蒸汽蓄热器幻灯片.ppt

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1、蒸汽蓄热器第1页，共52页，编辑于2022年，星期二一、概述概述 蒸汽蓄热器是贮存蒸汽热能的一种热力设备。用于热负荷波动较大的供汽系统，可对波动负荷平衡供汽，使锅炉运行负荷稳定。用于余热利用系统，能有效地回收热量，大力推广，广泛应用蒸汽蓄热器，节能效果显著，环保效果明显。据工程实例统计：一般可节省燃料 5%-20%左右。常用的蒸汽蓄热器是一种带有过热装置变压式蓄热器，借助于工作压力的变化，蓄热器进行充热和放热。蓄热器属于压力容器，其设计、制造、安装、使用和管理都必须严格执行压力容器安全监察技术规程及GB150-1998钢制压力容器国家标准。2第2页，共52页，编辑于2022年，星期二3第3页，

2、共52页，编辑于2022年，星期二 应用应用蒸汽蓄热器的必要条件：、用汽热负荷有频繁的较大幅度的波动，这种波动有一定的周期性或呈现交变出现的最大峰值和最小负荷；、汽源压力必须高于用汽设备需要的压力。这种压力差越大，蓄存定量蒸汽的蓄热器的容积越小，节约效果越好，一般要求最低压力差：0.29Mpa。、汽源的供汽能力（额定出力）必须略大于平均用汽负荷。4第4页，共52页，编辑于2022年，星期二二、蓄热器结构：蓄热器结构：蒸汽蓄热器是圆筒形卧式压力容器，是由筒体、封头、支座等部件蒸汽蓄热器是圆筒形卧式压力容器，是由筒体、封头、支座等部件组成。组成。蓄热器的蓄热装置是由蒸汽分配管和若干加热筒所组成。每

3、组加热筒又由12个高压喷嘴及双层结构，内部为孔板式扇形圆筒所组成。充热时，蒸汽在加热筒内。高压喷嘴将高压蒸汽喷入水中，通过热交换提高水温。由于加热筒的作用，低温热水由加热筒下部进入，被加热的水从加热筒的上部流出，水在每组加热筒及高压喷嘴周围流动，形成三个循环，搅动水空间，使水均匀加热。蒸汽蓄热器运行中压力梯度、温度梯度必须达到：蒸汽蓄热器主要受压部件：封头及筒身材质应采用Q345R钢板制作。双层结构，内部为孔板式加热筒和高压喷嘴均采用304不锈钢制作。5第5页，共52页，编辑于2022年，星期二三、蒸汽蓄热器的工作原理：蒸汽蓄热器的工作原理：蒸汽蓄热器一般安装于锅炉与用汽设备之间，以平衡用汽设

4、备负荷蒸汽蓄热器一般安装于锅炉与用汽设备之间，以平衡用汽设备负荷的波动。使用时内部装有的波动。使用时内部装有65%85%的软化水，水面以上为蒸汽空间，蓄热器运的软化水，水面以上为蒸汽空间，蓄热器运行中，充热是由蒸汽变成热水（饱和水），放热是由饱和水变成闪蒸蒸汽（二次蒸汽）行中，充热是由蒸汽变成热水（饱和水），放热是由饱和水变成闪蒸蒸汽（二次蒸汽）来实现的。来实现的。当用汽设备用热负荷小于锅炉额定蒸发量即产汽量时，锅炉供热管压力升当用汽设备用热负荷小于锅炉额定蒸发量即产汽量时，锅炉供热管压力升高，蒸汽通过内部充热装置，喷入蓄热器的水中。由于汽温高于水温蒸汽迅速高，蒸汽通过内部充热装置，喷入蓄热器

5、的水中。由于汽温高于水温蒸汽迅速凝结放热，使蓄热器水温升高，同时水位也上升，相应的汽空间的饱和蒸汽压凝结放热，使蓄热器水温升高，同时水位也上升，相应的汽空间的饱和蒸汽压力也升高了，这是蓄热器的充热过程。力也升高了，这是蓄热器的充热过程。6第6页，共52页，编辑于2022年，星期二 当用汽设备用热负荷高于锅炉的额定出力时，锅炉供汽管中的压力会降低，当用汽设备用热负荷高于锅炉的额定出力时，锅炉供汽管中的压力会降低，一直降到低于蓄热器空间饱和压力时，蓄热器中的饱和水成为过热水，将自行闪一直降到低于蓄热器空间饱和压力时，蓄热器中的饱和水成为过热水，将自行闪击蒸发放热，水位下降产生的二次蒸汽以补充供给设

6、备用汽，这是蓄热器放热过击蒸发放热，水位下降产生的二次蒸汽以补充供给设备用汽，这是蓄热器放热过程。程。充热过程是蒸汽蓄热器中饱和蒸汽压力提高和饱和水温上升的过程。充热过程是蒸汽蓄热器中饱和蒸汽压力提高和饱和水温上升的过程。放热过程是蒸汽蓄热器中饱和蒸汽压力降低和饱和水温下降的过程。放热过程是蒸汽蓄热器中饱和蒸汽压力降低和饱和水温下降的过程。由此可见，蒸汽蓄热器工作时，蓄热器内部压力是在不断地变化中，因此，亦称为由此可见，蒸汽蓄热器工作时，蓄热器内部压力是在不断地变化中，因此，亦称为变压式蒸汽蓄热器。变压式蒸汽蓄热器。7第7页，共52页，编辑于2022年，星期二4、蓄热器工程设计、计算：蓄热器工

