蒸汽基礎(chǔ)知識(shí)

1、蒸汽基礎(chǔ)知識(shí)為什么要用蒸汽作熱媒？n 產(chǎn)生于水（便宜、易獲得）產(chǎn)生于水（便宜、易獲得）n 無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)色無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)色n 便于輸送便于輸送n 熱值高熱值高n 傳熱快傳熱快n 易于控制（壓力、溫度）易于控制（壓力、溫度）水 的 來(lái) 源 雨水雨水溶解空氣中的氧溶解空氣中的氧自由氧對(duì)鍋爐管壁產(chǎn)生腐蝕自由氧對(duì)鍋爐管壁產(chǎn)生腐蝕江、河、湖、井水江、河、湖、井水溶解硅、鈣、碳酸鹽溶解硅、鈣、碳酸鹽 鈣和硅在鍋爐管壁形成硬垢鈣和硅在鍋爐管壁形成硬垢碳酸鹽形成碳酸鹽形成 CO2化學(xué)處理軟化/除鹽 + 除離子去硬度處理一：處理一：去去 硬硬 度度吸氧化合物吸氧化合物除氧器除氧器處理二：處理二：除除 氧氧蒸汽的

2、基本概念水加熱后產(chǎn)生的無(wú)色透明氣體指在一定壓力下與水的沸點(diǎn)溫度相對(duì)應(yīng)的純蒸汽蒸汽溫度達(dá)到飽和溫度后繼續(xù)吸熱直到溫度升高，高于飽和溫度的蒸汽。又叫二次蒸汽，指一定壓力下的熱凝結(jié)水或鍋爐水被降壓，部分水分會(huì)二次蒸發(fā)，所得到的蒸汽即為閃蒸汽。凝結(jié)水的基本概念蒸汽冷卻后產(chǎn)生的水。在一定壓力下與水的沸點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的水。在一定壓力下比水的沸點(diǎn)溫度低的水。溫-焓圖這一點(diǎn)叫什么？這一點(diǎn)叫什么？蒸汽產(chǎn)生過(guò)程定壓預(yù)熱定壓預(yù)熱定壓汽化定壓汽化定壓過(guò)熱定壓過(guò)熱水吸收熱能使得物理狀水吸收熱能使得物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：飽和溫度（沸點(diǎn)）飽和溫度（沸點(diǎn)）飽和、過(guò)熱飽和、過(guò)熱顯熱顯熱潛熱潛熱總熱焓總熱

3、焓比容比容飽和蒸汽主要特性溫度隨壓力升高而升高溫度隨壓力升高而升高, , 成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 顯顯熱隨壓力升高而增大熱隨壓力升高而增大, ,在三相點(diǎn)時(shí)為零在三相點(diǎn)時(shí)為零 潛熱潛熱隨壓力升高而減小隨壓力升高而減小, ,到臨界點(diǎn)時(shí)為零到臨界點(diǎn)時(shí)為零 總總熱焓在絕對(duì)壓力熱焓在絕對(duì)壓力3.1MPa3.1MPa以下時(shí)隨壓力以下時(shí)隨壓力升高而升高而 增大增大, ,在在3.1MPa3.1MPa以上時(shí)隨壓力升高而減小以上時(shí)隨壓力升高而減小在中低壓下在中低壓下, ,潛熱占總熱焓的絕大比重潛熱占總熱焓的絕大比重 蒸汽蒸汽比容隨壓力升高而減小比容隨壓力升高而減小, ,到臨界點(diǎn)時(shí)與水的到臨界點(diǎn)時(shí)與水的比容相

4、同比容相同在低壓下在低壓下, ,蒸汽比容比水大許多倍蒸汽比容比水大許多倍 飽和蒸汽參數(shù)表飽和蒸汽壓力-溫度關(guān)系壓力壓力溫度溫度蒸汽蒸汽水水蒸汽特點(diǎn)一蒸汽特點(diǎn)一飽和曲線飽和曲線壓力-熱焓值蒸汽特點(diǎn)二蒸汽特點(diǎn)二壓力-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飽和蒸汽壓力下的比容飽和蒸汽壓力下的比容壓力壓力

