蒸汽知识学习.pptx

水和蒸汽水 资源丰富，价格便宜 安全在较低的温度下蒸发成蒸汽 水可以吸收大量的热量 蒸汽包括很大的热量蒸汽在恒定的温度下凝结成水 高的传热系数 便利的压力和温度关系第1页/共109页蒸汽容易输送容易控制可以使用于以下各种场合:发电 加热 过程工作第2页/共109页蒸汽高的热容量蒸汽管线相对重量轻.无需循环泵.在一定的范围内负载可以增大或减少.很高的传热系数 用于控制只需二通阀第3页/共109页干饱和蒸汽中的能量液体焓（饱和水焓）(hf)蒸发焓（潜热能）(hfg)总热能(hg)第4页/共109页干饱和蒸汽性质表第5页/共109页干饱和蒸汽的压力和比焓关系 随蒸汽压力上升,蒸发比焓下降随蒸汽压力上升,饱和水的焓上升随蒸汽压力的上升,可供的传热热量下降第6页/共109页温度-压力关系温度 第7页/共109页比容-压力关系图第8页/共109页对蒸汽的基本要求蒸汽达到用汽点应该具备以下条件:正确的压力和温度.不含空气和其它不凝性气体.干净.干燥.第9页/共109页 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10页/共109页 蒸 汽 应 该 是 高 品 质 的 为 了 最 大 的 出 力，蒸 汽 到 达 设 备 应 该 具 有 以 下 的 条 件: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11页/共109页 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 会导 致：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109页湿蒸汽以及它对蒸汽含热量的影响水分不包含任何的蒸发焓.实例蒸汽压力为 7 bar g,含 8%的水分,即蒸汽干度为0.92.则湿蒸汽可供的蒸发焓为=0.92 x hfg.=0.92 x 2 047.7 kJ/kg=1883 kJ/kg第13页/共109页 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 Barg。7 barg 蒸 汽 的 潜 热 能 为 2047 KJ/kg,蒸 汽 负 载 为 300/20470.147 kg/s=529kg/hr.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=572kg/hr。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14页/共109页 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 水水膜的热阻是铁或钢的6070倍，是铜的500600倍第15页/共109页 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16页/共109页怎样将水从蒸汽中分离出来?利用汽水分离器 流 向 汽 水 分 离 器第17页/共109页 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18页/共109页空气和不凝性气体空气的存在则意味着:蒸汽的温度不能根据压力表所确定.产生传热的热阻.第19页/共109页道 尔 顿 分 压 定 律 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20页/共109页道尔顿分压定律实例如果蒸汽和空气的混合物总压力为1 bar g(2 bar a)并且混合物的组成部分为3份蒸汽和1份空气,这样:蒸汽的分压力为=x 2 bar abs=1.5 bar a空气分压力=x 2 bar abs=0.5 bar a从蒸汽表可知,1.5 bar a(0.5 bar g)饱和蒸汽的温度为 111.6C.根据压力表的读数1 Bar g,蒸汽温度应该为120C.