蒸汽基础知识幻灯片.ppt

蒸汽基础知识第1页，共39页，编辑于2022年，星期三蒸汽是什么？蒸汽是什么？产生于水（易获得）产生于水（易获得）无毒、无味、无色无毒、无味、无色便于输送便于输送热值高热值高传热快传热快易于控制（压力、温度）易于控制（压力、温度）第2页，共39页，编辑于2022年，星期三水水水水 的的的的 来来来来 源源源源 雨水雨水溶解空气中的氧溶解空气中的氧自由氧对锅炉管壁产生腐蚀自由氧对锅炉管壁产生腐蚀江、河、湖、井水江、河、湖、井水溶解硅、钙、碳酸盐溶解硅、钙、碳酸盐 钙和硅在锅炉管壁形成硬垢钙和硅在锅炉管壁形成硬垢碳酸盐形成碳酸盐形成 CO2第3页，共39页，编辑于2022年，星期三除除除除 氧氧氧氧吸氧化合物吸氧化合物除氧器除氧器处理一：处理一：第4页，共39页，编辑于2022年，星期三去去去去 硬硬硬硬 度度度度化学处理软化/除盐+除离子去硬度处理二：处理二：第5页，共39页，编辑于2022年，星期三蒸汽产生过程蒸汽产生过程蒸汽产生过程蒸汽产生过程定压预热定压汽化定压过热温-熵图 1点2线3区域5状态饱和温度（沸点）饱和、过热显热潜热总热焓比容第6页，共39页，编辑于2022年，星期三蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 温温温温 熵熵熵熵 图图图图熵熵(KJ/kgk)温温度度(k)临界点临界点下界线下界线上界线上界线水区水区饱和区饱和区过热区过热区0273.15p=22.1MPat=374oCTS第7页，共39页，编辑于2022年，星期三饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽参数表参数表参数表参数表第8页，共39页，编辑于2022年，星期三饱和蒸汽主要特性饱和蒸汽主要特性饱和蒸汽主要特性饱和蒸汽主要特性温度随压力升高而升高温度随压力升高而升高,成一一对应关系成一一对应关系 显热随压力升高而增大显热随压力升高而增大,在三相点时为零在三相点时为零潜热随压力升高而减小潜热随压力升高而减小,到临界点时为零到临界点时为零总热焓在绝对压力总热焓在绝对压力3.1MPa3.1MPa以下时随压力升高而增以下时随压力升高而增大大,在在3.1MPa3.1MPa以上时随压力升高而减小以上时随压力升高而减小在中低压下在中低压下,潜热占总热焓的绝大比重潜热占总热焓的绝大比重蒸汽比容随压力升高而减小蒸汽比容随压力升高而减小,到临界点时与水的比容相到临界点时与水的比容相同同在低压下在低压下,蒸汽比容比水大许多倍蒸汽比容比水大许多倍第9页，共39页，编辑于2022年，星期三饱和蒸汽压力饱和蒸汽压力饱和蒸汽压力饱和蒸汽压力-温度关系温度关系温度关系温度关系蒸汽压力蒸汽压力饱饱和和温温度度蒸汽蒸汽水水第10页，共39页，编辑于2022年，星期三压力压力压力压力/热焓值热焓值热焓值热焓值第11页，共39页，编辑于2022年，星期三压力压力压力压力/比容比容比容比容Steam Sp.Volume vs PressurePressure(bar absolute)Specific Volume(Cu m/kg)Metric bar units15101525304050607080901001.71.61.51.41.31.21.110.90.80.70.60.50.40.30.20.10饱和蒸汽压力下的体积饱和蒸汽压力下的体积压力压力bar体积体积 Cum/kg第12页，共39页，编辑于2022年，星期三空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题(1)(1)道尔顿定律（分压力定律）道尔顿定律（分压力定律）混合气体总压力等于各组成气体的分压力之和分容积定律分容积定律混合气体总容积等于各组成气体的分容积之和分压力与分容积成正比分压力与分容积成正比V总=V蒸汽+V空气P总=P蒸汽+P空气空气的存在降低了蒸汽分压力，从而降低系统温度空气的存在降低了蒸汽分压力，从而降低系统温度第13页，共39页，编辑于2022年，星期三空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题 压力（绝）压力（绝）饱和蒸汽温度饱和蒸汽温度 在不同空气容积比例下温度在不同空气容积比例下温度 MPa C 10%20%30%0.21 121 117 113 109 0.42 143 140 136 131 0.63 160 155 150 145 0.84 171 166 161 156 1.05 181 176 171 165高压蒸汽具有较少潜热传递相同热量需要更多的高压蒸汽第14页，共39页，编辑于2022年，星期三空气对系统温度的影响空气对系统温度的影响空气对系统温度的影响空气对系统温度的影响第15页，共39页，编辑于2022年，星期三饱和蒸汽饱和蒸汽空气膜空气膜水膜水膜换热器金属壁换热器金属壁被加热产品被加热产品阻碍阻碍阻碍阻碍热传递热传递热传递热传递蒸汽中蒸汽中蒸汽中蒸汽中容积占容积占容积占容积占 0.5%0.5%0.5%0.5%的空气的空气的空气的空气 降低传热效率降低传热效率降低传热效率降低传热效率 50%50%50%50%空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题(2)(2)第16页，共39页，编辑于2022年，星期三低于蒸汽温度下CO2+H2O=H2CO3碳酸腐蚀回水管线等.