7、程设计、计算：、蓄热器容积的计算、蓄热器容积的计算在选用蓄热器时，常进行可行性经济分析，为此必须先计算出平衡热负荷波动所在选用蓄热器时，常进行可行性经济分析，为此必须先计算出平衡热负荷波动所需要的蒸汽蓄热器的容积，然后进行产品的选择及投资估算：需要的蒸汽蓄热器的容积，然后进行产品的选择及投资估算：蒸汽蓄热器容积的计算，主要决定于：蓄热器的运行压力；蒸汽蓄热器蒸汽蓄热器容积的计算，主要决定于：蓄热器的运行压力；蒸汽蓄热器的容积按下式计算：的容积按下式计算：充水系数是指蓄充水系数是指蓄热热器内部水容器内部水容积积与与总总容容积积的比的比值值。取小取小时时，使蓄，使蓄热热器的体器的体积积增大；增大；

8、取大取大时时，造成，造成饱饱和蒸汽和蒸汽严严重重带带水和吊水水和吊水现现象，象，实际实际运行充水系数采用运行充水系数采用0.650.85。式中 V：蓄热器的容积（m3）G0：蓄热量（蒸汽）（kg/m3）：蓄热器充水系数0.650.85 ：蓄热器运行效率0.950.998第8页，共52页，编辑于2022年，星期二蓄热量的计算：蓄热量的计算：蒸汽蓄热器平衡热负荷波动必要的蓄热量，是根据用户蒸汽蓄热器平衡热负荷波动必要的蓄热量，是根据用户24小时综合热负荷曲小时综合热负荷曲线及锅炉实际出力，进行分析计算得来的。线及锅炉实际出力，进行分析计算得来的。由于蒸汽蓄热器应用场合不同，或者用户热负荷变化的性质

9、不同，蓄热量计由于蒸汽蓄热器应用场合不同，或者用户热负荷变化的性质不同，蓄热量计算方法也不同。常用的计算方法有如下三种：算方法也不同。常用的计算方法有如下三种：A：曲线积分法，计算蓄热量：依据用户：曲线积分法，计算蓄热量：依据用户24小时综合热负荷曲线，求小时综合热负荷曲线，求出其平均热负荷曲线，然后根据出其平均热负荷曲线，然后根据24小时热负荷波动曲线与平均热负荷曲线小时热负荷波动曲线与平均热负荷曲线间的变化差值进行积分，得出积分曲线，积分曲线上的最高点和最低点的绝对值，间的变化差值进行积分，得出积分曲线，积分曲线上的最高点和最低点的绝对值，即为蒸汽蓄热器平衡波动热负荷必须的计算蓄热量。即为

10、蒸汽蓄热器平衡波动热负荷必须的计算蓄热量。9第9页，共52页，编辑于2022年，星期二 波波动负动负荷曲荷曲线线D=f(t)的平均的平均负负荷，按下式荷，按下式计计算算式中：Di：平均负荷（kg/h）t0：总的时间（h）按照24小时热负荷曲线计算波波动负动负荷曲荷曲线线D=f(t)的函数性的函数性质质一般不易于数学公式表达，故曲一般不易于数学公式表达，故曲线线面面积积可采用可采用面面积仪积仪或近似面或近似面积积分割法求出。分割法求出。10第10页，共52页，编辑于2022年，星期二蓄蓄热热器平均波器平均波动热负动热负荷必需的蓄荷必需的蓄热热量量积积分曲分曲线线：11第11页，共52页，编辑于2

11、022年，星期二B、高峰负荷法计算蓄热量：、高峰负荷法计算蓄热量：高峰负荷计算法是以用汽设备在高峰负荷最大持续时间内蒸汽用量作为高峰负荷计算法是以用汽设备在高峰负荷最大持续时间内蒸汽用量作为依据，减去锅炉在高峰期最大供汽量，即为蓄热器计算蓄热量。这种方依据，减去锅炉在高峰期最大供汽量，即为蓄热器计算蓄热量。这种方法常用于具有突出的高峰负荷的用户，如造纸、制糖、纺织、印染、橡法常用于具有突出的高峰负荷的用户，如造纸、制糖、纺织、印染、橡胶、食品等行业及科学试验。具体蓄热量计算：胶、食品等行业及科学试验。具体蓄热量计算：G0：计算蓄热量（蒸汽）量（kg）Dmax：用汽设备最大耗汽量（kg/h）Dg

12、：锅炉（余热锅炉）额定蒸发量（kg/h）t：高峰负荷持续时间（min）12第12页，共52页，编辑于2022年，星期二C、充热时间法计算蓄热量：如转炉炼钢必须采用纯氧顶吹工艺以提高冶炼温度，充热时间法计算蓄热量：如转炉炼钢必须采用纯氧顶吹工艺以提高冶炼温度，缩短冶炼时间，于是冶炼烟气（废气）温度高达缩短冶炼时间，于是冶炼烟气（废气）温度高达800 -1200，利用蒸汽蓄热，利用蒸汽蓄热器回收废热加以利用。器回收废热加以利用。80t转炉，小时产汽量转炉，小时产汽量20t（压力为（压力为1.27Mpa，温度，温度194）。）。120t转炉，小时产汽量转炉，小时产汽量40t（压力为（压力为2.45M

