蒸汽與節(jié)能基礎(chǔ)

1、 從固態(tài)溶解成液態(tài) 液態(tài)溫度上升 沸騰 蒸發(fā) 飽和蒸汽 過熱蒸汽 在大氣壓下形成蒸汽水壺內(nèi)的蒸汽空間凝結(jié)的蒸汽蒸汽汽泡 雨水雨水溶解空氣中的氧溶解空氣中的氧自由氧對鍋爐管壁產(chǎn)生腐蝕自由氧對鍋爐管壁產(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吸氧化合物吸氧化合物除氧器除氧器化學(xué)處理軟化/除鹽 + 除離子去硬度 定壓預(yù)熱 定壓汽化 定壓過熱 溫-熵圖 1點(diǎn)2線3區(qū)域5狀態(tài) 飽和溫度（沸點(diǎn)） 飽和、過熱 顯熱 潛熱 總熱焓 比容熵熵 (KJ/kgk)溫度溫度(k)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)下界線下界線上界

2、線上界線水區(qū)水區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)過熱區(qū)過熱區(qū)0273.15p=22.1MPat=374oCTS溫度隨壓力升高而升高, 成一一對應(yīng)關(guān)系 顯熱隨壓力升高而增大,在三相點(diǎn)時(shí)為零潛熱隨壓力升高而減小,到臨界點(diǎn)時(shí)為零總熱焓在絕對壓力3.1MPa以下時(shí)隨壓力升高而增大,在3.1MPa以上時(shí)隨壓力升高而減小在中低壓下,潛熱占總熱焓的絕大比重蒸汽比容隨壓力升高而減小,到臨界點(diǎn)時(shí)與水的比容相同在低壓下,蒸汽比容比水大許多倍Steam Heat ContentPressure, bargHeat Content, kcal/kg04812162024283236407006005004003002001000Tota

3、l HeatSensible HeatLatent HeatSteam Sp. Volume vs PressurePressure (bar absolute)Specific Volume (Cu m/kg)Metric bar units1510 15 25 30 40 50 60 70 80 90 1001.71.61.51.41.31.21.110.90.80.70.60.50.40.30.20.10 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 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 分壓力與分容積成正比分壓力與分容

4、積成正比V總 = V蒸汽 + V空氣P總 = P蒸汽 + P空氣空氣的存在降低了蒸汽分壓力，從而降低系統(tǒng)溫度空氣的存在降低了蒸汽分壓力，從而降低系統(tǒng)溫度 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 1.05 181 176 171 165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飽和蒸汽飽和蒸汽空氣膜空氣膜水膜水膜換熱器金屬壁換熱器

5、金屬壁被加熱產(chǎn)品被加熱產(chǎn)品阻礙熱傳遞阻礙熱傳遞蒸汽中蒸汽中容積占容積占 0.5%0.5%的空氣的空氣 降低傳熱效率降低傳熱效率 50%50%低于蒸汽溫度下CO2 + H2O = H2CO3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)水高壓凝結(jié)水釋放到低壓環(huán)境中產(chǎn)生的蒸汽, 又稱二次蒸汽。 計(jì)算公式 閃蒸量=（S1-S2）/ L2 x 100% S1：高壓水顯熱 S2 ：低壓飽和水顯熱 L2 ：低壓飽和蒸汽潛熱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 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

6、閃蒸汽閃蒸汽 167.3 m3/h100 kg 二次蒸汽二次蒸汽99.4% 總?cè)萘靠側(cè)萘?00 kg 凝結(jié)水凝結(jié)水0.56% 總?cè)萘靠側(cè)萘炕厮艿阑厮艿?86倍倍節(jié)省自然資源, 造福子孫萬代降低生產(chǎn)成本, 提高經(jīng)濟(jì)效益保護(hù)環(huán)境, 減少危害已探明礦物能源儲(chǔ)量8000億噸標(biāo)煤中國排第3位，但按人均占87位供熱系統(tǒng)平均效率29.7%蒸 汽 供 熱 系 統(tǒng) 圖水蒸汽閃蒸汽蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)（鍋爐）蒸汽輸送系統(tǒng)蒸汽使用系統(tǒng)（用汽設(shè)備）凝結(jié)水回收系統(tǒng)蒸汽供熱系統(tǒng)簡圖h h系統(tǒng)系統(tǒng)= =h h鍋爐鍋爐 * * h h管網(wǎng)管網(wǎng) * * h h設(shè)備設(shè)備+ + 凝結(jié)水回收凝結(jié)水回收+ + 廢蒸汽回收廢蒸汽回收- -