5、bar比容比容 Cum/kg蒸汽特點(diǎn)三蒸汽特點(diǎn)三壓力與飽和溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系壓力與飽和溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系 壓力、飽和溫度、沸點(diǎn)、凝結(jié)點(diǎn)壓力、飽和溫度、沸點(diǎn)、凝結(jié)點(diǎn)不同壓力下，蒸汽中顯熱和潛熱分配比例的變化不同壓力下，蒸汽中顯熱和潛熱分配比例的變化 顯熱、潛熱、總熱顯熱、潛熱、總熱不同壓力下，蒸汽與水（不同壓力下，蒸汽與水（ 凝結(jié)水）的比容變化凝結(jié)水）的比容變化 膨脹、凝結(jié)、閃蒸膨脹、凝結(jié)、閃蒸 蒸 汽 品 質(zhì)濕蒸汽問(wèn)題濕蒸汽問(wèn)題空氣問(wèn)題空氣問(wèn)題雜質(zhì)問(wèn)題雜質(zhì)問(wèn)題濕 蒸 汽 源自：源自：n 負(fù)荷的波動(dòng)大；負(fù)荷的波動(dòng)大；n 鍋爐液位控制過(guò)高；鍋爐液位控制過(guò)高；n 水處理含鹽量水處理含鹽量TDS高；高；n 鍋

6、爐低壓運(yùn)行；鍋爐低壓運(yùn)行；n 輸送管道保溫差；輸送管道保溫差；n 缺少有效的疏水；缺少有效的疏水；n 閃蒸汽閃蒸汽濕蒸汽的危害降低輸送及換熱效率降低輸送及換熱效率產(chǎn)生水擊產(chǎn)生水擊例如：例如：5bar飽和蒸汽 潛熱值2085KJ/kg 5bar含濕5%的蒸汽 潛熱值1981KJ/kg 由此，鍋爐補(bǔ)水增加，鍋爐補(bǔ)水增加5%； 冷凝水增加冷凝水增加5% 鍋爐燃料增加鍋爐燃料增加5%空氣帶來(lái)的問(wèn)題（1）降低飽和溫度道爾頓定律（分壓力定律）道爾頓定律（分壓力定律）混合氣體總壓力等于各組成氣體的分壓力之和混合氣體總壓力等于各組成氣體的分壓力之和分容積定律分容積定律混合氣體總?cè)莘e等于各組成氣體的分容積之和混

7、合氣體總?cè)莘e等于各組成氣體的分容積之和分壓力與分容積成正比分壓力與分容積成正比V總總 = V蒸汽蒸汽 + V空氣空氣P總總 = P蒸汽蒸汽 + P空氣空氣空氣的存在降低了蒸汽分壓力，從而降低系統(tǒng)溫度?？諝獾拇嬖诮档土苏羝謮毫?，從而降低系統(tǒng)溫度?？諝鈳?lái)的問(wèn)題（1） 壓力（絕）壓力（絕） 飽和蒸汽溫度飽和蒸汽溫度 在不同空氣容積比例下溫度在不同空氣容積比例下溫度 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 17

8、1 165高壓蒸汽具有較少潛熱傳遞相同熱量需要更多的高壓蒸汽蒸汽中容積占蒸汽中容積占 0.5%0.5%的空氣降低傳熱效率的空氣降低傳熱效率50%50%空氣帶來(lái)的問(wèn)題(2)阻礙熱傳導(dǎo)被加熱介質(zhì)被加熱介質(zhì)空氣膜空氣膜冷凝水膜冷凝水膜污垢層污垢層污垢層污垢層金屬傳熱面金屬傳熱面水膜水膜蒸汽溫度蒸汽溫度120C1bar g的蒸汽的蒸汽90C被加熱介質(zhì)被加熱介質(zhì)溫度溫度空氣帶來(lái)的問(wèn)題(3)腐蝕和氣阻低于蒸汽溫度下低于蒸汽溫度下 CO2 + H2O = H2CO3 碳酸腐蝕回水管線等碳酸腐蝕回水管線等. .疏水閥必須在蒸汽溫度下排除空氣和凝結(jié)水疏水閥必須在蒸汽溫度下排除空氣和凝結(jié)水源自：鍋爐水（水垢及水源