13、pa，温度，温度225）。）。180t转炉，小时产汽量转炉，小时产汽量60t（压力为（压力为2.45Mpa，温度，温度225）。）。因为转炉炼钢是周期性操作，产汽只在吹氧时发生，故为间断性热源，时有时无，因为转炉炼钢是周期性操作，产汽只在吹氧时发生，故为间断性热源，时有时无，时大时小，在未采用蒸汽蓄热器之前，全部排空放散，应用蓄热器的独特功能，是把时大时小，在未采用蒸汽蓄热器之前，全部排空放散，应用蓄热器的独特功能，是把间断性热源变成连续性热源，废热全部得以回收综合利用。间断性热源变成连续性热源，废热全部得以回收综合利用。对于废热回收场合需要的蒸汽蓄热器，要求在一定的时间内，吸收全部废热蒸汽，

14、对于废热回收场合需要的蒸汽蓄热器，要求在一定的时间内，吸收全部废热蒸汽，因此可采用充热时间作为依据，计算蒸汽蓄热器的蓄热量：因此可采用充热时间作为依据，计算蒸汽蓄热器的蓄热量：式中G0：计算蓄热量（kg）Di：废热平均排出量（产汽量）（kg/h）t:充热时间（min）13第13页，共52页，编辑于2022年，星期二单位水容积蓄热量的计算单位水容积蓄热量的计算 单位水容积蓄热量与充热、放热的压差成正比，压差越大，节能效果越好。单位水容积蓄热量与充热、放热的压差成正比，压差越大，节能效果越好。但是充热、但是充热、放热压差受到供热系统的供热与用热设备限定的工作压力的约束。放热压差受到供热系统的供热与

15、用热设备限定的工作压力的约束。蒸汽蓄热器充热压力必须依照锅炉工作压力（或最高工作压力）来设定，并考虑系统运蒸汽蓄热器充热压力必须依照锅炉工作压力（或最高工作压力）来设定，并考虑系统运行阻力；行阻力；蒸汽蓄热器放热压力必须满足用户工作压力的需求；蒸汽蓄热器放热压力必须满足用户工作压力的需求；充热压力充热压力P1=锅炉工作压力锅炉工作压力Pg 减去减去 锅炉至蓄热器入口处管道阻力锅炉至蓄热器入口处管道阻力P1;放热压力放热压力P2=用户最低工作压力用户最低工作压力Pc 加上加上 蓄热蓄热器器至热用户管道阻力至热用户管道阻力P2；蓄热器充热至蒸汽蓄热器放热出口阻力损失约为：蓄热器充热至蒸汽蓄热器放热

16、出口阻力损失约为：0.05Mpa单位容积蓄热量按下式计算：单位容积蓄热量按下式计算：P1 为蓄热器充热压力、为蓄热器充热压力、P2为蓄热器为蓄热器 放放热压力热压力式中：q0：单位饱和水压降p1p2产生的蒸汽量（kg/kg）；分别为压力为p1和p2时饱和蒸汽的焓值。分别为压力P1和P2时饱和水的焓值（KJ/kg）；14第14页，共52页，编辑于2022年，星期二如充热压力 p1为13kg/cm2、16kg/cm2、25kg/cm2;放热压力 p2为6kg/cm2、单位体积产汽量：53kg/m3、69kg/m3、109kg/m3;如充热压力 p1为25kg/cm2、39kg/cm2、50kg/c

17、m2；放热压力 p2为13kg/cm2、单位体积产汽量：62kg/m3、86kg/m3、118kg/m3；如充热压力 p1为5.0Mpa，放热压力p2为1.27Mpa；在要求蒸汽蓄热器，平衡热负荷波动幅度65t(即贮汽65t)情况下=773.12m3=800在要求蒸汽蓄热器，平衡热负荷波动幅度36.1t(即贮汽36.1t)情况下：故选用故选用为宜为宜则可选用容积则可选用容积200m3蒸汽蓄热器蒸汽蓄热器2台台=429.38m315第15页，共52页，编辑于2022年，星期二五、蒸汽蓄热器的管路系统：蒸汽蓄热器的管路系统：、蒸汽蓄热器的连接方式：分为并联和串联两种，、蒸汽蓄热器的连接方式：分为并

18、联和串联两种，采用何采用何种种形式必须形式必须根据供热系根据供热系统负荷变化的特点选用。统负荷变化的特点选用。a、并联系统：蓄热器的充热管与放热管相联通、并联系统：蓄热器的充热管与放热管相联通,中间用截止阀控制。中间用截止阀控制。来自锅炉高压蒸汽通过自动调节阀组可直接送往低压蒸汽用户。这种来自锅炉高压蒸汽通过自动调节阀组可直接送往低压蒸汽用户。这种连接方式在连接方式在特定特定的瞬的瞬间间时，时，如果如果热负荷刚好等于锅炉出力时，锅炉产生的蒸汽直接带动用热负荷，蒸汽蓄热器即热负荷刚好等于锅炉出力时，锅炉产生的蒸汽直接带动用热负荷，蒸汽蓄热器即不充热，也不放热。不充热，也不放热。当当高压蒸汽过剩时

19、高压蒸汽过剩时，就进入蓄热器自动充热。低压蒸汽不足时又从蓄热就进入蓄热器自动充热。低压蒸汽不足时又从蓄热器自动放热，补充用户使用的蒸汽。器自动放热，补充用户使用的蒸汽。1、来自锅炉的蒸汽、来自锅炉的蒸汽2、蒸汽蓄热器、蒸汽蓄热器3、送低压蒸汽用户、送低压蒸汽用户4、充热放热公用管道、充热放热公用管道16第16页，共52页，编辑于2022年，星期二b、串联系统：充热和放热管道不相连接，高压蒸汽必须全部经过蓄热器后，经、串联系统：充热和放热管道不相连接，高压蒸汽必须全部经过蓄热器后，经蓄热器闪蒸，再进入低压供热系统。串联系统适于脉冲式或间断式用汽的供热系蓄热器闪蒸，再进入低压供热系统。串联系统适于

