在實際應用中,送到用汽點的蒸汽應該是具備如下特性的高品質蒸汽:
合適的壓力和溫度
足夠的蒸汽流量
干燥,沒有水分
干凈,沒有雜質
沒有空氣和其他不凝性氣體
1、 合適的壓力和溫度:為了保證工藝要求的溫度,每一個工業制程,每一個設備都對蒸汽壓力有嚴格的規定限制,若超壓,可能損壞設備;若壓力不夠,可能無法達到工藝要求的溫度和生產效率。
2、 足夠的蒸汽流量:必須計算各個制程所需要的蒸汽流量,考慮合理的安全系數,然后選擇正確的管道和相應閥門,這樣才能保證蒸汽量。
3、 干燥,沒有水分:從下面兩方面說明
A、蒸汽的干度,定義:每千克濕飽和蒸汽中含有干飽和蒸汽的質量百分數。
在一定壓力下的沸騰點溫度產生的蒸汽稱為干飽和蒸汽,此時干度為1。但實際應用中很難產生100%的干蒸汽,通常都帶有一定量的水滴。如果蒸汽中含有10%質量的水分,則蒸汽為90%的干度,即蒸汽干度為0.9。因此實際的濕蒸汽蒸發焓不是蒸汽表上所顯示的hfg,而為干度x和hfg的乘積:
實際蒸發焓 = 蒸發焓 x 干度
B、汽水分離器的分離效率:用被分離出的水的重量占整個蒸汽中所含的水的重量的比例來度量,但在實際應用中很難確定分離器的準確效率,這由蒸汽的干度、流動速度和流動方式共同決定。
一般通過觀察汽水分離器后管道是否出現腐蝕、抽絲和水錘等現象,若有,就說明管道中還是濕蒸汽,分離效果不明顯。
舉例:
如果汽水分離器的效率為98%,上游蒸汽的干度為0.90,請問下游蒸汽的干度?
答案: 如果蒸汽干度為0.90,那么1000g中含水為:
(1-0.90)×1000g =100g水
由于汽水分離器的效率為98%,去除了0.98 x100g=98g的水。意味著蒸汽干度變為:1-【(100-98)/1000】=0.998這樣,我們完全可以認為是得到了干蒸汽。
再計算一下熱效率:
由上面看出,上游蒸汽的干度為0.90,那么1KG蒸汽中實際有效的蒸汽只有1*0.9=0.9KG;
經過汽水分離器后,下游蒸汽的干度增大為0.998,那么這1KG蒸汽中實際有效的蒸汽就有1*0.998=0.998KG;
也就是說蒸汽熱效率提高了【(0.998-0.9)/0.9】*100%=10.89%,對于蒸汽系統,節能10.89%是非??捎^的!
C、濕蒸汽中水分主要來源于:
1)不正確的鍋爐水處理和短時間的峰值負荷會引起汽水共騰,鍋爐水會被攜帶進入蒸汽主管。
2)蒸汽離開鍋爐后,由于管道的散熱損失,部分蒸汽會冷凝。即使管道的保溫再好,該過程也
無法完全避免。
基于以上這些原因,蒸汽達到用汽點會相對較濕。
因此,為了保證蒸汽干度,最佳方案是使用汽水分離器!
4、 干凈,沒有雜質
蒸汽管道內總有可能存在雜質,任何工廠都無法避免。常見的雜質有:鐵銹、鈣化物、焊渣、破碎的墊片和濾網、石墨、油污等等。
因此必須在關鍵的閥門,如疏水閥、減壓閥、控制閥、流量計等前端加裝過濾器,并且需要定期清理。
5、沒有空氣和其他不凝性氣體
A、蒸汽管道和設備起動時會有空氣,因為每次系統停機時內部的蒸汽會冷凝,冷凝后隨之產生的真空會吸入空氣。
B、在生產過程中,會產生熱空氣:當蒸汽進入系統時,它會推動空氣到達排放點或離蒸汽最遠的末端,而且把空氣加熱了。
因此在排放點安裝的疏水閥應該具有足夠的排空氣能力,在管道的末端應該安裝自動排空氣閥,確保及時把空氣排干凈,關于《排空氣的作用》詳見后續8.4。