蒸汽基础讲座.pptx

2023/4/22 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 统第1页/共48页2023/4/22 什 么 是 蒸 汽?焓 kJ/kg 表 压 bar g 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第2页/共48页2023/4/22 蒸 汽 的 p-v 图pv 等 温 线.临 界 点饱 和 水曲 线 饱 和 蒸 汽 曲 线 蒸 发 区T2T1T2T1 过 热 区第3页/共48页2023/4/22 温 度 压 力 曲 线 压 力(bar g)温 度(oC)第4页/共48页2023/4/22 比 容 压 力 图 压 力(bar g)比 容(m3/kg)第5页/共48页2023/4/22过 热 蒸 汽过 热 蒸 汽 很 少 被 用 作 传 热 介 质。6 bar g 175 oC 的 过 热 蒸 汽 在 冷 凝 前 必 须 冷 却 到 饱 和 温 度 6 bar g(165 oC)。过 热 蒸 汽 的 比 热 为 1.186 kJ/kg。1 kg 的 蒸 汽 冷 却 到 饱 和 温 度 165 oC 会 释 放 出：=1 kg x 1.186 kJ/kg x 10 oC=11.86 kJ这 和 1 kg 干 饱 和 蒸 汽 冷 凝 释 放 出 的 能 量 2066 kJ 相 比 是 很 小 的。第6页/共48页2023/4/22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 能第7页/共48页2023/4/22 蒸 发 潜 热 kJ/kg(hfg)表 压 bar g 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 汽第8页/共48页2023/4/22 有 多 少 二 次 蒸 汽 7 bar 饱 和 水 的 焓 值=721.4 kJ/kg 0 bar 饱 和 水 的 焓 值=419.0 kJ/kg 过 剩=302.4 kJ/kg 0 bar 时 的 蒸 发 潜 热=2257 kJ/kg 二 次 蒸 汽 比 例=302.4 2257=0.134 kg/kg 冷 凝 水第9页/共48页2023/4/22 蒸 汽 应 该 是 高 品 质 的 为 了 系 统 的 安 全,减 少 维 护 和 设 备 的 最 大 出 力,蒸 汽 应 该 具 有:正 确 的 压 力 和 温 度 干 燥 不 能 含 有 水 分 干 净 污 垢 和 其 它 固 体 物 质 积 聚 在 换 热 面 会 增 加 热 阻 不 能 含 有 空 气 空 气 热 阻 很 大，减 少 传 热 第10页/共48页2023/4/22 金 属 墙 污 垢 层 蒸 汽 空 气 膜 迟 滞 水 层 冷 凝 水 膜 减 小 传 热 效 率 的 各 热 阻 层 被 加 热 的 水第11页/共48页2023/4/22 冠 状 阀 汽 水 分 离 器 至 用 汽 设 备 疏 水 阀 组 蒸 汽 携 带 水 分 蒸 汽 中 携 带 水 分 则：水 锤 减 低 设 备 的 出 力 减 低 蒸 汽 的 含 热 量，增 加 蒸 汽 耗 量 污 染 系 统 及 其 设 备 增 加 锅 炉 的 燃 料第12页/共48页2023/4/22 湿 蒸 汽 增 加 蒸 汽 耗 量 实 例:一 蒸 汽 加 热 器 组,需 要 输 出 热 量300 Kw，蒸 汽 压 力 为 7 Bar g。7 bar g 蒸 汽 的 潜 热 能 为 2047 KJ/kg,蒸 汽 负 载 为 300/20470.147 kg/s.如 蒸 汽 干 度 为 0.92(这 在 国 内 很 常 见),则 每Kg 蒸 汽 的 可 供 潜 热 能 为 2047 X 0.92=1883 KJ/kg,则 蒸 汽 耗 量 为 300/18830.159 kg/s。和 前 者 相 比 增 加 了 8.2%.这 意 味 着:1)锅 炉 的 补 给 水 增 加 8.2%，2)冷 凝 水 增 加 了 8.2%,3)锅 炉 的 燃 料 耗 量 增 加 了 8.2%.第13页/共48页2023/4/22 1)蒸 汽 负 载 的 变 化2)锅 炉 运 行 压 力 过 低3)锅 炉 的 TDS(含 盐 量)控 制 不 当4)不 合 适 的 液 位 控 制5)蒸 汽 输 送 管 道 的 保 温 不 当,蒸 汽 分 配 系 统 没 有 安 装 疏 水 阀.产 生 湿 蒸 汽 的 原 因第14页/共48页2023/4/22 何 处 安 装 汽 水 分 离 器?