20、脉冲式或间断式用汽的供热系统或蓄热器兼作为减温减压器使用的场合。统或蓄热器兼作为减温减压器使用的场合。、来自锅炉高压蒸汽、来自锅炉高压蒸汽 、蒸汽、蒸汽蓄热器蓄热器、送往低压用户、送往低压用户如转炉炼钢如转炉炼钢,余热锅炉废热回收系统余热锅炉废热回收系统17第17页，共52页，编辑于2022年，星期二、设置止回阀、设置止回阀 为使蒸汽蓄热器能够自动有效地进行充热和放热，在并联系统的蓄热器进为使蒸汽蓄热器能够自动有效地进行充热和放热，在并联系统的蓄热器进汽管和放汽管上，必须汽管和放汽管上，必须设设置止回阀。（串联系统的进汽管和放热管亦同样）。置止回阀。（串联系统的进汽管和放热管亦同样）。充热管上

21、设置止回阀是防止充热时，蒸汽倒流入蓄热器的汽空间，保证蓄充热管上设置止回阀是防止充热时，蒸汽倒流入蓄热器的汽空间，保证蓄热器充热效果；热器充热效果；放热管上设置止回阀是防止放热时，低压蒸汽在非正常操作的情况下，倒放热管上设置止回阀是防止放热时，低压蒸汽在非正常操作的情况下，倒流入蓄热器的汽空间，保证蓄热器放热效果。流入蓄热器的汽空间，保证蓄热器放热效果。18第18页，共52页，编辑于2022年，星期二、蓄热器的供水和放水、蓄热器的供水和放水 蓄热器在调试运行时，需向蓄热器中至少注入蓄热器在调试运行时，需向蓄热器中至少注入50%65%的软化水，正常运行中，充的软化水，正常运行中，充水量要达到水量

22、要达到75%85%为宜，水量低于为宜，水量低于75%时，要注水（自动控制）水量高于时，要注水（自动控制）水量高于90%时，要放水（自动控制，时，要放水（自动控制，由由溢溢流流口放水）。在过热蒸汽的供热系统中，进入口放水）。在过热蒸汽的供热系统中，进入蓄热器高压蒸汽是过热蒸汽。而蓄热器放热的蒸汽是饱和蒸汽，这样会导致蓄热器高压蒸汽是过热蒸汽。而蓄热器放热的蒸汽是饱和蒸汽，这样会导致出现剩余的热量。这些热量会使水空间有更多过饱和水挥发成蒸汽。随着充、出现剩余的热量。这些热量会使水空间有更多过饱和水挥发成蒸汽。随着充、放热连续不断进行放热连续不断进行，水位会降低。因此要定期（一般在三个月左右）向蓄热

23、器补水，水位会降低。因此要定期（一般在三个月左右）向蓄热器补水，补水补水（软化水）（软化水）可从给水系统接入。可从给水系统接入。在饱和蒸汽供热系统的蓄热器在饱和蒸汽供热系统的蓄热器中中，由于低压蒸汽的汽化潜热高于蒸汽的汽化，由于低压蒸汽的汽化潜热高于蒸汽的汽化潜热，经过蓄热器不停的充、放热过程，蓄热器水位会升高。因此蓄热器在长期潜热，经过蓄热器不停的充、放热过程，蓄热器水位会升高。因此蓄热器在长期运行时，必须定期放水，在正常运行情况下，一般三个月左右。蓄热器放出的水运行时，必须定期放水，在正常运行情况下，一般三个月左右。蓄热器放出的水是是温度较高的热温度较高的热水，应接入锅炉除氧水箱或锅炉给水

24、箱中，回收利用。水，应接入锅炉除氧水箱或锅炉给水箱中，回收利用。19第19页，共52页，编辑于2022年，星期二蒸汽蓄蒸汽蓄热热器典型并器典型并联联系系统统：20第20页，共52页，编辑于2022年，星期二六、蒸汽蓄六、蒸汽蓄热热器最新技器最新技术术：国家实用新型技术专利国家实用新型技术专利自动微过热蒸汽蓄热器技术自动微过热蒸汽蓄热器技术 。专利号：专利号：ZL200620032613.4，专利人为张德时、赵宽。专利人为张德时、赵宽。由于普通的蒸汽蓄热器放热时只能产生由于普通的蒸汽蓄热器放热时只能产生饱和蒸汽，而且，饱和蒸汽带水严重，经测试为饱和蒸汽，而且，饱和蒸汽带水严重，经测试为7%9%，

25、不能并网使用，不能并网使用。而在一些特殊的用热而在一些特殊的用热场合，往往又需要微过热的饱和蒸汽，过热温度一般要求：微过热场合，往往又需要微过热的饱和蒸汽，过热温度一般要求：微过热35，有的甚至要，有的甚至要求微过热求微过热1015。如冶金转炉炼钢的供热系统中，钢包精炼炉如冶金转炉炼钢的供热系统中，钢包精炼炉RH炉和钢水精炼炉炉和钢水精炼炉VD炉，炉，都是实现真空冶炼必都是实现真空冶炼必备备设备设备。是是为提高钢材质量，消除钢材冶炼缺陷，必不可少的措施；为提高钢材质量，消除钢材冶炼缺陷，必不可少的措施；而真空冶炼的动力，是蒸汽喷射泵抽真空的操作，能使钢水表面形成而真空冶炼的动力，是蒸汽喷射泵抽

