过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换参考资料
蒸汽的三种状态

蒸汽的三种状态蒸汽是水在高温下发生相变变成气体的状态。
在不同的温度和压力条件下,水分子的运动状态会发生变化,从而形成了蒸汽的三种状态:饱和蒸汽、过热蒸汽和湿蒸汽。
饱和蒸汽是水在特定温度和压力条件下达到平衡的状态。
当水受热至它的沸点时,水分子的运动速度变快,距离变远,从而逐渐脱离固定的位置形成气体状态。
这时的蒸汽被称为饱和蒸汽。
饱和蒸汽的温度和压力取决于物质的性质,比如水的饱和蒸汽温度是100℃(摄氏度)。
饱和蒸汽的特点是在温度和压力保持不变的情况下,其物理性质也保持不变。
这就意味着饱和蒸汽的温度和压力是一一对应的,如果你知道其中一个,就能确定另一个。
此外,饱和蒸汽的密度较高,由于其与液体状态的水之间存在较强的相互作用力,因此饱和蒸汽中水分子的相对数量较高。
过热蒸汽是指在超过饱和温度的高温条件下,蒸汽仍然保持在气体的状态。
当蒸汽的温度超过饱和温度时,水分子的平均能量增加,从而使水分子的运动更加活跃。
过热蒸汽的温度和压力不再一一对应,而是取决于蒸汽所处的热力学状态。
过热蒸汽的特点是在相同的压力下,温度比饱和蒸汽更高。
由于过热蒸汽中的水分子相对较少,它的密度比饱和蒸汽更低。
因此,过热蒸汽具有更高的热能和更强的穿透力,被广泛应用于各种工业领域,比如发电厂、工厂车间和化工过程中。
湿蒸汽是同时存在气态水分子和液态水分子的混合状态。
湿蒸汽通常发生在温度和压力变化剧烈的情况下,比如蒸汽的急速减压或急速冷却。
在这样的情况下,由于温度和压力的剧烈变化,蒸汽中的水分子没有足够的时间来实现充分的相互作用,因此同时存在气态和液态水分子。
湿蒸汽的特点是在温度、压力和湿度都有一定的范围内变化。
湿蒸汽的温度和压力不能通过一一对应关系来确认,而是取决于湿蒸汽所处的具体状态。
由于湿蒸汽中存在液态水分子,其密度比饱和和过热蒸汽都要高,但比液态水的密度要低。
总结起来,蒸汽的三种状态分别是饱和蒸汽、过热蒸汽和湿蒸汽。
饱和蒸汽是在特定温度和压力条件下达到平衡的状态,具有稳定的物理性质;过热蒸汽是超过饱和温度的高温气体状态,具有较高的热能和穿透力;湿蒸汽是气态和液态水分子混合存在的状态,具有一定范围内的温度、压力和湿度变化。
过热蒸汽如何转换为饱和蒸汽

过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换目前,随着国家能源及环保政策越来越高的要求,热电中心、集中供热已成为今后工厂用汽和区域供汽的发展方向。
一般制程用汽设备均要求使用饱和蒸汽,而供热中心提供的往往是高压高温的过热蒸汽,那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同,是否可以直接用于制程换热呢?一、什么是过热蒸汽?当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时,称为过热蒸汽,如0.8mpa时,蒸汽饱和温度为174℃,在这个压力下,温度超过174℃的蒸汽就是过热蒸汽。
过热蒸汽可以通过两个方法获得:1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热;2.干饱和蒸汽减压。
过热蒸汽与饱和蒸汽相比,具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。
在实际应用中,过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。
根据Carmot和Rankine气体循环原理,用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率,并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。
蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动,同时带动发电机转子旋转,这一过程消耗大量能量。
如果是饱和蒸汽,能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。
这不仅会造成水锤现象,同时水滴还会充蚀叶轮。
另外,过热蒸汽能以更高的流速输送,通过管道和喷嘴,因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。
二、过热蒸汽不能直接用于制程换热虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值,但并不适用于制程换热。