第21页/共109页道尔顿分压定律结果任何用汽设备,如果使用该蒸汽,虽然压力表的读数为1 bar g,而实际上使用的蒸汽相当于 0.5 bar g.如果设备需要 1 bar g的压力达到它的额定功率,则肯定无法实现.如果一个医院的杀菌罐或者消毒锅,其最低温度的限制是相当关键的,即使增大空气/蒸汽混合物的压力,但空气的存在会阻碍达到杀菌的目的.第22页/共109页 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23页/共109页空气和不凝性气体的来源起机时的空气来源：锅 炉 停 机 后，产 生 真 空 吸 入 空 气锅炉的补给水和冷凝水.当它们暴露在空气中时,容易吸收气体.在 80C时,水能溶解0.6%的空气.当水被加热时,气体会被释放.锅炉的水处理化学物.第24页/共109页去 除 水 中 的 空 气有 两 种 除 氧 方 法:化 学 除 氧热 力 除 氧第25页/共109页 排 除 空 气Steam Main 热 动 力 疏 水 阀 空 气 蒸 汽 排 空 气 阀蒸汽管道末端第26页/共109页从过程设备中排除空气 蒸 汽 减 压 阀 浮 球 疏 水 阀 组 过 程 设 备 过 程 介 质蒸汽排空气阀第27页/共109页 正 确 的 蒸 汽 分 配 系 统 应 该1 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到达用汽点: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 侧侧 向向 安安 装装 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28页/共109页 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 蒸 汽 携 带 水 的 可 能 性.第29页/共109页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30页/共109页 减 压 站第31页/共109页 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32页/共109页 积聚的冷凝水产生水锤 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33页/共109页 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34页/共109页 无 效 和 正 确 的 疏 水 点 布 置 冷 凝 水 集 水 槽 疏 水 阀 组25/30mm 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109页集水槽的口径对于蒸汽管道口径在100mm以内的可以使用同口径的集水槽对于更大口径的管道可以使用比它小两号或三号口径的集水槽或者对200mm口径以上的蒸汽管道可以使用一半口径的集水槽集水槽的长度通常为1.5倍的集水槽口径，但对于小口径的管道，集水槽的长度不能小于200mm第36页/共109页 蒸 汽 管 道 的 缩 小 冷 凝 水CorrectIncorrect 蒸 汽 蒸 汽 冷 凝 水第37页/共109页 分 支 管 的 连 接 正 确 不 正 确 蒸 汽 蒸 汽 冷 凝 水第38页/共109页 下 降 管 控 制 阀 疏 水 阀 组 主 蒸 汽 管第39页/共109页 排 除 水Steam Main 热 动 力 疏 水 阀 空 气 蒸 汽 排 空 气 阀蒸汽管道末端第40页/共109页 蒸 汽 疏 水 阀第41页/共109页 为 什 么 需 要 疏 水 阀 从 蒸 汽 系 统 中 有 效 排 除 冷 凝 水 排 除 空 气 及 不 凝 性 气 体 及 时 关 闭，阻 止 蒸 汽 泄 漏 提 高 系 统 的 热 效 率 增 强 系 统 的 可 靠 性第42页/共109页蒸 汽 疏 水 阀 的 主 要 种 类1、热 静 力 型这 种 疏 水 阀 是 利 用 蒸 汽 和 冷 凝 水 之 间 的 温 度 差 来 操 作 疏 水 阀 的 感 温 元 件 而 控 制 阀 门 的 开 关。