26、真空的操作，能使钢水表面形成150mmH2O柱的低真柱的低真空，使钢水里面的有空，使钢水里面的有害害气体、杂质迅速逸出钢水表气体、杂质迅速逸出钢水表面面，予以清除，实现真空冶炼的目的。，予以清除，实现真空冶炼的目的。而蒸汽喷射泵使用的高压而蒸汽喷射泵使用的高压饱和饱和蒸汽就要求微过热蒸汽就要求微过热3 5。除此之外，饱和蒸汽发电，。除此之外，饱和蒸汽发电，并并入热网及军工试验场合也有入热网及军工试验场合也有饱和蒸汽饱和蒸汽微过热的要求。微过热的要求。21第21页，共52页，编辑于2022年，星期二如何实现蒸汽蓄热器放热的饱和蒸汽变成过热的饱和蒸汽，微过热达到如何实现蒸汽蓄热器放热的饱和蒸汽变成

27、过热的饱和蒸汽，微过热达到35，甚至达到，甚至达到1015，专利核心技术有四点：，专利核心技术有四点：、改变普通蒸汽蓄热器的高压喷嘴为渐缩渐扩型：、改变普通蒸汽蓄热器的高压喷嘴为渐缩渐扩型：836。、改变普通蓄热器单层、改变普通蓄热器单层结构结构的循环筒为双层的循环筒为双层结构结构的加热筒，由一层圆筒状，改为双层内的加热筒，由一层圆筒状，改为双层内部部结构结构为孔板式的扇形加热筒，由原来一个单纯混合循环变成三个加热循环，并且能为孔板式的扇形加热筒，由原来一个单纯混合循环变成三个加热循环，并且能够达到够达到压力梯度，压力梯度，温度梯度，温度梯度 。以上四点为自动微过热蒸汽蓄热器的核心技术。自动微

28、过热蒸汽蓄热器不仅适合于以上四点为自动微过热蒸汽蓄热器的核心技术。自动微过热蒸汽蓄热器不仅适合于任何使用场合，亦能满足某些特殊场合的需要：如真空冶炼、饱和蒸汽发电、大型热网任何使用场合，亦能满足某些特殊场合的需要：如真空冶炼、饱和蒸汽发电、大型热网并网使用并网使用，现已被冶金行业、电力行业、机械制造行业等多家企业采用，深受好评，现已被冶金行业、电力行业、机械制造行业等多家企业采用，深受好评。、改变普通蓄热器集、改变普通蓄热器集汽汽罐的结构，除增加两级汽水分离装置外，还增设了拉伐尔过罐的结构，除增加两级汽水分离装置外，还增设了拉伐尔过热管热管，通过通过改变蒸汽流速，绝热膨胀，提高蒸汽改变蒸汽流速

29、，绝热膨胀，提高蒸汽自身自身温度。温度。、增设热管加热器，采用、增设热管加热器，采用 252紫铜管，内部充紫铜管，内部充满满传热介质溴化锂，传热介质溴化锂，L3600 116根，根，通过热管吸热、放热作用达到并实现微过热的目的。通过热管吸热、放热作用达到并实现微过热的目的。自动微过热蒸汽蓄热器技术可靠，设备先进，节能效果显著，亟待普及推自动微过热蒸汽蓄热器技术可靠，设备先进，节能效果显著，亟待普及推广广使用。适应国家使用。适应国家节能减排的战略方针节能减排的战略方针。实现企业可持续发展，技术创新实现企业可持续发展，技术创新，不仅大大提高了企业经济效益，不仅大大提高了企业经济效益，而且有效地提升

30、了企业的竞争力。而且有效地提升了企业的竞争力。22第22页，共52页，编辑于2022年，星期二七、增设蒸汽蓄热器的工程实例和经济效益。七、增设蒸汽蓄热器的工程实例和经济效益。1、蓄热器的应用范围：、蓄热器的应用范围：、国家节能环保的产业政策：原国家计委、国家经贸委、国家科委联合制定并颁布的：国家节能环保的产业政策：原国家计委、国家经贸委、国家科委联合制定并颁布的：“中国节能技术政策大纲中国节能技术政策大纲”，计，计交交能能字字1996905号文件，明确指出：提高用热设备的热号文件，明确指出：提高用热设备的热效率和供热系统的热效率，改造落后的用热工艺设备。大量用汽的工业企业（如造纸、效率和供热系

31、统的热效率，改造落后的用热工艺设备。大量用汽的工业企业（如造纸、制糖、印染、食品等）在动力供应方面，宜采用制糖、印染、食品等）在动力供应方面，宜采用以热定电、热电结合以热定电、热电结合的方式，实的方式，实现蒸汽热能的梯级利用，对热负荷波动较大的供热系统，推荐使用蓄热器。现蒸汽热能的梯级利用，对热负荷波动较大的供热系统，推荐使用蓄热器。由此可见：推广使用蒸汽蓄热器是贯彻国家节省能源，保护环境的重大实施措施。由此可见：推广使用蒸汽蓄热器是贯彻国家节省能源，保护环境的重大实施措施。23第23页，共52页，编辑于2022年，星期二、增设蒸汽蓄热器的充分必要条件、增设蒸汽蓄热器的充分必要条件 一是：蒸汽