如果过热蒸汽直接用于制程换热,在换热器内,过热蒸汽温度首先降至饱和温度,再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。
虽然过热蒸汽温度过高,具有比饱和蒸汽更多的热量,但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。
例如:6 公斤175℃的过热蒸汽,其比焓认为是1.186KJ/Kg℃.过热蒸汽在冷凝前必须冷却到饱和温度6公斤165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为:1Kg×1.186KJ/Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ/Kg.显然,在制程换热应用中,过热蒸汽的过热热焓很小。
过热蒸汽转换为饱和蒸汽的例子

过热蒸汽转换为饱和蒸汽的例子过热蒸汽转换为饱和蒸汽是在蒸汽发生器或锅炉中常见的过程。
下面是一些通过过热蒸汽转换为饱和蒸汽的实际例子:1. 发电厂中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:在发电厂中,燃烧燃料产生的热能用来加热水,生成高温高压的过热蒸汽。
然后,过热蒸汽进入汽轮机中驱动发电机发电。
在汽轮机中,过热蒸汽的能量转换为机械能,驱动发电机旋转。
在发电机中,机械能转换为电能。
当过热蒸汽离开汽轮机后,通过冷凝器冷却,将其转换为饱和蒸汽,然后重新循环使用。
2. 工业生产中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:在化工、纺织、食品等工业生产过程中,常常需要使用蒸汽加热或进行物料处理。
过热蒸汽可以提供更高的温度和压力,以满足生产的需求。
在这些过程中,过热蒸汽通过换热器或直接加热的方式转移热量给物料。
在热交换的过程中,过热蒸汽的热量逐渐转移给物料,同时自身逐渐冷却,最终转换为饱和蒸汽。
3. 蒸汽动力机车中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽动力机车使用蒸汽驱动,过热蒸汽通过汽缸推动活塞运动,驱动机车运行。
过热蒸汽的能量转化为机械能,推动机车前进。
在过程中,过热蒸汽的能量逐渐转移给活塞和其他机械装置,同时冷却为饱和蒸汽。
4. 蒸汽加热器中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽加热器常用于加热热水系统或加热空气。
过热蒸汽通过蒸汽加热器传递热量给冷却的水或空气,过程中,过热蒸汽的温度逐渐降低,直到达到饱和蒸汽状态。
5. 蒸汽喷射器中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽喷射器是一种利用蒸汽的动能进行喷射、混合、加热和冷却的设备。
过热蒸汽通过蒸汽喷射器喷射出来,与其他介质混合后,其温度逐渐降低,最终达到饱和蒸汽状态。
6. 蒸汽喷嘴中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽喷嘴是一种利用蒸汽的动能进行喷射的装置。
过热蒸汽通过蒸汽喷嘴喷射出来,其温度逐渐降低,最终达到饱和蒸汽状态。
7. 蒸汽加热蒸馏器中的过热蒸汽转换为饱和蒸汽:蒸汽加热蒸馏器常用于蒸馏过程中的物料加热。
过热蒸汽通过蒸汽加热蒸馏器传递热量给物料,过程中,过热蒸汽的热量逐渐转移给物料,同时自身逐渐冷却,最终转换为饱和蒸汽。
饱和水、饱和蒸汽和过热蒸汽的性质

饱和水、饱和蒸汽和过热蒸汽的性质
1、饱和水:是工质水处在饱和状态,即这时水的温度是在其对应压力下的饱和温度,如10公斤/平方厘米(1Mpa)下水的饱和温度是179.88℃,则在这个压力下的水温度是179.88℃度则称其饱和水;【计算179.88℃饱和蒸汽对应的绝压为999.816kpa约1Mpa了】
2、饱和蒸汽:饱和水受热后产生的蒸汽称为饱和蒸汽。
值得说明的是压力不变的情况下饱和蒸汽的温度和饱和水的温度是一样的,从热力学的角度讲,水加热到饱和温度后并不能变成蒸汽,它还有吸收一定量的热,即汽化潜热后才能变成蒸汽,但在吸收这部分热量时蒸汽的温度并不升高,所以在温度上并体现不出来蒸汽在吸收热量。
‘潜’就是这个现象意思的诠注吧
3、过热蒸汽:是把饱和汽集中起来继续加热,在压力不变的状态下当其温度超过该压力下的饱和温度时,这种蒸汽称过热蒸汽。
性质;
①饱和水在压力不变的情况下,饱和水受热后将产生饱和蒸汽,其温度下降将使其压力下降,(外功降低)