流 向 汽 水 分 离 器1.锅 炉 出 口2.用 汽 设 备 的 进 口3.减 压 阀 和 流 量 计 的 进 口第15页/共48页2023/4/22清 洁杂 质 来 源锅 炉 水 的 固 体 携 带 杂 质管 道 水 垢焊 渣法 兰 或 螺 纹 不 正 确 的 连 接 引 起 的 杂 质 解 决 方 法:在 蒸 汽 系 统 中 强 烈 建 议 使 用40 目 过 滤 器第16页/共48页2023/4/22 蒸 汽 中 含 有 空 气 的 危 害 产 生 热 阻,影 响 传 热(1mm 空 气=13m 铜)产 品 加 热 不 均 匀,产 生 废 品 容 易 产 生 腐 蚀 蒸 汽 压 力 表 产 生 误 导第17页/共48页2023/4/22道 尔 顿 分 压 定 律 道 尔 顿 分 压 原 理 指：混 合 气 体 的 总 压 等 于 各 组 成 气 体 的 分 压 总 和。每 一 组 成 气 体 都 单 独 的 占 据 整 个 空 间 并 有 各 自 的 压 力，同 时 各 气 体 的 性 质 不 变.每 一 种 气 体 的 压 力 称 为 分 压 力对 于 蒸 汽 和 空 气 的 混 合 物：混 合 物 压 力=蒸 汽 的 分 压 力+空 气 的 分 压 力第18页/共48页2023/4/22道 尔 顿 分 压 定 律 实 例 如 果 蒸 汽 和 空 气 的 混 合 气 体 的 总 压 力 为 1 bar g(2 bar abs)，并 且 混 合 物 的 组 成 为 3 份 蒸 汽 和 1 份 空 气，这 样：空 气 分 压 力 =0.25 x 2 Bar Abs=0.5 bar abs蒸 汽 分 压 力=0.75 x 2 Bar Abs=1.5 bar abs由 蒸 汽 表：1.5 Bar Abs(0.5 bar g)的 蒸 汽 温 度 为 111.6 oC.而 根 据 压 力 表 的 指 示，1 bar g 的 蒸 汽 压 力 应 该 为 120 oC。因 此 虽 然 压 力 表 的 读 数 为 1 bar g，实 际 使 用 的 是 蒸 汽/空 气 的 混 合 物，蒸 汽 压 力 只 有 0.5 bar g。这 样，如 果 设 备 需 要 1 bar g 的 蒸 汽 以 达 到 它 的 额 定 输 出，那 么 此 时 肯 定 无 法 达 到。第19页/共48页2023/4/22空 气 和 不 凝 性 气 体 的 来 源锅 炉 停 机 后，产 生 真 空 吸 入 空 气锅 炉 给 水 带 入补 给 水 和 冷 凝 水 暴 露 在 大 气 中 吸 入 空 气第20页/共48页2023/4/22去 除 水 中 的 空 气有 两 种 除 氧 方 法:化 学 除 氧热 力 除 氧第21页/共48页2023/4/22 给 水 系 统 除 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 制排气口 除 氧 头第22页/共48页2023/4/22 热 静 力 排 空 气 阀全 316L 不 锈 钢 密 封 结 构,耐 腐 蚀 性 强 无 石 棉 垫 圈 可 选 黄 铜 或 不 锈 钢 材 质 锻 造 的 阀 体 和 阀 盖，结 实、使 用 寿 命 长 内 置 不 锈 钢 过 滤 网高 科 技、高 品 质 具 有 专 利 权 的 密 封 囊AV21第23页/共48页2023/4/22典型应用典型应用典型应用典型应用蒸釜煮锅蒸汽排空排空排空蒸汽第24页/共48页2023/4/22 空 气 和 水 膜 对 传 热 影 响 的 实 例蒸 汽 压 力 1.0 bar g水被加热到 99 oC121 oC空气膜冷凝水膜金属加热表面水膜蒸汽压力 0.6 bar g水被加热到 99 oC116 oC空气膜冷凝水膜金属加热面水膜第25页/共48页2023/4/22 正 确 的 蒸 汽 分 配 系 统 应 该1 高 压 输 送2 正 确 选 择 管 道 口 径3 为 了 避 免 水 锤 和 冷 凝 水 达 到 用 汽 点:在在 以以 下下 点点 进进 行行 疏疏 水水:在在 蒸蒸 汽汽 管管 道道 的的 每每 一一 低低 点点;每每 隔隔 30-50 30-50 米米 之之 间间;在在 主主 管管 和和 分分 支支 管管 道道 的的 末末 端端;在在 可可 能能 关关 闭闭 的的 阀阀 门门 以以 前前 在在 流流 动动 方方 向向,管管 道道 应应 该该 有有 一一 定定 的的 坡坡 度度 排排 水水 点点 的的 集集 水水 罐罐 应应 正正 确确 选选 型型 使使 用用 偏偏 