32、作为生产动力的一是：蒸汽作为生产动力的;二是：热负荷有较二是：热负荷有较大波动的。大波动的。凡是符合上述条件的国民经济生产领域、生活领域皆可增设蒸汽蓄热器。特凡是符合上述条件的国民经济生产领域、生活领域皆可增设蒸汽蓄热器。特别适合应用于：别适合应用于：（1）、热负荷波动较大的工业企业供热系统。（如造纸、制糖、冶金、化工、热电等工）、热负荷波动较大的工业企业供热系统。（如造纸、制糖、冶金、化工、热电等工业企业）业企业）（2）、间断性产生热源供热系统。（如转炉炼钢废热回收、垃圾电厂）、间断性产生热源供热系统。（如转炉炼钢废热回收、垃圾电厂）（3）、需要储存定量蒸汽，随时供应紧急用热的供热系统（发电

33、厂故障）、需要储存定量蒸汽，随时供应紧急用热的供热系统（发电厂故障处理、冬季极端天气时尖峰供热）。处理、冬季极端天气时尖峰供热）。（4）、瞬间耗用大量蒸汽的供热系统（如真空技术、军工技术）。）、瞬间耗用大量蒸汽的供热系统（如真空技术、军工技术）。（5）、供热不足的老企业增加供热能力的技术改造。）、供热不足的老企业增加供热能力的技术改造。24第24页，共52页，编辑于2022年，星期二 众所周知：众所周知：按照按照我国现行工业企业供热的技术规范：我国现行工业企业供热的技术规范：GBJ41-79：工业企业锅炉房：工业企业锅炉房供热能力，是按企业生产工艺要求的最大热负荷供热能力，是按企业生产工艺要求

34、的最大热负荷Qmax设计的设计的,为确保安全可靠，又另加设了为确保安全可靠，又另加设了备用锅炉。如果能够采用按平均热负荷备用锅炉。如果能够采用按平均热负荷Qnpc确定锅炉容量（锅炉容量：可以小于最大确定锅炉容量（锅炉容量：可以小于最大热负荷，但必须略大于或等于平均热负荷）加上增设相应容量的蒸汽蓄热器。通过热负荷，但必须略大于或等于平均热负荷）加上增设相应容量的蒸汽蓄热器。通过蓄热器充、放热，平衡热负荷的波动，满足最大热负荷供热需要。这样一来，势必蓄热器充、放热，平衡热负荷的波动，满足最大热负荷供热需要。这样一来，势必减小了锅炉的容量，减少了锅炉的数量。从而大大减少了基建投资及实际运用费用。减小

35、了锅炉的容量，减少了锅炉的数量。从而大大减少了基建投资及实际运用费用。节能环保，意义重大，不可估量。因此节能环保，意义重大，不可估量。因此对对老企业增加供热老企业增加供热能力能力的改造，不的改造，不再再需需要要增加增加锅炉，只需锅炉，只需要要增加相应容量的蒸汽蓄热器。增加相应容量的蒸汽蓄热器。Qmax:Qnpc为为3:2,可省去相同容量的可省去相同容量的锅锅炉一台。炉一台。Qmax:Qnpc为为3:1，可省去相同容量的，可省去相同容量的锅锅炉两台。炉两台。式中：式中：Qmax为为24小小时热负时热负荷曲荷曲线线的最大的最大值值；Qnpc为为24小小时热负时热负荷曲荷曲线线的平均的平均值值（此平

36、均（此平均值为热负值为热负荷曲荷曲线积线积分的平均分的平均值值，而不是最大而不是最大热负热负荷和最小荷和最小热负热负荷算荷算术术平均平均值值）。）。如果：如果：25第25页，共52页，编辑于2022年，星期二2、热电联产供热系统增设蓄热器的实例、热电联产供热系统增设蓄热器的实例、青岛啤酒厂企业自备电站增设蒸汽蓄热器的实例、青岛啤酒厂企业自备电站增设蒸汽蓄热器的实例青岛啤酒厂热电联产供热系统，装机容量（中温中压）：青岛啤酒厂热电联产供热系统，装机容量（中温中压）：235t/h1B3-35/6(可调可调)，还有，还有(低压低压1.27Mpa)220t/h,饱和蒸汽锅炉（作为调峰锅炉）。饱和蒸汽锅炉

37、（作为调峰锅炉）。啤酒主要生产工艺及用热情况：啤酒主要生产工艺及用热情况：26第26页，共52页，编辑于2022年，星期二啤酒生产工艺过程可分为：麦芽加工、糖化、发酵、贮藏及罐装。工啤酒生产工艺过程可分为：麦芽加工、糖化、发酵、贮藏及罐装。工艺概况及用热特点：艺概况及用热特点：（1）麦芽生产：啤酒是通过酵母的作用而酿成的。麦芽生产是激活酶的作用，使制酒用的麦粒中所麦芽生产：啤酒是通过酵母的作用而酿成的。麦芽生产是激活酶的作用，使制酒用的麦粒中所含淀粉达到易溶于水的状态。选用优质大麦，除去杂质，经筛分后倒入浸麦槽泡入水中，并放到含淀粉达到易溶于水的状态。选用优质大麦，除去杂质，经筛分后倒入浸麦槽

