165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为:
1Kg×1.186KJ/Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ
而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ/Kg.
显然,在制程换热应用中,过热蒸汽的过热热焓很小。
不仅如此,更高的过热蒸汽还会在换热面上形成温度梯度,产生热应力,使设备容易损坏。
(我们总部的热交换器频繁的因内漏而更换与此有很大的关系)
况且,在换热过程中过热蒸汽换热系数低,而且是变化的,很难精确计量,这使得换热设备很难选型和控制。
换热器使用过热蒸汽时换热面更多、设备更大。
另外过热蒸汽更高的温度,意味着换热设备更高的设计参数,更高的制造费用。
综上所述,过热蒸汽决不能直接用于制程换热,而必须经过减温后再用于制程换热。
三、如何将过热蒸汽转化为饱和蒸汽?
在我国各地的工业开发区内大都采用热电联产的方式为企业提供蒸汽动力,即利用热电联产的发电过程中部分已做过工的过热蒸汽作为
下游各种工艺制程和蒸汽使用设备的蒸汽源。
因此热电厂提供给开发区热网的是压力和温度较高的过热蒸汽,而一般工厂的工艺制程和用汽设备,如各种换热器,蒸煮浓缩等加热装置,以及空调制冷等大部分均要求使用饱和蒸汽,这就要求应用减温器以实现过热蒸汽到饱和蒸汽的转换。
1、减温减压装置的工作原理
当热电厂供应的高温高压过热蒸汽输送到各用气点后,必须先进入减压减温置,将过热蒸汽的压力和温度降至接近所要求的饱和状态(一般接近饱和温度3-5℃)后再送到制程换热设备使用。
有两种最基本的减温器类型
1.1非接触式
冷却蒸汽的介质不和被冷却的过热蒸汽直接接触。
较冷的液体、气体、和蒸汽均可以用作冷却介质。
周围空气也可用作冷却介质。
这种类型的减温器如同管壳式换热器。
过热蒸汽进入换热器的一侧,冷却介质进入换热器的另一侧。
当过热蒸汽经过换热器,热量从过热蒸汽传递给冷却介质。
采集换热器出口蒸汽的温度进行控制,可以调节:进口过热蒸汽的流量或者冷却介质的流量。
1.2直接接触式
用来冷却蒸汽的介质(通常为水)直接和过热蒸汽混合,如下图的文丘利型减温器和直接喷射性减温减压系统。
过热蒸汽首先减压后进入减温器,冷却水直接与过热蒸汽混合,吸收过热蒸汽的热量并蒸发成蒸汽,而过热蒸汽则被冷却。
一定量的冷却水通过减温器内部的雾化和混合装置被加入。
加入冷却水量的控制是通过减温器下游的蒸汽温度来实现的,减温器的出口设定温度通常高于饱和温度3℃.通常冷却水能完全蒸发,所以能产生干燥的蒸汽,这样可以避免下游管道和设备的损坏及冲蚀。
所有的直接接触式减温器都必须将打入的水打碎成小水滴,以
增加水的表面积/体积比。
水的表面积/体积比越大,水滴的蒸发速度越快,蒸汽降温越快。
产生小水滴的过程通常称为“雾化”。
喷入减温水的雾化质量的好坏,将直接影响减温系统的控制性能。
不同类型的减温器采用不同的减温水雾化方法。
用于冷却的水源通常选择:锅炉补给水,脱矿水,去离子水,凝结水。
城市用自来水或制程用水也可能使用,但取决于给水的硬度,水垢可能会积聚在减温器冷却水喷口内部或减温器下游管道的内壁表面。
通常冷却水的温度越高越好。
这是因为热水滴比冷水滴吸收较少的热量达到蒸发温度,因此蒸发快,从而产生更加高效的减温效果。
使用热水也减少水滴跌落到管道内壁的量,因此应该对给水管道进行保温。
以下是典型的减温减压站示意图:
方便面制程工艺要求使用用饱和蒸汽,与过热蒸汽相比有以下优点:
1.可以避免因产生的温度梯度对换热设备和承压管道造成的冲
蚀和损坏;同时减少水锤现象;
2.可以提高面带的蒸煮效果达到理想的糊化度,从而提高面条的
复水性、筋力和爽滑性;
3.还可以降低面饼的脂肪含量,降低生产成本。
2012年3月28日。