冷 凝 水 排 放 前 必 须 被 冷 却 至 饱 和 温 度 以 下。2、机 械 型此 类 疏 水 阀 以 机 械 方 式 工 作，主 要 感 应 蒸 汽 和 冷 凝 水 之 间 密 度 的 不 同，利 用“浮 球”和“浮 筒”来 操 作 疏 水 阀 的 开 关。此 类 疏 水 阀 以 饱 和 温 度 排 放 冷 凝 水。3、热 动 力 型这 一 类 型 的 疏 水 阀 是 根 据 冷 凝 水 通 过 疏 水 阀 时 产 生 二 次 蒸 汽，而 高 速 运 动 的 二 次 蒸 汽 会 产 生 一 个 低 压 区 的 简 单 原 理 来 控 制 阀 的 开 关。此 阀 有 一 个 简 单 的 碟 片，其 对 高 速 的 蒸 汽 关 闭，而 对 冷 凝 水 开 放。第43页/共109页 热 动 力 蒸 汽 疏 水 阀 隔 热 罩 防 气 锁 碟 片 螺 纹，法 兰，焊 接 连 接 可 选 排 污 阀 硬 质 不 锈 钢 碟 片 三 孔 冷 凝 水 出 口 内 置 不 锈 钢 过 滤 器 涂 镍 表 面第44页/共109页起 动 时，进 口 压 力 将 碟 片 顶 起冷 态 的 凝 结 水 及 空 气 迅 速 排 出 热 动 力 疏 水 阀 工 作 原 理:No 1第45页/共109页 热 动 力 疏 水 阀 工 作 原 理:No 2热 的 凝 结 水 流 过 疏 水 阀 时 产 生 二 次 蒸 汽高 速 的 二 次 蒸 汽 在 碟 片 下 形 成 低 压，将 碟 片 拉 动 向 下同 时，二 次 蒸 汽 进 入 碟 片 上 方 的 空 间，迫 使 碟 片 向 下 动 作第46页/共109页碟 片 将 疏 水 阀 关 闭碟 片 上 方 的 压 力 作 用 在 碟 片 上 热 动 力 疏 水 阀 工 作 原 理:No 3第47页/共109页随 着 二 次 蒸 汽 冷 凝，碟 片 将 再 次 被 进 口 压 力 顶 起循 环 开 始 热 动 力 疏 水 阀 工 作 原 理:No 4第48页/共109页 热 动 力 型 蒸 汽 疏 水 阀 的 特 点优 点：阀 本 体 结 构 结 实、简 单、重 量 轻，使 用 寿 命 长，安 装 费 用 低。操 作 压 力 范 围 大，不 需 因 压 力 的 变 化 而 调 整 或 更 换 阀 口 尺 寸。抗 水 锤、振 动、腐 蚀，本 体 不 为 冷 冻 破 坏，可 适 用 于 过 热 蒸 汽，可 在 任 何 方 位 上 操 作。唯 一 的 活 动 部 件 不 锈 钢 碟 片，保 证 操 作 可 靠，减 少 维 修，同 时 该 碟 片可 具 止 回 阀 作 用。附 有 空 气 排 除 的 碟 片，可 防 止 空 气 阻 塞。该 疏 水 阀 在 开 关 时 发 出“喀 嚓”声，可 帮 助 判 断 疏 水 阀 是 否 正 常 工 作。缺 点：过 低 的 进 口 压 力 和 过 高 的 背 压 均 使 疏 水 阀 无 法 工 作。不 含 防 气 锁 碟 片的 型 号，在 起 机 时 易 发 生 气 阻。暴 露 在 低 温 环 境 中，会 造 成 阀 开 关 频 繁，降 低 寿 命，必 须 加 隔 热 罩。第49页/共109页 热 动 力 蒸 汽 疏 水 阀 的 典 型 应 用第50页/共109页热动力疏水阀的正确安装第51页/共109页热动力疏水阀常见故障1.蒸汽直通在碟片和阀座处有杂质堵塞。拆开阀盖清洗即可。2.开启过频碟片或阀座表面磨损。取出碟片，在细砂纸上研磨碟片和阀座表面。3.不疏水过滤网堵塞。清洗过滤网背压过大。检查背压，检查下游是否有关闭的截止阀。疏水阀堵塞。拆开阀盖检查并清洗。4.疏水阀腐蚀更换疏水阀第52页/共109页 浮 球 疏 水 阀第53页/共109页 带 热 静 力 排 空 的 浮 球 疏 水 阀出进 排 气 阀 开第54页/共109页 带 热 静 力 排 空 的 浮 球 疏 水 阀出进 水 位 上 升，浮 球 随 之 上 升，阀 开。