38、泡入水中，并放到低温适当的湿度空气中使麦粒发芽。经过七天发芽完毕。发芽的麦粒经烘干，去根成为麦芽。麦低温适当的湿度空气中使麦粒发芽。经过七天发芽完毕。发芽的麦粒经烘干，去根成为麦芽。麦芽生产过程中，主要用汽设备为麦芽烘炉，其用汽负荷按程序控制在干燥开始时最大，然后逐渐芽生产过程中，主要用汽设备为麦芽烘炉，其用汽负荷按程序控制在干燥开始时最大，然后逐渐减小，干燥时间约为减小，干燥时间约为24小时。麦芽生产用蒸汽约占总耗量小时。麦芽生产用蒸汽约占总耗量15%左右。左右。（2）糖化：由于酶的作用，能从麦芽的浸出物水解成糖分，这就是糖化工艺。具体工艺）糖化：由于酶的作用，能从麦芽的浸出物水解成糖分，这

39、就是糖化工艺。具体工艺是把麦芽汁放入盛有热水的糖化锅并加热，将麦芽汁煮沸。麦芽汁的煮沸也需使用蒸是把麦芽汁放入盛有热水的糖化锅并加热，将麦芽汁煮沸。麦芽汁的煮沸也需使用蒸汽加热，并且糖化工艺系周期性操作，间断性的供热。因此用汽负荷波动很大，波动汽加热，并且糖化工艺系周期性操作，间断性的供热。因此用汽负荷波动很大，波动周期为周期为2个小时左右，糖化工艺用蒸汽量为总耗量个小时左右，糖化工艺用蒸汽量为总耗量35%左右。左右。27第27页，共52页，编辑于2022年，星期二 （3）、发酵及贮藏：麦芽汁冷却后加入酵母，并倒入发酵罐开始发酵。在酵母的作用）、发酵及贮藏：麦芽汁冷却后加入酵母，并倒入发酵罐开

40、始发酵。在酵母的作用下，麦芽汁的糖份分解为啤酒及二氧化碳。在贮酒罐中低温贮藏下，麦芽汁的糖份分解为啤酒及二氧化碳。在贮酒罐中低温贮藏6090天后成为成品啤天后成为成品啤酒。发酵贮存用蒸汽占总耗量酒。发酵贮存用蒸汽占总耗量10%。（4）、灌灌装装 把把成成品品啤啤酒酒装装入入罐罐内内后后密密封封，用用杀杀菌菌机机通通过过热热水水喷喷淋淋杀杀菌菌。设设备备用用汽汽量量除除在在开始使用时和停止使用时用汽负荷有波动外，其余时间波动较小。灌装用蒸汽占总耗量开始使用时和停止使用时用汽负荷有波动外，其余时间波动较小。灌装用蒸汽占总耗量30%。（5）、经多次）、经多次24小时连续热负荷波动考察和测定，对啤酒生

41、产工艺耗能情况作出了准小时连续热负荷波动考察和测定，对啤酒生产工艺耗能情况作出了准确分析，结论如下：确分析，结论如下：麦芽加工占麦芽加工占15%，糖化占，糖化占35%，发酵占，发酵占10%，灌装（消毒）占，灌装（消毒）占30%，废水处理，废水处理5%，生活用汽占生活用汽占3%，其他占，其他占2%。其中需要昼夜不停地供汽的生产工艺有麦芽加工、糖化、废水处理。其中需要昼夜不停地供汽的生产工艺有麦芽加工、糖化、废水处理。28第28页，共52页，编辑于2022年，星期二（6）啤酒生产工艺）啤酒生产工艺24小时热负荷曲线：小时热负荷曲线：青啤生产工艺中青啤生产工艺中 Qmax夏：夏：60t/h、Qmax

42、冬冬:42t/h;Qmin夏：夏：14t/h、Qmin冬：冬：8.5t/h；经热负荷曲线积分算出平均热负荷经热负荷曲线积分算出平均热负荷Qnpc夏夏:32t/h24小时之内热负荷波动周期小时之内热负荷波动周期5次，集中在次，集中在5.0022.00左右时间段上。左右时间段上。29第29页，共52页，编辑于2022年，星期二热负荷曲线分析：热负荷曲线分析：高峰热负荷主要是糖化工序用热量大，糖化时间高峰热负荷主要是糖化工序用热量大，糖化时间1.52个小时。最大用汽量个小时。最大用汽量60t/h,间断时间约间断时间约2个个小时。小时。低谷负荷是在糖化装料时，其他工序如麦芽等工序用汽量较小，一般都在低

43、谷负荷是在糖化装料时，其他工序如麦芽等工序用汽量较小，一般都在1420t/h之间，虽然也之间，虽然也有波动，但波动量也较小。有波动，但波动量也较小。热负荷的剧烈波动直接影响背压机热负荷的剧烈波动直接影响背压机B3-35/6稳定运行。热负荷大时，背压机组出力大，稳定运行。热负荷大时，背压机组出力大，热负荷小时，背压机组出力小，当热负荷降低至低于热负荷小时，背压机组出力小，当热负荷降低至低于14t/h时，背压机无法正常运行。时，背压机无法正常运行。为了确保热电机组的供热系统中，背压机安全稳定运行，使其稳定工作在额定负荷状为了确保热电机组的供热系统中，背压机安全稳定运行，使其稳定工作在额定负荷状态下

44、，达到满发出力的目的，因此，必须加装蒸汽蓄热器。利用蒸汽蓄热器的充热和闪蒸态下，达到满发出力的目的，因此，必须加装蒸汽蓄热器。利用蒸汽蓄热器的充热和闪蒸放热的独特功能，平衡热负荷的波动，是唯一给力的办法。放热的独特功能，平衡热负荷的波动，是唯一给力的办法。背压机背压机B3-35/6 额定进汽压力：额定进汽压力：3.5Mpa，额定进汽量，额定进汽量38t/h,扣除自身汽耗，排汽量：扣除自身汽耗，排汽量：36.5t/h.30第30页，共52页，编辑于2022年，星期二（7）、增设蒸汽蓄热器的工程设计参数：）、增设蒸汽蓄热器的工程设计参数：如以背压机排汽供热为主，则需要蓄热器闪蒸出力为：如以背压机排