7、排污（環(huán)境污染排污（環(huán)境污染） 80+ % 80+ % 鍋爐效率鍋爐效率 95+ % 95+ % 疏水閥完好率疏水閥完好率 80+ % 80+ % 凝結(jié)水回收率凝結(jié)水回收率 專業(yè)的蒸汽系統(tǒng)維護(hù)專業(yè)的蒸汽系統(tǒng)維護(hù)蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)蒸汽輸送及使用系統(tǒng)蒸汽輸送及使用系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)A. 蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)B. 蒸汽輸送系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)C. 蒸汽使用中的節(jié)能技術(shù)D. 凝結(jié)水回收系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)E. 系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能技術(shù) 阻汽 排水 排空氣和其它不凝性氣體閥閥座座孔孔徑徑（i in n）月月蒸蒸汽汽損損失失（k kg g）每每月月成成本本（元元）每每年年總總成成本本（元元）1 1/ /2 2

8、3 37 78 8, ,8 80 00 02 26 6, ,5 51 16 63 31 18 8, ,1 19 92 27 7/ /1 16 62 28 88 8, ,9 90 00 02 20 0, ,2 22 23 32 24 42 2, ,6 67 76 63 3/ /8 82 21 13 3, ,2 20 00 01 14 4, ,9 92 20 01 17 79 9, ,0 08 80 05 5/ /1 16 61 14 47 7, ,4 40 00 01 10 0, ,3 31 18 81 12 23 3, ,8 81 16 61 1/ /4 49 95 5, ,3 30 00 0

9、6 6, ,6 67 71 18 80 0, ,0 05 52 23 3/ /1 16 65 53 3, ,0 00 00 03 3, ,7 71 10 04 44 4, ,5 52 20 01 1/ /8 82 23 3, ,8 80 00 01 1, ,6 66 66 61 19 9, ,9 99 92 2（假定蒸汽單位成本為（假定蒸汽單位成本為7070元元/ /噸）噸） 合格合格: : 蒸汽疏水閥完好率蒸汽疏水閥完好率90%90% 優(yōu)秀優(yōu)秀: : 蒸汽疏水閥完好率蒸汽疏水閥完好率95%95% 完好率完好率= =配備率配備率x x合格率合格率 全部 100% 正常運(yùn)行 (漏汽率5%) 60

10、% 嚴(yán)重泄漏 (漏汽率10%) 30% 許多疏水閥處于跑汽狀態(tài), 形同虛設(shè) 節(jié)約燃料 節(jié)水 節(jié)約水處理化學(xué)品 減少鍋爐排污熱損失 減少環(huán)境污染凝結(jié)水價(jià)值一般占蒸汽成本的25-35%蒸汽顯熱：636 KJ/Kg 凝結(jié)水含熱：636 KJ/Kg蒸汽潛熱：2111 KJ/Kg 給水含熱： 42 KJ/Kg總熱： 2747 KJ/Kg 損失熱量： 594 KJ/Kg損失熱量占總熱：損失熱量/總熱*100%（熱損失） 594/2747*100%=21.6%損失熱量占蒸汽生產(chǎn)成本：熱損失*燃料成本（熱成本） 21.6%*70%=15.1%損失凝結(jié)水占蒸汽生產(chǎn)成本：熱成本+除鹽水成本（凝結(jié)水總成本） 15.

11、1%+15%=30.1%合格合格: : 凝結(jié)水回收率凝結(jié)水回收率60%60%優(yōu)秀優(yōu)秀: : 凝結(jié)水回收率凝結(jié)水回收率80%80%運(yùn)行條件及能源成本(A) 凝結(jié)水負(fù)荷 2.5 噸/小時(shí)(B) 年運(yùn)行時(shí)間 8000 小時(shí) 水和廢水成本 1.4 元/噸 水處理費(fèi)用 6.6 元/噸(C) 軟化水成本 (以上兩項(xiàng)之和) 8 元/噸 回收凝結(jié)水溫度 90 OC 冷補(bǔ)充水溫度 10 OC(D) 冷補(bǔ)充水溫升(以上兩項(xiàng)之差) 70 OC(E) 燃煤成本 250 元/噸(F)考慮 75% 鍋爐效率后的燃煤發(fā)熱量 4000 千卡/公斤(G) 蒸汽成本 70 元/噸水和化學(xué)品的節(jié)約考慮閃蒸損失后實(shí)際回水量乘以系數(shù)0.9每年節(jié)水 = 0.9 x 凝結(jié)水負(fù)荷 x 年運(yùn)行時(shí)間 x 軟化水成本 = 0.9 x (A)2.5 x (B) 8000 x (C)8 = 144,000（元）燃料的節(jié)約考慮閃蒸損失后實(shí)際節(jié)約量乘以系數(shù)0.9每年節(jié)煤 = (0.9 x凝結(jié)水負(fù)荷 x 年運(yùn)行時(shí)間 x 補(bǔ)充水溫升 x 燃煤成本 ) / 燃煤熱焓值 = 0.9 x (A)2.5 x (B)8000 x (D)80 x (E)250 / (F)4500 = 80,000（元）凝結(jié)水回收總價(jià)值=144,000+ 80,000= 224,000（元/年）