《蒸汽基本知识》PPT课件.ppt
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1、如何提高蒸汽品质和蒸汽输送系统,什么是蒸汽?,蒸汽就是把锅炉中的水,通过加热而产生的一种透明气体。在一定压力下,用足够的,蒸汽汽泡,水壶内的蒸汽空间,凝结的蒸汽,能量才能把水温升到沸点。然后再增加的能量把水转化为蒸汽,并不能升高水温。蒸汽是一种高效、易控制的加热介质。把沸水变成蒸汽,要增加额外的热量。这些热量并没有损失掉,而是储存在蒸汽中随时准备释放出来,用于加热或换热。把沸水变成蒸汽所需要的热叫蒸发热或者潜热。,蒸汽和水的热物理参数,蒸汽比焓(KJ/KG),汽化热(KJ/KG),饱 和 蒸 汽 的 压 力 温 度 关 系,压 力(bar/kgf),温 度(oC),饱 和 蒸 汽 的 压 力
2、比 容 关 系,压 力(bar/kgf),比 容(m3/kg),闪蒸蒸汽,一 什么是闪蒸蒸汽?当一定压力下的凝结水或锅炉水被降压,部分水分会二次蒸发,所得到的蒸汽即为闪蒸蒸汽。(不同压力之下的饱和水所包含的 显热量不同)二 为什么闪蒸蒸汽很重要?因为它包含可以使工厂经济运行的热量,不利用它能源就会白白浪费。三 闪蒸蒸汽是怎样形成的?当水在大气压力下被加热时,100是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水的温度,而只能将水转化为蒸汽。水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”,或者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。然而,如果在一定压力下加热水,那
3、么水的沸点就要比100高,所以就要求有更多的显热。压力越高,水的沸点就高,热含量亦越高。压力降低,部分显热释放出来,这部分超热量就会以潜热的形式被吸收,引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。,怎样利用蒸汽的热?,在工艺中,热从高温区向低温区的流动叫传热。从锅炉燃烧室开始,热通过炉管向水传递传递。当锅炉压力升高,把蒸汽推出来时,蒸汽就会把供热系统中的管道加热。蒸汽热流通过管壁传给周围较冷的空气。散热会使一些蒸汽变回成水。这就是为什么供热管线一般都要加保温,以便使这种浪费能源、不希望有的传热减到最小。但是,当蒸汽到达系统中的热交换器时,情况就不一样了。设计要求:热流到空气加热器中的空气里,流到水加热器中的水
4、里,流到饭锅里的食物里。这种传热不应受任何其它因素的干扰。,蒸 汽 应 保 持 干 净,赃 物 锅 炉 水 携 带 的 固 体 物 质 管 道 污 垢 焊 巴 管 道 的 多 余 连 接 材,蒸 汽 应 该 是 高 品 质 的,为了最大效率的利用蒸汽能源,蒸汽到达设备应该具有以下的品质: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,蒸 汽 携 带 水 分,蒸 汽 中 携 带 水 分 则:水锤 减低设备的压力 减低蒸汽的含热量,增加蒸汽耗量 污
5、 染 系 统 及 其 设 备 增 加 锅 炉 的 燃 料,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,锅炉运行压力偏低,何 处 安 装 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,凝结水排放为什么是必须的?,凝结水是蒸汽传热系统的副产物。它由两种方式产生:1 供热系统中不期望的散热(在使用的过程中 要注意设备的 保温)。2 蒸汽向被加热介质传热的结果(要积极努力提高系统的 换热效率)。在工艺加热设备中也会
6、产生凝结水。一旦蒸汽凝结,有价值的潜热被释放,热凝结水就必须被立即排出掉。尽管从1kg凝结水中可以得到的热,比起1kg蒸汽里的热要少很多,但凝结水还是有很大利用价值的热水,应该把它加以回收利用。,供热系统需要排放凝结水,在蒸汽管线底部的凝结水是引起水击的原因之一。以40m/s的速度在管线中传输的蒸汽,与管线底部的凝结水相遇会产生“水波”(见图)。如果形成足够的凝结水量,高速流动的蒸汽就会推动凝结水一起走,产生一个危险的水头,并且在与其前面的液体的滚动中越来越大,它可以破坏任何改变汽流方向的管件、调节阀、三通、弯头、盲板法兰。除了这种“水击”以外,高速流动的凝结水冲凿金属表面,也能侵蚀各种部件。
7、,换热设备需要排放凝结水,当蒸汽与比蒸汽温度低的凝结水相遇时,会产生另一种水击,叫做热冲击。蒸汽所占的体积比凝结水要大的多,当蒸汽体积突然减小时,会向整个系统放出冲击波。这种水击的形成,能够损坏设备,并说明系统中的凝结水没有排除掉。很明显,传热设备中占据加热空间的凝结水会减少设备的有效换热尺寸和加热能力。它应该被快速排除掉,使系统中充满蒸汽(见下图)。,蒸汽的凝结会形成一层水膜,附着在换热器的内表面,不能变成液体的非凝结气体靠自身重力流动,它们积成一层薄膜与脏物、水垢一起附在换热器表面,成为传热的潜在障碍(见下图),需要排除空气、二氧化碳及氧气等气体,设备开机及锅炉给水时总会有空气存在,给水中
8、还可能会有能释放二氧化碳 气体的不溶解碳酸盐。蒸汽流把这些影响传热的气体推到换热器的壁上。由于这些气体必须和凝结水一起排掉,而加剧了凝结水的排放困难。一 空气对蒸汽温度的影响 当空气和其它气体进入蒸汽系统时,它们占据了一些本应该留给蒸汽的空间,使空气/蒸汽混合气体的温度下降到纯蒸汽温度之下。由于空气存在引起温度下降对应表,二 空气对传热的影响 流向换热器表面的蒸汽流,一般都夹带着空气和其它气体。这些气体既不能凝结,也不能靠重力排除掉。这种非凝结气体在蒸汽和换热器表面之间形成了一个障碍层。有绝好隔热特性的空气使传热效率降低。事实上,在某种条件下,只要有0.5体积的空气混到蒸汽里,传热效率就会降低
9、一半。当非凝结气体(主要是空气)不断增加排不出去时,这些气体就会逐渐充满整个换热器,并且完全阻止蒸汽的进入,设备就会被“气阻”(见下图)。,三 腐蚀 引起结垢和腐蚀的两个主要原因是二氧化碳气体和氧气。作为碳酸盐溶解于锅炉给水中的二氧化碳气体进入系统,它一旦与冷的凝结水混合就会生成碳酸。有较强腐蚀性的碳酸,能够腐蚀穿管道和换热器。氧气作为冷给水中的溶解气体进入系统,加剧了碳酸的作用,加快了腐蚀速度,使钢铁表面变得凹凸不平(见下图)。,空气和其它不凝性气体的来源,锅 炉 关 闭 以 后 产 生 真 空,吸 入 空 气 锅 炉 给 水 携 带 空 气 补 给 水 和 冷 凝 水 接 触 空 气,从
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