45、汽供热为主，则需要蓄热器闪蒸出力为：60t/h-36.5t/h=23.5t/h;如以锅炉出力供热为主，如以锅炉出力供热为主，则需要蓄热器闪蒸出力为：则需要蓄热器闪蒸出力为：60t/h-28t/h=32t/h;考虑到现有工程条件，为了增加企业的发电效益，热电联产供热效率高，效益好。考虑到现有工程条件，为了增加企业的发电效益，热电联产供热效率高，效益好。能够实现蒸汽的梯级利用，高位能发电，低位能供热，取得较大的节约能源，减少污染，能够实现蒸汽的梯级利用，高位能发电，低位能供热，取得较大的节约能源，减少污染，保护环境的社会效益。为此，按蓄热器的蓄热量保护环境的社会效益。为此，按蓄热器的蓄热量Q=23

46、.5t/h计算蒸汽蓄热器的蓄热量。计算蒸汽蓄热器的蓄热量。依据如下技术条件，计算蓄热器的容积：依据如下技术条件，计算蓄热器的容积：已知条件：已知条件：最大最大热负热负荷荷Qmax夏夏60t/h，Qmax冬冬42t/h 最小最小热负热负荷荷Qmin夏夏14t/h，Qmin冬冬8.0t/h 平均平均热负热负荷荷Qnsp夏夏28t/h，汽机排汽：，汽机排汽：36.5t/h31第31页，共52页，编辑于2022年，星期二 其中其中 P1进汽压力=3.82Mpa，P2放热压力=0.6Mpa 32第32页，共52页，编辑于2022年，星期二 由于场地所限，采用两台由于场地所限，采用两台90m3蒸汽蓄热器，

47、并联运行使用。蒸汽蓄热器，并联运行使用。蒸汽蓄热器的主要技术参数如下：蒸汽蓄热器的主要技术参数如下：设计压设计压力力为为：4.5Mpa 工作工作压压力力为为：3.8Mpa焊焊接系数：接系数：1.0；主要受主要受压压件材件材质质：Q345R筒体直径：筒体直径：2800mm 总长总长：15000mm 直直线长线长：13000mm 壁厚：壁厚：60mm 蓄蓄热热器器设备设备重量重量85t设计温度为：设计温度为：271 工作温度为：工作温度为：265工作介质：软化水、饱和蒸汽工作介质：软化水、饱和蒸汽;腐蚀余度：腐蚀余度：2mm全容积：全容积：90m3 容器类别：容器类别：类类33第33页，共52页，

48、编辑于2022年，星期二蒸汽蓄热器的主要配套件蒸汽蓄热器的主要配套件：不锈钢304,加热筒26个：2683881380高压喷嘴 1Cr18Ni9Ti 312个：836 （实用新型技术专利：专利号：200620032613.4）磁翻柱式双色液面指示计2只 全启式弹簧安全阀2只（型号：A48Y-40）耐震压力表300 精度不低于1.5级，量程：04.9Mpa水位平衡容器1支34第34页，共52页，编辑于2022年，星期二（8）、增设蒸汽蓄热器以后，热电联产供热运行方式：）、增设蒸汽蓄热器以后，热电联产供热运行方式：两台两台90m3蒸汽蓄蒸汽蓄热热器器 型号：型号：TXR-90-3.82/0.6其充

49、其充热压热压力力为为P1：3.82Mpa ，放，放热压热压力力P2:0.6Mpa 在采用渐缩渐扩型不锈钢，高压喷嘴和双层结构，内部为孔板式不锈钢加热在采用渐缩渐扩型不锈钢，高压喷嘴和双层结构，内部为孔板式不锈钢加热筒的前提下，蒸汽蓄热器闪蒸量，按下列经验公式计算：筒的前提下，蒸汽蓄热器闪蒸量，按下列经验公式计算：式中：式中：V=90m 90m3 3代入，代入，G=12.85t/h，两台，两台闪闪蒸蒸汽量蒸蒸汽量为为：25.7t/hg gmaxmax：最大闪蒸蒸发率：最大闪蒸蒸发率D Dw w：蓄热器内部水密度：蓄热器内部水密度如在：如在：p p1 1充热压力充热压力3.82Mpa3.82Mpa

50、时，最大闪蒸蒸发率时，最大闪蒸蒸发率g g1 1maxmax如在：如在：p p2 2放热压力放热压力0.6Mpa0.6Mpa时，最大闪蒸蒸发率时，最大闪蒸蒸发率g g2 2maxmax90m90m3 3蒸汽蓄热器闪蒸蒸发量：蒸汽蓄热器闪蒸蒸发量：G=(gG=(g1 1maxmax-g-g2 2maxmax)V V35第35页，共52页，编辑于2022年，星期二 蒸汽蓄蒸汽蓄热热器器连连接方式：采用并接方式：采用并联连联连接方式，即由高接方式，即由高压压分汽缸引出分汽缸引出2197管道，并管道，并联进联进入两台蒸汽蓄入两台蒸汽蓄热热器器进进汽口（充汽口（充热热口）即可。口）即可。进进口管道上尚口