②饱和蒸汽在吸热后达到一定程度后将变、成过热蒸汽,其温度下降将变成饱和水。
③过热蒸汽温度在一定范围内升高将增加其内能。
温度下降到一定程度后将变成饱和蒸汽。
干饱和蒸汽湿饱和蒸汽和过热蒸汽

干饱和蒸汽湿饱和蒸汽和过热蒸汽干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽是常见的三种蒸汽状态。
它们在工业生产和能源利用等领域都有着重要的应用。
干饱和蒸汽,即干燥饱和蒸汽。
在一定的温度和压力下,蒸汽与液体处于平衡状态,这时的蒸汽为干饱和蒸汽。
在这种状态下,蒸汽中的水分子已经达到最大可能的数量,没有液态水存在。
干饱和蒸汽的热量和温度是一一对应的,即在一定的压力下,温度唯一确定,热量也唯一确定。
因此,干饱和蒸汽也常被用作蒸汽表的基准状态。
湿饱和蒸汽是指蒸汽中含有一定的液态水。
在一定的温度和压力下,当蒸汽中的水分子未达到最大可能的数量时,就会出现液态水的存在。
湿饱和蒸汽的热量和温度不再一一对应,而是受到液态水含量的影响。
在工业生产中,湿饱和蒸汽常被用作加热和干燥等工序的介质。
过热蒸汽是指在一定的温度和压力下,蒸汽的温度高于其饱和温度。
这时的蒸汽中不含有液态水,而且温度和热量也不再一一对应,而是受到压力和温度的共同影响。
过热蒸汽的热量大于饱和蒸汽,因此在工业生产中常被用作动力机械的工作介质。
在工业生产中,不同的蒸汽状态都有着不同的应用。
干饱和蒸汽常被用作蒸汽表的基准状态,湿饱和蒸汽常被用作加热和干燥等工序的介质,而过热蒸汽则常被用作动力机械的工作介质。
同时,在能源利用中,通过控制蒸汽状态可以实现能源的高效利用。
对于锅炉、汽轮机等设备,控制蒸汽的状态可以提高其能源转换效率和安全性。
干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽和过热蒸汽是常见的三种蒸汽状态,在工业生产和能源利用等领域都有着重要的应用。
通过控制蒸汽状态,可以实现能源的高效利用和工业生产的优化。
过热蒸汽与饱和蒸汽的区别与联系

饱和蒸汽与过热蒸汽的区别和联系当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。
如果用户是为了达到更精确的计量监控,建议都视为过热蒸汽,对温度和压力补偿,但考虑成本问题,客户也可以只对温度进行补偿。
理想的饱和蒸汽状态,指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系,知道其中一个,其他二个值就是定数。
存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽,否这都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际中过热蒸汽的温度可以较高,压力一般都相对较低(较饱和蒸汽),0.7MPa,200℃蒸汽就是这样,属过热蒸汽水在一定的压力下加热,水的温度随着不断加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾,这时候水的温度称为沸腾温度。
如在继续加热,水温保持不变,水即开始气化,而逐步变为蒸汽。
水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。
这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则沸腾温度也就越高;反之,压力小,则沸腾温度也低。
例如压力为0.10MPa(1atm)时,其饱和温度为99.09°C;压力为4.05MPa (40atm)时,其饱和温度为249.18°C;压力为10.13MPa(100atm)时,其饱和温度为309.53°C.以上可知,水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始气化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
第二章过热蒸汽资料
屏式过热器简图
三、辐射过热器
布置在炉膛四周的墙上或炉顶,作为一个独立的 辐射受热面,吸收炉膛的辐射热; 热负荷很高传热效果好; 过热汽温随锅炉负荷增高而降低。
四、电加热蒸汽过热器
独立型蒸汽过热器工作原理图
第三节 过热水蒸汽在食品加工中的应用
应用优势:
无稀释效应:失去一定热含量后不一定变成汽凝水; 传热阻力小; 加热效率高; 安全、可直接接触加热; 适用范围广:
过热蒸汽导入 内外筒之间的
环形空间
加热元件加热 保持过热状态
应用实例
