蒸汽疏水閥及為何過熱蒸汽要減溫至飽和蒸汽?
蒸汽疏水閥在蒸汽系統(tǒng)中起著自動(dòng)排除凝結(jié)水及空氣等不凝氣體,同時(shí)阻止蒸汽的泄漏。
而水在一定壓力下,加熱至沸騰,水就開始?xì)饣?,也就逐漸變?yōu)檎羝@時(shí)蒸汽的溫度就是飽和溫度,稱之為“飽和蒸汽”。理想的飽和蒸汽狀態(tài),指的是溫度、壓力及蒸汽密度三者存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
當(dāng)飽和蒸汽繼續(xù)進(jìn)行加熱,其溫度上升,并超過該壓力下的飽和溫度,蒸汽就會(huì)變成具有一定過熱度的“過熱蒸汽”。此時(shí)壓力、溫度、密度三者不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,如果還按飽和蒸汽來計(jì)量,誤差將有較大偏差。
林德偉特小編分析:在實(shí)際生產(chǎn)中,多數(shù)用戶會(huì)選擇使用熱電廠集中供熱,電廠生產(chǎn)出來的都是高溫高壓的過熱蒸汽,都需要先通過減溫減壓站系統(tǒng),把過熱蒸汽變成飽和蒸汽以后,再輸送給用戶使用,過熱蒸汽只有在冷卻到飽和狀態(tài)時(shí),才能快速釋放出最有用的潛熱。
過熱蒸汽在經(jīng)過長(zhǎng)距離輸送后,隨著工況(如溫度、壓力)的變化,特別是在過熱度不高的情況下,會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低而使其從過熱狀態(tài)進(jìn)入飽和或過飽和狀態(tài),轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽。
過熱蒸汽減溫到飽和蒸汽的原因有以下幾個(gè)方面:
首先,過熱蒸汽須先冷卻到飽和溫度后才能快速釋放蒸發(fā)焓,從過熱蒸汽冷卻到飽和溫度所放出的熱量與蒸發(fā)焓相比來說很小。如果蒸汽過熱度很小,這一部分熱量比較容易釋放出來,但如果過熱度較大,冷卻的時(shí)間相對(duì)會(huì)長(zhǎng)久些,且在那段時(shí)間內(nèi)僅能放出很少一部分熱量。與飽和蒸汽的蒸發(fā)焓相比,過熱蒸汽冷卻到飽和溫度釋放的熱量是很小的,從而會(huì)大大降低生產(chǎn)設(shè)備的性能及效率。
其次,與飽和蒸汽不同的是,過熱蒸汽的溫度并不確定,過熱蒸汽必須冷卻后才能快速放熱,而飽和蒸汽僅是發(fā)生相變放熱,這就是說過熱蒸汽放熱的時(shí)候可能在換熱設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度。生產(chǎn)中最重要的是蒸汽溫度的穩(wěn)定,蒸汽溫度穩(wěn)定有利于加熱的控制,因?yàn)閭鳠嶂饕Q于蒸汽溫度與被加熱介質(zhì)溫度的溫度差,而過熱蒸汽的溫度難以穩(wěn)定,不利于加熱的控制。
再者,盡管相同壓力下的過熱蒸汽的溫度總是高于飽和蒸汽的,但它的傳熱能力要遠(yuǎn)低于飽和蒸汽。因此,在相同壓力下的熱傳遞過程中,過熱蒸汽的效率要遠(yuǎn)低于飽和蒸汽。比如,過熱蒸汽直接用于換熱器,蒸汽來不及轉(zhuǎn)化為冷凝水就排出了,換熱器得不到最大的熱量,飽和蒸汽易于將潛熱傳給換熱介質(zhì),這就是過熱蒸汽不如飽和蒸汽好用的地方,但在輸送過程中,用過熱蒸汽節(jié)能,如果用飽和蒸汽輸送,在輸送途中就大部分變成冷凝水了。
因此,在設(shè)備運(yùn)行中,將過熱蒸汽通過減溫器變成飽和蒸汽使用,利大于弊,它的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下幾點(diǎn):
1、飽和蒸汽傳熱系數(shù)高,在冷凝過程中,傳熱系數(shù)要比通過“過熱—傳熱—降溫—飽和—冷凝”的過熱蒸汽傳熱系數(shù)高。
2、飽和蒸汽由于溫度低,對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)也有很多好處,可節(jié)約蒸汽,對(duì)于降低蒸汽消耗很有利,一般化工生產(chǎn)用換熱蒸汽都使用飽和蒸汽。
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