第55页/共109页浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀 不 锈 钢 浮 球 旋 转 的 阀 盖 可 适 合 不 同 方 向 的 安 装破 蒸 汽 汽 锁 装 置热 静 力 排 空 装 置第56页/共109页 浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀 的 工 作 过 程起 机 阶 段，热 静 力 排 空 装 置 允 许 空 气 通 过，其 它 时 间 高 温 冷 凝 水 使 排 空 装 置 关 闭，空 气 无 法 通 过。冷 凝 水 到 达 疏 水 阀，浮 球 升 起，阀 门 打 开。热 态 冷 凝 水 使 排 气 阀 关 闭。冷 凝 水 以 饱 和 温 度 排 出。蒸 汽 到 达 疏 水 阀，浮 球 下 沉，阀 门 关 闭。破 蒸 汽 汽 锁 装 置 和 热 静 力 排 空 阀(C)123第57页/共109页 浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀 的 特 点优 点：在 饱 和 温 度 下 连 续 排 放 冷 凝 水，排 量 大能 适 应 高 低 负 荷 的 变 化，不 受 压 力 变 化 的 影 响斯 派 莎 克 所 有 的 浮 球 式 疏 水 阀 都 装 有 自 动 排 气 阀，具 有良 好的 排 气 性 能使 用 内 置 破 蒸 汽 汽 锁 装 置 的 型 号，是 有 蒸 汽 汽 锁 现 象 应 用 的 唯 一 选 择。缺 点：在 暴 露 状 态 下 易 结 冰，需 要 加 于 保 温。第58页/共109页 使 用 优 点 设 计 紧 凑 和 重 量 轻-减 少 安 装 费 用 排 放 以 后,密 封 性 好 无 冷 凝 水 积 聚-设 备 效 率 最 大 结 构 结 实,使 用 寿 命 长 可 水 平 或 垂 直 安 装 排 量 大 全 不 锈 钢 结 构 耐 腐 蚀第59页/共109页浮球式疏水阀常见故障1.蒸汽泄漏二次蒸汽。疏水阀前压力较高时将有大量二次蒸汽产生。安装不正确。检查安装，流向正确且位置正确。阀芯阀座处有杂质堵塞或浮球破裂或内部腐蚀。检查是否安装有过滤器，拆开疏水阀检查并清洗。2.不疏水选型错误。检查最大压差是否在疏水阀许可范围内。安装不正确。检查安装。背压过大。检查是否存在大的背压、高扬程或下游堵塞等情况。阀芯阀座处杂质堵塞。检查阀前是否有过滤器。拆开疏水阀检查并清洗。第60页/共109页浮球式疏水阀常见故障3.加热设备加热速度慢疏水阀选型过小。计算并校验蒸汽负荷与疏水阀排量。蒸汽汽锁。是否滚筒设备无破汽锁装置；是否在疏水阀前有弯管；或疏水阀前管道过长。失流状态。温控设备应考虑使用凝结水回收泵。第61页/共109页 群 组 疏 水 蒸 汽 冷 凝 水 不 良 的 群 组 疏 水 引 起 的 后 果 第62页/共109页 蒸蒸 汽汽 疏疏 水水 阀阀 旁旁 通通 的的 正正 确确 安安 装装第63页/共109页 疏 水 阀 为 何 失 效?正 常 的 磨 损 锅 炉 携 带 产 生 水 垢，堵 塞 疏 水 阀 过 滤 器 没 有 很 好 维 护 酸 性 冷 凝 水 引 起 腐 蚀 水 锤 冷 冻 不 正 确 的 口 径 选 型 和 型 号 选 择 安 装 不 正 确 没 有 足 够 的 维 护第64页/共109页 中 国 疏 水 阀 的 现 状 中 国 目 前 在 用 的 疏 水 阀 约 250 万 台,近70%的 疏 水 阀 处 于 不 良 工 作 状 态.有 些 疏 水 阀 无 法 关 闭 泄 漏 蒸 汽有 些 疏 水 阀 无 法 打 开，引 起 积 水第65页/共109页 疏 水 阀 的 工 作 状 态 正 常 泄 漏 积 水第66页/共109页 疏 水 阀 泄 漏 如 果 疏 水 阀 无 法 关 闭!