酿造原料的预处理:大豆、脱脂大豆、小麦; • 大豆:含水量10-12%,处理5-7s; • 酿酒用精白米、糙米和米糠等的膨化处理。
四、过热蒸汽用于粉粒状原料的瞬间杀菌
低水分香料、小麦粉等原料的杀菌难题:
• 内部热传导性差,难以均匀加热; • 水分含量少,难以有效地杀灭细菌; • 湿热杀菌易粘在装置内并结块; • 品质容易恶化:氧化变色、挥发性成分损失; • 定量输送和在装置内的流动困难。
Up to 300oC
第一节 过热蒸汽的性质
一、干饱和蒸汽
p
饱和温度
ab
c
de
“干饱和蒸汽”状态
T “湿饱和蒸汽”
e
vo
v
v'
vx
v''
v
水蒸气发生过程p-v图
b
d
a
s
s'
sx s'' s
水蒸气发生过程T-s图
二、过热水蒸气的概念
将干饱和蒸汽继续定压加热, 蒸汽温度就要上升而超过饱 和温度,其超过的温度值称 为“过热度”,具有过热度 的蒸汽称作“过热蒸汽”。 过热过程吸收的热量称“过 热热”。
过热蒸汽
2.3 过热蒸汽如果锅炉中产生的饱和蒸汽通过更高温度的换热面,它的温度会上升并超过蒸发温度。
这时,蒸汽就会被描述为超过饱和温度一定温度的过热蒸汽。
当仍有水存在的时候,过热度是无法产生的,因为吸收的热量首先会蒸发更多的水。
饱和蒸汽必须通过额外的换热器才能得到更高的温度,这就需要在锅炉中二次换热或经过单独的过热器,主要的加热媒介可以是热烟气或者单独加热。
过热蒸汽有其应用,例如:在汽轮机中,蒸汽通过喷嘴直接作用于转子上,从而带动转子转动,使之发生的能量只能来自于蒸汽,所以,在逻辑上,蒸汽通过汽轮机后能量降低,如果这个蒸汽采用的是饱和蒸汽,那么失去能量后会使蒸汽冷图. 2.3.1 作用于汽轮机叶片上的蒸汽和力凝。
汽轮机有以下很多过程:从同一个轴的第一级转子出来的蒸汽需要进入第二级转子继续做功,这就是说通过连续不断的过程,蒸汽会变的越来越湿,这样不仅会导致水锤,而且这些水滴微粒还会导致汽轮机内部冲蚀。
所以,最终结论就是:在进口处供应过热蒸汽,利用过热蒸汽做功,直到温度/压力比较接近饱和时再排出蒸汽。
另外一个在汽轮机上使用过热蒸汽的原因是为了提高热效率。
热机如汽轮机的热效率,可以用下列两个理论之一来计算:卡诺循环,其效率是进口和出口蒸汽的温度差与进口温度的比值郎肯循环, 其效率是进口和出口蒸汽的能量差与进口能量的比值例2.3.1汽轮机进口蒸汽为过热蒸汽压力90 bar a绝对压力/温度450°C,排气压力为0.06 bar a绝对压力(部分真空) and 10% 湿度,饱和温度= 36.2°C.注意:在以下例子中用到的温度和能量数值均来自于蒸汽表公式2.3.12.3.1.1 计算卡诺循环效率(C)公式2.3.22.3.1.2 计算郎肯循环效率(R)根据以上两种循环公式可以看出,为了得到更高的热效率:汽轮机进口的温度或能量应尽可能高,这就意味着实际中所能达到的压力和温度;过热蒸汽是达到这种条件的最简单的办法。
饱和蒸汽湿饱和蒸汽干饱和蒸汽和过热蒸汽的定义
饱和蒸汽湿饱和蒸汽干饱和蒸汽和过热蒸汽的定义当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体,其对应的蒸汽是饱和蒸汽,但最初只是湿饱和蒸汽,待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。
蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的,干饱和之后继续加热则温度会上升,成为过热蒸汽。
3在蒸发工艺中需要将过热的生蒸汽转化成饱和蒸汽,主要是出于什么考虑?饱和蒸汽在输送过程中由于散热,变成凝结水+蒸汽,气液两相易引起管道振动。
另外工艺上要求需过热蒸汽。
蒸发工艺中,将过热蒸汽通过减温器变成饱和蒸汽使用,好处有1、饱和蒸汽传热系数高,饱和蒸汽直接冷凝过程中,传热系数比过热蒸汽通过“过热—传热—降温—饱和—冷凝”的传热系数高出很多,2、饱和蒸汽由于温度低,对设备的运转也有很多好处。
饱和蒸汽传热系数高,节约蒸汽,对于降低蒸汽消耗很有利,一般化工生产用换热蒸汽都使用饱和蒸汽。
过热蒸汽有其本身的应用领域,如用在发电机组的透平,通过喷嘴至电机,推动电机转动。
但是过热蒸汽很少用于工业制程的热量传递过程,这是因为过热蒸汽在冷凝释放蒸发焓之前必须先冷却到饱和温度,很显然,与饱和蒸汽的蒸发焓相比,过热蒸汽冷却到饱和温度释放的热量是很小的,从而会降低工艺制程设备的性能。
虽然很多人都说减温可以节约蒸汽,我以前也是这样认为,但现在仔细想,并不能节约蒸汽。
饱和蒸汽和过热蒸汽的区别
饱和蒸汽和过热蒸汽的区别2009年05月13日星期三 09:28当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽(也称饱和蒸汽)。