心心 缩缩 小小 管管,不不 要要 安安 装装 同同 心心 缩缩 小小 管管 蒸蒸 汽汽 支支 管管 应应 该该 从从 主主 管管 的的 上上 方方 取取 蒸蒸 汽汽 过过 滤滤 器器 应应 安安 装装 在在 侧侧 面面 汽汽 水水 分分 离离 器器 应应 该该 在在 锅锅 炉炉 房房,蒸蒸 汽汽 设设 备备 的的 进进 口口,减减 压压 阀阀 和和 其其 它它 控控 制制 阀阀 以以 及及 流流 量量 计计 的的 前前 面面 安安 装装4 所 有 蒸 汽 主 管 应 有 效 保 温第26页/共48页2023/4/22 高 压 输 送 蒸 汽 高 压 输 送 的 优 点:蒸 汽 管 道 口 径 小,热 损 失 少.蒸 汽 管 道 费 用 低,支 撑 费 用 少,人 工 费 用 降 低.管 道 的 隔 热 费 用 低.通 过 减 压 在 使 用 点 可 以 获 得 更 加 干 燥 的 蒸 汽.锅 炉 操 作 在 高 压 更 容 易 达 到 最 佳 运 行 状 态,运 行 效 率 高.锅 炉 的 蓄 热 能 力 增 加,容 易 处 理 负 载 的 变 化,减 少 汽 水 共 腾 和 携 带 的 可 能 性.第27页/共48页2023/4/22低压使用蒸汽的优点压力降低可以提供蒸汽中更大比例的潜热减少冷凝水所含热量，减少二次蒸汽经过减压后蒸汽具有更高的干燥度第28页/共48页2023/4/22 减 压 站第29页/共48页2023/4/22 管 道 选 型 费 用 增 加 热 损 失 增 加 形 成 的 冷 凝 水 增 加 蒸 汽 使 用 点 压 力 下 降 没 有 足 够 的 蒸 汽 量 容 易 产 生 水 锤 和 冲 蚀第30页/共48页2023/4/22 蒸 汽 管 道 口 径 选 型 图 (kg/h)第31页/共48页2023/4/22 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 水第32页/共48页2023/4/22 长 距 离 管 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 向第33页/共48页2023/4/22 蒸 汽 管 道 向 上 布 置 增 大 管 道 直 径，减 低 流 速 至 15 m/s 蒸 汽 流 速 最 高 可至40 m/s30-50m15 m30-50m第34页/共48页2023/4/22 无 效 和 正 确 的 疏 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 确第35页/共48页2023/4/22 蒸 汽 管 道 的 缩 小 冷 凝 水CorrectIncorrect 蒸 汽 蒸 汽 冷 凝 水第36页/共48页2023/4/22 分 支 管 的 连 接 正 确 不 正 确 蒸 汽 蒸 汽 冷 凝 水第37页/共48页2023/4/22 下 降 管 控 制 阀 疏 水 阀 组 主 蒸 汽 管第38页/共48页2023/4/22 过 滤 器 过 滤 器 控 制 阀第39页/共48页2023/4/22 汽 水 分 离 器 流 向 汽 水 分 离 器第40页/共48页2023/4/22 排 除 空 气Steam Main 热 动 力 疏 水 阀 空 气 蒸 汽 排 空 气 阀第41页/共48页2023/4/22 主 蒸 汽 管 疏 水 阀第42页/共48页2023/4/22 起 机 负 载/运 行 负 载(kg 每 50 m 主 蒸 汽 管)斜 体 表 示 运 行 负 载 环 境 温 度 为 200C,保 温 效 率 为 80%第43页/共48页2023/4/22 蒸 汽 疏 水 阀 型 号 热 动 力 浮 球，带 热 静 力 排 空 倒 吊 桶 热 静 力第44页/共48页2023/4/22 蒸 汽 疏 水 阀第45页/共48页2023/4/22 光 管 的 热 损 失第46页/共48页2023/4/22 实 例:光 管 的 热 损 失 输 送 蒸 汽 压 力:10 bar a 温 度:180C 蒸 汽 输 送 质 量:3000 kg/h 管 道 口 径:DN100 管 道 长 度:100 米 环 境 温 度:20 C 热 损 失:1016 W/m 蒸 汽 潜 热:2000 kJ/kg,蒸 汽 冷 凝 率:1.016 X 3600/2000=1.83 Kg/m.h100 米 常 的 冷 凝 总 量:183 Kg/h，蒸 汽 损 失 百 分 比:183/3000=6.1%第47页/共48页2023/4/22感谢您的观看！第48页/共48页