蒸 汽 浪 费=燃 料 浪 费=浪 费 钱 设 备 流 速 过 快 蒸 汽 进 入 冷 凝 水 管 道 冷 凝 水 管 被 加 压 其 它 疏 水 阀 的 背 压 过 高 影 响 正 常 疏 水 阀 的 工 作 无 法 维 持 恒 定 的 压 力 和 温 度 第67页/共109页 蒸 汽 泄 漏 的 浪 费一 个 7.5 mm 的 小 孔，在 6 bar 下 泄 漏 蒸 汽每 小 时 会 泄 漏110 kg如 果 每 年 工 作 8400 h 70 000 升/年 的 重 油 或 者 110 吨/年 的 煤第68页/共109页 疏 水 阀 无 法 打 开 如 果 疏 水 阀 无 法 打 开:积 水 温 度 控 制 不 稳 定 产 品 出 现 废 品 减 少 热 量 输 出 损 坏 设 备 水 锤(蒸 汽 主 管 带 水)第69页/共109页如何选择疏水阀第70页/共109页 疏 水 阀 需 要 的 能 量1/2”疏 水 阀，10 bar g 需 要 蒸 汽 量 =kg/h 第71页/共109页 选 择 合 适 的 疏 水 阀(1)应 用 系 统 压 力 背 压 温 度 压 差 最 大 负 荷 最 小 负 荷 安 全 系 数第72页/共109页 选 择 合 适 的 疏 水 阀(2)阀 后 是 否 提 升 温 度 控 制 设 备 型 号 材 质/连 接 方 式 是 否 回 收 凝 结 水 冰 冻 振 动 排 空 气 的 需 要第73页/共109页 确 定 疏 水 阀 的 口 径 所 需 的 参 数 最 大 的 蒸 汽 系 统 压 力 系 统 可 能 出 现 的 最 大 和 最 小 压 差 冷 凝 水 温 度 正 常 的 运 行 冷 凝 水 负 载 安 全 系 数 起 机 或 低 压 力 工 况第74页/共109页凝结水管理第75页/共109页主 要 内 容如如 何何 有有 效效 的的 排排 除除 冷冷 凝凝 水水 如如 何何 回回 收收 冷冷 凝凝 水水 冷冷 凝凝 水水 回回 收收 泵泵 的的 选选 型型 冷冷 凝凝 水水 管管 路路 的的 选选 型型 二二 次次 蒸蒸 汽汽 的的 利利 用用第76页/共109页一 冷 凝 水 的 排 除第77页/共109页 条 件：蒸 汽 直 接 进 入 设 备；无 节 流 控 制 阀；使 用 疏 水 阀 疏 水。结 果：设 备 工 作 正 常 通 常 无 积 水 现 象 无 腐 蚀 和 水 锤 冷 凝 水 排 除：状 态 1 设 备疏水 阀第78页/共109页 条 件：使 用 控 制 阀 控 制 蒸 汽 流 量 由 疏 水 阀 疏 水 结 果：稳 定 负 荷 下 设 备 工 作 正 常 控 制 阀 节 流 时，设 备 内 压 力 降 低，可 能 出 现 真 空 状 态。设 备 积 水，腐 蚀 和 水 锤 等 问 题。冷 凝 水 排 除：状 态 2 控 制 阀 设 备 疏 水 阀第79页/共109页 条 件：使 用 控 制 阀 控 制 流 量；有 疏 水 阀 疏 水；有 破 真 空 器 避 免 出 现 真 空。冷 凝 水 直 接 排 放 结 果 在 疏 水 阀 选 型 正 确 时 设 备 工 作 正 常 疏 水 阀 选 型 小，会 出 现 积 水 现 象 冷 凝 水 排 除：状 态 3 设 备 控 制 阀 疏 水 阀第80页/共109页 冷 凝 水 排 除：状 态 4 疏 水 阀 设 备 控 制 阀 高 背 压P1P2 条 件：使 用 控 制 阀 控 制 流 量 有 疏 水 阀 疏 水 疏 水 阀 后 冷 凝 水 管 有 提 升 或 冷 凝 水 回 收 管 有 背 压 结 果 在 P1 大 于 P2 时。疏 水 阀 工 作 在 P1 小 于 P2 时，设 备 失 流，即 积 水，导 致 腐 蚀、水 锤 等 故 障。