如果用户是为了达到更精确的计量监控,建议都视为过热蒸汽,对温度和压力补偿,但考虑成本问题,客户也可以只对温度进行补偿。
理想的饱和蒸汽状态,指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系,知道其中一个,其他二个值就是定数。
存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽,否则都可以视为过热蒸汽进行计量。
实际中过热蒸汽的温度可以较高,压力一般都相对较低(较饱和蒸汽),0.7MPa,200℃蒸汽就是这样,属过热蒸汽;水在一定的压力下加热,水的温度随着不断加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾,这时候水的温度称为沸腾温度。
如在继续加热,水温保持不变,水即开始气化,而逐步变为蒸汽。
水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。
这个温度与其所受压力大小有关,压力愈大,则沸腾温度也就越高;反之,压力小,则沸腾温度也低。
例如压力为0.10MPa(1atm)时,其饱和温度为99.09°C;压力为4.05MPa (40atm)时,其饱和温度为249.18°C;压力为10.13MPa(100atm)时,其饱和温度为309.53°C.以上可知,水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始气化,就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。
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肄过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换
蚁(2010-08-28 20:22:09)
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袆过热蒸汽的性质和饱和蒸汽的转换蒄目前,随着国家能源及环保政策越来越高的要求,热电中心、集中供热已成为今后工
厂用汽和区域供汽的发展方向。
一般制程用汽设备均要求使用饱和蒸汽,而供热中心提供的往往是高压高温的过热蒸汽,那么过热蒸汽和饱和蒸汽有什么不同,是否可以直接用于制程换热呢?
芄一、什么是过热蒸汽?
芈当蒸汽温度超过其相应压力下的饱和温度时,称为过热蒸汽,如3barg时,蒸汽饱和温度为143.6℃,在这个压力下,温度超过143.6℃的蒸汽就是过热蒸汽。
过热蒸汽可以通过两个方法获得:1.使饱和蒸汽通过换热面继续加热;2.干饱和蒸汽减压。
蚈过热蒸汽与饱和蒸汽相比,具有更高的温度、更高的热量和更大的比容。
在实际应用中,过热蒸汽主要用于发电厂的蒸汽轮机。
根据Carmot和Rankine气体循环原理,用过热蒸汽驱动汽轮机时具有更高的热效率,并可避免水滴溢出而充蚀叶轮。
蒸汽通过喷嘴推动叶轮转动,同时带动发电机转子旋转,这一过程消耗大量能量。
如果是饱和蒸汽,能量的降低会导致部分蒸汽凝结成水。
这不仅会造成水锤现象,同时水滴还会充蚀叶轮。
另外,过热蒸汽能以更高的流速输送,通过管道和喷嘴,因而对同样尺寸的汽轮机可以提高它的性能。
芃二、过热蒸汽不能直接用于制程换热
莄虽然过热蒸汽比饱和蒸汽有更高的焓值,但并不适用于制程换热。
虿如果过热蒸汽直接用于制程换热,在换热器内,过热蒸汽温度首先降至饱和温度,再在恒定的饱和温度下再放出汽化潜热。
虽然过热蒸汽温度过高,具有比饱和蒸汽更多的热量,但这部分多出的热量与汽化潜热相比却非常小。
例如:
6 barg,175℃的过热蒸汽,其比焓认为是1.186KJ/Kg℃.过热蒸汽在冷凝前必须冷却到饱和温度6barg,165℃.因此1Kg过热蒸汽冷却到饱和温度时释放出的热量为:
1Kg×1.186KJ/Kg℃×(175-165)℃=11.86KJ
而1Kg饱和蒸汽在165℃冷凝时释放的汽化潜热为2066KJ/Kg.显然,在制程换热应用中,过热蒸汽的过热热焓很小。
不仅如此,更高的过热蒸汽还会在换热面上形成温度梯度,产生热应力,使设备容易损坏。
况且,在换热过程中过热蒸汽换热系数低,而且是变化的,很难精确计量,这使得换热设备很难选型和控制。
换热器使用过热蒸汽时换热面更多、设备更大。
另外过热蒸汽更高的温度,意味着换热设备更高的设计参数,更高的制造费用。
综上所述,过热蒸汽决不能直接用于制程换热,而必须经过减温后再用于制程换热。
三、如何将过热蒸汽转化为饱和蒸汽?
