蒸汽知识与资源

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1.5 蒸汽品质
发布时间:2016-8-15 10:55:43

在实际应用中,送到用汽点的蒸汽应该是具备如下特性的高品质蒸汽:

合适的压力和温度

足够的蒸汽流量

干燥,没有水分

干净,没有杂质

没有空气和其他不凝性气体


1、 合适的压力和温度:为了保证工艺要求的温度,每一个工业制程,每一个设备都对蒸汽压力有严格的规定限制,若超压,可能损坏设备;若压力不够,可能无法达到工艺要求的温度和生产效率。

2、 足够的蒸汽流量:必须计算各个制程所需要的蒸汽流量,考虑合理的安全系数,然后选择正确的管道和相应阀门,这样才能保证蒸汽量。

3、 干燥,没有水分:从下面两方面说明

A、蒸汽的干度,定义:每千克湿饱和蒸汽中含有干饱和蒸汽的质量百分数。

在一定压力下的沸腾点温度产生的蒸汽称为干饱和蒸汽,此时干度为1。但实际应用中很难产生100%的干蒸汽,通常都带有一定量的水滴。如果蒸汽中含有10%质量的水分,则蒸汽为90%的干度,即蒸汽干度为0.9。因此实际的湿蒸汽蒸发焓不是蒸汽表上所显示的hfg,而为干度xhfg的乘积:

实际蒸发焓 = 蒸发焓 x 干度 

B、汽水分离器的分离效率:用被分离出的水的重量占整个蒸汽中所含的水的重量的比例来度量,但在实际应用中很难确定分离器的准确效率,这由蒸汽的干度、流动速度和流动方式共同决定。

一般通过观察汽水分离器后管道是否出现腐蚀、抽丝和水锤等现象,若有,就说明管道中还是湿蒸汽,分离效果不明显。

举例:

如果汽水分离器的效率为98%,上游蒸汽的干度为0.90,请问下游蒸汽的干度?

答案如果蒸汽干度为0.90,那么1000g中含水为:

1-0.90)×1000g =100g

由于汽水分离器的效率为98%,去除了0.98 x100g=98g的水。意味着蒸汽干度变为:1-【(100-98/1000=0.998这样,我们完全可以认为是得到了干蒸汽。

再计算一下热效率:

由上面看出,上游蒸汽的干度为0.90,那么1KG蒸汽中实际有效的蒸汽只有1*0.9=0.9KG

经过汽水分离器后,下游蒸汽的干度增大为0.998,那么这1KG蒸汽中实际有效的蒸汽就有1*0.998=0.998KG

也就是说蒸汽热效率提高了【(0.998-0.9/0.9*100%=10.89%,对于蒸汽系统,节能10.89%是非常可观的!

C、湿蒸汽中水分主要来源于:

1)不正确的锅炉水处理和短时间的峰值负荷会引起汽水共腾,锅炉水会被携带进入蒸汽主管。

2)蒸汽离开锅炉后,由于管道的散热损失,部分蒸汽会冷凝。即使管道的保温再好,该过程也

无法完全避免。

基于以上这些原因,蒸汽达到用汽点会相对较湿。

因此,为了保证蒸汽干度,最佳方案是使用汽水分离器!


4、 干净,没有杂质

    蒸汽管道内总有可能存在杂质,任何工厂都无法避免。常见的杂质有:铁锈、钙化物、焊渣、破碎的垫片和滤网、石墨、油污等等

   因此必须在关的阀门,如疏水阀、减压阀、控制阀、流量计等前端加装过滤器,并且需要定期清理。

 

5、没有空气和其他不凝性气体

A、蒸汽管道和设备起动时会有空气,因为每次系统停机时内部的蒸汽会冷凝,冷凝后随之产生的真空会吸入空气。

B、在生产过程中,会产生热空气:当蒸汽进入系统时,它会推动空气到达排放点或离蒸汽最远的末端,而且把空气加热了。

因此在排放点安装的疏水阀应该具有足够的排空气能力,在管道的末端应该安装自动排空气阀,确保及时把空气排干净,关于《排空气的作用》详见后续8.4

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