第81页/共109页 由 于 回 水 管 提 升 引 起 失 流15 米1.5 bar g1.0 bar g 空 气 加 热 组 失 流 是 指 由 于 疏 水 阀 前 后 没 有 正 的 压 差 使 冷 凝 水 无 法 排 除第82页/共109页 换 热 器 失 流 工 况P2P1 产 品 温 度 输 入第83页/共109页 换 热 器 失 流 工 况P2P1 产 品 温 度 输 入第84页/共109页积 水设 备 积 水 会 引 起:减 少 热 量 输 出控 制 阀 振 荡产 品 质 量 出 现 问 题腐 蚀水 锤设 备 变 形 和 损 坏设 备 和 管 道 产 生 冷 冻 和 热 应 力 板 式 换 热 器 选 型 过 大 使 这 种 情 况 更 加 严 重第85页/共109页换换 热热 器器 内内 的的 状状 态态对 某 换 热 器，设 计 者 计 算 最 大 热 负 荷 为 240,000 W。为 了 适 应 偶 然 的 情 况，增 加 25 的 余 量，则 将 加 热 器 定 为300,000 W,使 用 压 力 为3.5 bar g。水 以70C 流 入、80C 流 出，平 均 水 温 为75C。制 造 商 提 供 满 足 负 荷 要 求 的 加 热 器，考 虑 结 垢 等 因 素，提 供 的 加 热 器 将 产 生 390,000 W 的 负 荷，蒸 汽 压 力3.5 bar g.热 负 荷 加 热 表 面 积 传 热 系 数 温 差，即 QA U T,A U390,000/(148-75)=5342 W/C 现 在 确 定 满 足 实 际 负 荷240,000W 时，换 热 器 中 的 压 力。T=240000/5342=45 C,则 蒸 汽 温 度 为45 75120 C，蒸 汽 的 饱 和 压 力 为 1 bar g。当 负 载 为50 时，即 输 出 为 120000W，换 热 器 中 的 压 力 为，T=120000/5342=22 C,则 蒸 汽 温 度 为22 7597 C，对 应 的 绝 对 蒸 汽 压 力 为 0.86 bar,低 于 大 气 压 力(1 bar)。换 热 器 内 会 如 何？第86页/共109页 从从 换换 热热 器器 中中 排排 除除 冷冷 凝凝 水水 第 一 种 解 决 方 法 使 用 破 真 空 器,利 用 静 压 头 第 二 种 解 决 方 法蒸 汽 疏 水 阀 和 泵 组 合 第 三 种 解 决 方 法自 动 疏 水 阀 泵第87页/共109页 带 冷 凝 水 回 收 的 简 单 蒸 汽 系 统 疏 水 阀 锅 炉 热 量 给 水 泵 控 制 阀 蒸 汽8 bar g 机 械 泵90C 冷 凝 水90 C 给 水 箱feedtank 设 备 集 水 箱第88页/共109页 为 什 么 回 收 冷 凝 水?冷 凝 水 是 极 有 价 值 的 资 源.其 所 含 有 的 高 热 量 是 回 收 的 最 佳 理 由.冷 凝 水 经 过 水 处 理,回 收 冷 凝 水 可 以 降 低 水 处 理 费 用.减 少 锅 炉 排 污.可 以 避 免 冷 凝 水 排 放 的 巨 大 费 用.减 少 补 充 给 锅 炉 的 水,降 低 水 费 用.总 的 效 果:可 以 节 约 20%以 上 的 燃 料.第89页/共109页 回 收 冷 凝 水 压 力(bar g)焓(kJ/kg)蒸 汽 全 热 能 蒸 汽 潜 热 能 冷 凝 水 中 的 能 量 大 气 压 力 下 冷 凝 水 的 能 量 可 供 二 次 蒸 汽 的 能 量第90页/共109页 回 收 冷 凝 水 的 节 约(一)燃 料 费 用 冷 凝 水 回 收 温 度 为85 oC 补 给 冷 水 温 度 为25 oC 温 度 差 60 oC 升 高 1 kg 的 补 给 水 至 85 oC,所 需 能 量 为,1 x 60 x 4.1868=251 KJ 如 果 蒸 汽 负 载 为1000kg/hr 251x 1000 251,000 KJ/hr 工 厂 运 行 10 小 时/天,300 天/年,则 加 热 补 给 水 所 需 能 量 为：251000 x 10 x 300=753,000,000 KJ1 升 燃 油 的 热 量 为 41,100kJ,锅 炉 效 率 为 80,则 需 要 燃 油：753,000,000/(41100 x 0.8)=22901 升 总 的 燃 油 费 用 为 2.2 x 22901=50,382 元第91页/共109页 回 收 冷 凝 水 的 节 约(二)水 的 费 用 水3000 吨/年 如 果 每 吨 水 费 用 为 1.5 元 总 计 3000 x 1.50 =4,500 元 (三)水 处 理 费 每 吨 水 处 理 费 为 1.1 元 总 计 1.1 x 3000=3,300 元第92页/共109页 回 收 冷 凝 水 的 节 约 总总 节节 约约 燃燃 料料 +水水 +水水 处处 理理50,382+50,382+4,500+3,300=58,182 4,500+3,300=58,182 元元 还还 有有 其其 它它.