疏水阀必须在蒸汽温度下排除空气和凝结水空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题空气带来的问题(3)(3)第17页，共39页，编辑于2022年，星期三闪闪闪闪 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 概概概概 念念念念 高压凝结水释放到低压环境中产生的蒸汽,又称二次蒸汽。计算公式闪蒸量=（S1-S2）/L2 x 100%S1：高压水显热 S2：低压饱和水显热 L2：低压饱和蒸汽潜热第18页，共39页，编辑于2022年，星期三闪闪闪闪 蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 量量量量第19页，共39页，编辑于2022年，星期三闪蒸量闪蒸量闪蒸量闪蒸量vs.vs.凝结水量凝结水量凝结水量凝结水量(一一一一)0.4 MPa0 MPa换热器换热器疏水阀疏水阀1000 kg/h 重量重量凝结水凝结水 900 kg/h闪蒸汽闪蒸汽 100 kg/h 容量容量凝结水凝结水 0.9 m3/h闪蒸汽闪蒸汽 167.3 m3/h第20页，共39页，编辑于2022年，星期三闪蒸量闪蒸量闪蒸量闪蒸量vs.vs.凝结水量凝结水量凝结水量凝结水量(二二二二)100 kg 二次蒸汽二次蒸汽99.4%总容量总容量900 kg 凝结水凝结水0.56%总容量总容量凝结水管道凝结水管道186倍倍第21页，共39页，编辑于2022年，星期三节能的重要意义节能的重要意义节能的重要意义节能的重要意义节省自然资源,造福子孙万代降低生产成本,提高经济效益保护环境,减少危害第22页，共39页，编辑于2022年，星期三水蒸汽闪蒸汽蒸汽产生系统（锅炉）蒸汽输送系统蒸汽使用系统（用汽设备）凝结水回收系统蒸汽供热系统简图蒸汽供热系统简图第23页，共39页，编辑于2022年，星期三蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 系系系系 统统统统 的的的的 效效效效 率率率率h h h h系统系统系统系统=h h h h锅炉锅炉锅炉锅炉 *h h h h管网管网管网管网 *h h h h设备设备设备设备+凝结水回收凝结水回收凝结水回收凝结水回收+废蒸汽回收废蒸汽回收废蒸汽回收废蒸汽回收-排污（环境污染排污（环境污染排污（环境污染排污（环境污染）第24页，共39页，编辑于2022年，星期三一流能效蒸汽系统指标一流能效蒸汽系统指标一流能效蒸汽系统指标一流能效蒸汽系统指标80+%80+%80+%80+%锅炉效率锅炉效率锅炉效率锅炉效率95+%95+%95+%95+%疏水阀完好率疏水阀完好率疏水阀完好率疏水阀完好率80+%80+%80+%80+%凝结水回收率凝结水回收率凝结水回收率凝结水回收率专业的蒸汽系统维护专业的蒸汽系统维护专业的蒸汽系统维护专业的蒸汽系统维护第25页，共39页，编辑于2022年，星期三20-25%20-25%25-30%25-30%40-45%40-45%节节节节 能能能能 潜潜潜潜 力力力力 分分分分 布布布布第26页，共39页，编辑于2022年，星期三蒸蒸蒸蒸 汽汽汽汽 系系系系 统统统统 节节节节 能能能能 技技技技 术术术术A.A.蒸汽蒸汽产生产生系统节能技术系统节能技术B.B.蒸汽蒸汽输送输送系统节能技术系统节能技术C.C.蒸汽蒸汽使用使用中的节能技术中的节能技术D.D.凝结水凝结水回收回收系统节能技术系统节能技术E.E.系统优化节能技术系统优化节能技术第27页，共39页，编辑于2022年，星期三疏水阀的节能作用疏水阀的节能作用疏水阀的节能作用疏水阀的节能作用阻汽阻汽排水排水排空气和其它不凝性气体排空气和其它不凝性气体第28页，共39页，编辑于2022年，星期三惊人的蒸汽泄漏损失惊人的蒸汽泄漏损失惊人的蒸汽泄漏损失惊人的蒸汽泄漏损失0.7MPa0.7MPa下的测试报告下的测试报告下的测试报告下的测试报告（假定蒸汽单位成本为（假定蒸汽单位成本为（假定蒸汽单位成本为（假定蒸汽单位成本为70707070元元元元/吨）吨）吨）吨）1/21/2378,800378,80026,51626,516318,192318,192阀座孔径阀座孔径 月蒸汽损失月蒸汽损失 每月成本每月成本每年总成本每年总成本7/167/16288,900288,90020,22320,223242,676242,6763/83/8213,200213,20014,92014,920179,080179,0805/165/16147,400147,40010,31810,318123,816123,8161/41/495,30095,3006,6716,67180,05280,0523/163/1653,00053,0003,7103,71044,52044,5201/81/823,80023,8001,6661,66619,99219,992 