9、雜質(zhì)）鍋爐水（水垢及水源雜質(zhì)）管道污垢管道污垢密封材料密封材料銹蝕銹蝕焊渣焊渣施工垃圾施工垃圾阻塞管道阻塞管道控制失靈控制失靈閥門(mén)泄漏閥門(mén)泄漏疏水不暢疏水不暢閃閃 蒸蒸 汽汽 的的 概概 念念高壓飽和蒸氣凝結(jié)水釋放到低壓環(huán)境中產(chǎn)生的蒸汽高壓飽和蒸氣凝結(jié)水釋放到低壓環(huán)境中產(chǎn)生的蒸汽, , 又稱(chēng)二次蒸汽。又稱(chēng)二次蒸汽。計(jì)算公式計(jì)算公式 閃蒸比閃蒸比= =（SH-SLSH-SL）/ H x 100%/ H x 100%閃 蒸 汽 量閃蒸汽量閃蒸汽量=凝結(jié)水量凝結(jié)水量閃蒸比閃蒸比閃蒸量vs.凝結(jié)水量(一)0.4 MPa0 MPa換熱器換熱器疏水閥疏水閥1000 kg/h 重量重量凝結(jié)水凝結(jié)水 900

10、kg/h閃蒸汽閃蒸汽 100 kg/h 容量容量凝結(jié)水凝結(jié)水 0.9 m3/h閃蒸汽閃蒸汽 167.3 m3/h150閃蒸量vs.凝結(jié)水量(二)100 kg 二次蒸汽二次蒸汽99.46% 總?cè)萘靠側(cè)萘?00 kg 凝結(jié)水凝結(jié)水0.54% 總?cè)萘靠側(cè)萘磕Y(jié)水管道凝結(jié)水管道186倍倍過(guò)熱蒸汽的概念過(guò)熱蒸汽的概念n過(guò)熱蒸汽是指溫度高于飽和蒸汽溫度的蒸汽過(guò)熱蒸汽是指溫度高于飽和蒸汽溫度的蒸汽 例如：在大氣壓力下將例如：在大氣壓力下將100 100 C C的飽和蒸汽再加熱到的飽和蒸汽再加熱到 110 110 C C，則它的過(guò)熱度為，則它的過(guò)熱度為 10 10 C C。n 通過(guò)以下方法可以獲得過(guò)熱蒸汽：通

11、過(guò)以下方法可以獲得過(guò)熱蒸汽： 1 1、將飽和蒸汽進(jìn)一步加熱、將飽和蒸汽進(jìn)一步加熱 2 2、將干燥的飽和蒸汽減壓、將干燥的飽和蒸汽減壓蒸汽通過(guò)減壓一定會(huì)得到過(guò)熱嗎？減壓前減壓前A A減壓后減壓后B B干蒸汽 6bar 165過(guò)熱蒸汽1bar 147濕蒸汽6bar 165（干度0.98）飽和蒸汽1bar 120（干度1.0)濕蒸汽 6bar 165（干度0.92）濕蒸汽1bar 120（干度0.95）減壓可以提高蒸汽品質(zhì)減壓可以提高蒸汽品質(zhì)A能：蒸汽供給總熱焓能：蒸汽供給總熱焓B能：減壓后標(biāo)準(zhǔn)總熱焓能：減壓后標(biāo)準(zhǔn)總熱焓過(guò)熱蒸汽應(yīng)用場(chǎng)合過(guò)熱蒸汽應(yīng)用場(chǎng)合不適用：不適用：不適用熱交換場(chǎng)所不適用熱交換場(chǎng)所和飽和部分相比，過(guò)熱蒸汽部分所含的熱容量很