第93页/共109页回收冷凝水的方案闭式系统:疏水阀自动疏水阀泵开式系统:蓄水槽和机械泵蓄水槽和电泵第94页/共109页 选 择 疏 水 阀 前 的 管 道钢管推荐的运行负荷(mm 公称管径(kg/h)15110202502547032102040155050300065605080935010019000第95页/共109页2、选 择 疏 水 阀 后 的 管 道 疏疏 水水 阀阀 后后 的的 管管 道道 不不 应应 根根 据据 冷冷 凝凝 水水 量量 来来 选选 择择 而而 必必 须须 根根 据据 二二 次次 蒸蒸 汽汽 量量 来来 选选 择。择。第96页/共109页 二 次 蒸 汽 的 量4 bar g0 bar g 质 量 冷 凝 水 900 kg/h 二 次 蒸 汽 100 kg/h 容 积 冷 凝 水 0.9 m3/h 二 次 蒸 汽 167.3 m3/h 1,000 kg/h第97页/共109页 管 道 内 的 二 次 蒸 汽100 kg 二 次 蒸 汽99.44%的 总 体 积900 kg 冷 凝 水0.56%的 总 体 积第98页/共109页 疏 水 阀 后 管 道 选 型(kg/h)第99页/共109页 管 道 选 型 举 例最 大 允 许 背 压 ht=4.1 bar 静 压 hs=1.68 bar允 许 摩 擦 压 损 hf=4.1-1.68=2.52 bar实 际 摩 擦 压 损hf =2.52/4 =0.63 bar当 量 管 道 长 度=300+10%=330 m 每 米 摩 擦 压 损=0.63/330 m=0.00382 bar/m =3.82 mbar/m第100页/共109页 钢 管 中 的 水 流 量 表第101页/共109页回收和利用二次蒸汽第102页/共109页 冷 凝 水 排 放 举 例Steam 排 气 阀 排 气 截 止 阀7 bar g 的 蒸 汽,170.5oChg=2769.1 kJ/kg7 bar g 的 冷 凝 水,170.5oChf=721.4 kJ/kg0 bar g 的 冷 凝 水 和 二 次 蒸 汽100oC hf=419.04 kJ/kg第103页/共109页 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104页/共109页 回 收 二 次 蒸 汽 的 节 约?实 例蒸 汽 负 载 5000kg/h,蒸 汽 压 力10bar g,二 次 蒸 汽 压 力 1bar g,二 次 蒸 汽 的 量根 据 曲 线,二 次 蒸 汽 量 为 0.125kg/kg.总 的 二 次 蒸 汽 量 为5000X0.125=625 kg/hr节 约 1 升 油 大 约 产 生 14kg 的 蒸 汽,则 产 生 625kg 的 蒸 汽 需 要 625/1444.6 的 油,如 果 燃 油 价 格 为2.20 元/升,工 厂 运 行 24 小 时/天,300 天/年,则:44.6 x 2.20 x 24 x 300=706,464 元 其 它 节 约 包 括:给 水,水 处 理 费 用,减 少 排 污,等 等.第105页/共109页 回 收 二 次 蒸 汽 进 口 冷 凝 水 出 口 二 次 蒸 汽 出 口第106页/共109页 使 用 二 次 蒸 汽 的 条 件 足 够 的 冷 凝 水 量 使 用 低 压 蒸 汽 的 设 备 就 地 使 用第107页/共109页第108页/共109页感谢您的观看！第109页/共109页