英寸公斤元元第29页，共39页，编辑于2022年，星期三国家标准国家标准国家标准国家标准GB/T12712-91GB/T12712-91GB/T12712-91GB/T12712-91供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求 合格合格:蒸汽疏水阀完好率蒸汽疏水阀完好率90%90%优秀优秀:蒸汽疏水阀完好率蒸汽疏水阀完好率95%95%完好率完好率=配备率配备率x x合格率合格率 第30页，共39页，编辑于2022年，星期三我国各类疏水阀使用现状我国各类疏水阀使用现状我国各类疏水阀使用现状我国各类疏水阀使用现状全部 100%正常运行(漏汽率5%)60%严重泄漏(漏汽率10%)30%许多疏水阀处于跑汽状态,形同虚设第31页，共39页，编辑于2022年，星期三凝结水回收的意义凝结水回收的意义凝结水回收的意义凝结水回收的意义节约燃料节水节约水处理化学品减少锅炉排污热损失减少环境污染减少软化水排污凝结水价值一般占蒸汽成本的25-35%第32页，共39页，编辑于2022年，星期三0.4MPa0.4MPa0.4MPa0.4MPa时饱和凝结水的成本时饱和凝结水的成本时饱和凝结水的成本时饱和凝结水的成本蒸汽显热：蒸汽显热：636 KJ/Kg636 KJ/Kg凝结水含热：凝结水含热：636 KJ/Kg636 KJ/Kg蒸汽潜热：蒸汽潜热：2111 KJ/Kg2111 KJ/Kg给水含热：给水含热：42 KJ/Kg 42 KJ/Kg总热：总热：2747 KJ/Kg 2747 KJ/Kg损失热量：损失热量：594 KJ/Kg 594 KJ/Kg损失热量占总热：损失热量占总热：损失热量损失热量/总热总热*100%*100%（热损失）（热损失）594/2747*100%=21.6%594/2747*100%=21.6%损失热量占蒸汽生产成本：热损失损失热量占蒸汽生产成本：热损失*燃料成本燃料成本（热成本）（热成本）21.6%*70%=15.1%21.6%*70%=15.1%损失凝结水占蒸汽生产成本：热成本损失凝结水占蒸汽生产成本：热成本+除盐水成本除盐水成本（凝结水总成本凝结水总成本）15.1%+15%=15.1%+15%=30.1%第33页，共39页，编辑于2022年，星期三合格合格:凝结水回收率凝结水回收率60%60%优秀优秀:凝结水回收率凝结水回收率80%80%国家标准国家标准国家标准国家标准GB/T12712-91GB/T12712-91GB/T12712-91GB/T12712-91供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求 第34页，共39页，编辑于2022年，星期三运行条件及能源成本(A)凝结水负荷 2.5 吨/小时(B)年运行时间 8000 小时 水和废水成本 1.4 元/吨 水处理费用 6.6 元/吨(C)软化水成本(以上两项之和)8 元/吨 回收凝结水温度 90 OC 冷补充水温度 10 OC(D)冷补充水温升(以上两项之差)70 OC(E)燃煤成本 250 元/吨(F)考虑 75%锅炉效率后的燃煤发热量 4000 千卡/公斤(G)蒸汽成本 70 元/吨凝结水回收价值（例）凝结水回收价值（例）凝结水回收价值（例）凝结水回收价值（例）第35页，共39页，编辑于2022年，星期三水和化学品的节约考虑闪蒸损失后实际回水量乘以系数0.9每年节水=0.9 x 凝结水负荷 x 年运行时间 x 软化水成本 =0.9 x(A)2.5 x(B)8000 x(C)8 =144,000（元）燃料的节约考虑闪蒸损失后实际节约量乘以系数0.9每年节煤=(0.9 x凝结水负荷 x 年运行时间 x 补充水温升 x 燃煤成本)/燃煤热焓值 =0.9 x(A)2.5 x(B)8000 x(D)80 x(E)250 /(F)4500 =80,000（元）凝结水回收总价值=144,000+80,000=224,000（元/年）蒸汽总成本=凝结水负荷 x 年运行时间 x 蒸汽价格 =(A)2.5 x(B)8000 x(G)70=1,400,000（元）回收价值占蒸汽成本百分比=224,000/1,400,000=16%凝结水回收价值（例）凝结水回收价值（例）凝结水回收价值（例）凝结水回收价值（例）第36页，共39页，编辑于2022年，星期三凝结水回收方式凝结水回收方式凝结水回收方式凝结水回收方式重力回水背压回水（余压回水）加压回水 开式系统 闭式系统第37页，共39页，编辑于2022年，星期三蒸汽供热系统节能总结蒸汽供热系统节能总结蒸汽供热系统节能总结蒸汽供热系统节能总结降低蒸汽泄漏率/可节约蒸汽价值的10-20%提高凝结水回收率/可节约蒸汽价值的15-25%第38页，共39页，编辑于2022年，星期三第39页，共39页，编辑于2022年，星期三