在我国各地的工业开发区内大都采用热电联产的方式为企业提供蒸汽动力,即利用热电联产的发电过程中部分已做过工的过热蒸汽作为下游各种工艺制程和蒸汽使用设备的蒸汽源。
因此热电厂提供给开发区热网的是压力和温度较高的过热蒸汽,而一般工厂的工艺制程和用汽设备,如各种换热器,蒸煮浓缩等加热装置,以及空调制冷等大部分均要求使用饱和蒸汽,这就要求应用减温器以实现过热蒸汽到饱和蒸汽的转换。
1、减温减压装置的工作原理
当热电厂供应的高温高压过热蒸汽输送到各用气点后,必须先进入减压减温置,将过热蒸汽的压力和温度降至接近所要求的饱和状态(一般接近饱和温度3-5℃)后再送到制程换热设备使用。
有两种最基本的减温器类型
1.1非接触式
冷却蒸汽的介质不和被冷却的过热蒸汽直接接触。
较冷的液体、气体、和蒸汽均可以用作冷却介质。
周围空气也可用作冷却介质。
这种类型的减温器如同管壳式换热器。
过热蒸汽进入换热器的一侧,冷却介质进入换热器的另一侧。
当过热蒸汽经过换热器,热量从过热蒸汽传递给冷却介质。
采集换热器出口蒸汽的温度进行控制,可以调节:进口过热蒸汽的流量或者冷却介质的流量。
1.2直接接触式
用来冷却蒸汽的介质(通常为水)直接和过热蒸汽混合,如下图的文丘利型减温器和直接喷射性减温减压系统。
过热蒸汽首先减压后进入减温器,冷却水直接与过热蒸汽混合,吸收过热蒸汽的热量并蒸发成蒸汽,而过热蒸汽则被冷却。
一定量的冷却水通过减温器内部的雾化和混合装置被加入。
加入冷却水量的控制是通过减温器下游的蒸汽温度来实现的,减温器的出口设定温度通常高于饱和温度3℃.通常冷却水能完全蒸发,所以能产生干燥的蒸汽,这样可以避免下游管道和设备的损坏及冲蚀。
所有的直接接触式减温器都必须将打入的水打碎成小水滴,以增加水的表面积/体积比。
水的表面积/体积比越大,水滴的蒸发速度越快,蒸汽降温越快。
产生小水滴的过程通常称为“雾化”。
喷入减温水的雾化质量的好坏,将直接影响减温系统的控制性能。
不同类型的减温器采用不同的减温水雾化方法。
用于冷却的水源通常选择:锅炉补给水,脱矿水,去离子水,凝结水。
城市用自来水或制程用水也可能使用,但取决于给水的硬度,水垢可能会积聚在减温器冷却水喷口内部或减温器下游管道的内壁表面。
通常冷却水的温度越高越好。
这是因为热水滴比冷水滴吸收较少的热量达到蒸发温度,因此蒸发快,从而产生更加高效的减温效果。
使用热水也减少水滴跌落到管道内壁的量,因此应该对给水管道进行保温。
以下是典型的减温减压站示意图:
方便面制程工艺要求使用用饱和蒸汽,与过热蒸汽相比有以下优点:
1.可以避免因产生的温度梯度对换热设备和承压管道造成的冲蚀和损坏;
2.可以提高面带的蒸煮效果达到理想的糊化度,从而提高面条的复水性、筋力和爽滑性
3.还可以降低面饼的脂肪含量,降低生产成本。
徒手攀月
2010年01月18日
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仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.
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Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.
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