蒸汽基礎知識-課件

蒸汽基礎知識蒸汽基礎知識為什么要用蒸汽作熱媒？

產(chǎn)生于水（便宜、易獲得）無毒、無味、無色便于輸送熱值高傳熱快易于控制（壓力、溫度）為什么要用蒸汽作熱媒？產(chǎn)生于水（便宜、易獲得）水的來源

雨水溶解空氣中的氧自由氧對鍋爐管壁產(chǎn)生腐蝕江、河、湖、井水溶解硅、鈣、碳酸鹽鈣和硅在鍋爐管壁形成硬垢碳酸鹽形成CO2水的來源雨水化學處理軟化/除鹽+除離子去硬度處理一：去硬度處理一：去硬度吸氧化合物除氧器處理二：除氧處理二：除氧蒸汽的基本概念6蒸汽－水加熱后產(chǎn)生的無色透明氣體飽和蒸汽－指在一定壓力下與水的沸點溫度相對應的純蒸汽。過熱蒸汽－蒸汽溫度達到飽和溫度后繼續(xù)吸熱直到溫度升高，高于飽和溫度的蒸汽。閃蒸汽－又叫二次蒸汽，指一定壓力下的熱凝結水或鍋爐水被降壓，部分水分會二次蒸發(fā)，所得到的蒸汽即為閃蒸汽。蒸汽的基本概念6蒸汽－水加熱后產(chǎn)生的無色透明氣體凝結水的基本概念7凝結（冷凝）水－蒸汽冷卻后產(chǎn)生的水。飽和水－在一定壓力下與水的沸點溫度對應的水。過冷水－在一定壓力下比水的沸點溫度低的水。凝結水的基本概念7凝結（冷凝）水－蒸汽冷卻后產(chǎn)生的水。溫-焓圖這一點叫什么？溫-焓圖這一點叫什么？蒸汽產(chǎn)生過程定壓預熱定壓汽化定壓過熱——水吸收熱能使得物理狀態(tài)轉變的過程。關鍵詞：飽和溫度（沸點）飽和、過熱顯熱潛熱總熱焓比容蒸汽產(chǎn)生過程定壓預熱關鍵詞：飽和蒸汽主要特性溫度隨壓力升高而升高,成一一對應關系顯熱隨壓力升高而增大,在三相點時為零潛熱隨壓力升高而減小,到臨界點時為零總熱焓在絕對壓力3.1MPa以下時隨壓力升高而增大,在3.1MPa以上時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,到臨界點時與水的比容相同在低壓下,蒸汽比容比水大許多倍

……溫－焓圖飽和蒸汽主要特性溫度隨壓力升高而升高,成一一對應關系溫－飽和蒸汽

參數(shù)表飽和蒸汽

參數(shù)表飽和蒸汽壓力-溫度關系壓力溫度蒸汽水蒸汽特點一飽和曲線飽和蒸汽壓力-溫度關系壓力溫度蒸汽水蒸汽特點一飽和曲線壓力-熱焓值蒸汽特點二壓力-熱焓值蒸汽特點二壓力-比容SteamSp.VolumevsPressurePressure(barabsolute)SpecificVolume(Cum/kg)Metricbarunits15101525304050607080901001.71.61.51.41.31.21.110.90.80.70.60.50.40.30.20.10飽和蒸汽壓力下的比容壓力bar比容

Cum/kg蒸汽特點三壓力-比容SteamSp.VolumevsPress蒸汽特性總結壓力與飽和溫度的對應關系

——

壓力、飽和溫度、沸點、凝結點不同壓力下，蒸汽中顯熱和潛熱分配比例的變化

——

顯熱、潛熱、總熱不同壓力下，蒸汽與水（凝結水）的比容變化

——

膨脹、凝結、閃蒸

蒸汽特性總結壓力與飽和溫度的對應關系蒸汽品質(zhì)濕蒸汽問題空氣問題雜質(zhì)問題蒸汽品質(zhì)濕蒸汽問題濕蒸汽

源自：

負荷的波動大；鍋爐液位控制過高；水處理含鹽量TDS高；鍋爐低壓運行；輸送管道保溫差；缺少有效的疏水；閃蒸汽濕蒸汽濕蒸汽源自：負荷的波動大；濕蒸汽濕蒸汽的危害降低輸送及換熱效率產(chǎn)生水擊例如：5bar飽和蒸汽潛熱值2085KJ/kg5bar含濕5%的蒸汽潛熱值1981KJ/kg

由此，鍋爐補水增加5%；冷凝水增加5%

鍋爐燃料增加5%濕蒸汽的危害降低輸送及換熱效率例如：5bar飽和蒸汽空氣帶來的問題（1）—降低飽和溫度道爾頓定律（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混合氣體總容積等于各組成氣體的分容積之和分壓力與分容積成正比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?？諝饪諝鈳淼膯栴}（1）—降低飽和溫度道爾頓定律（分壓力定律）空空氣帶來的問題（1）

壓力（絕）

飽和蒸汽溫度

在不同空氣容積比例下溫度

MPa °C 10% 20% 30%0.21 121 117 113 1090.42 143 140 136 1310.63 160 155 150 1450.84 171 166 161 1561.05 181 176 171 165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空氣帶來的問題（1）蒸汽中容積占0.5%的空氣降低傳熱效率50%空氣帶來的問題(2)—阻礙熱傳導被加熱介質(zhì)空氣膜冷凝水膜污垢層污垢層金屬傳熱面水膜蒸汽溫度120oC1barg的蒸汽90oC被加熱介質(zhì)溫度蒸汽中容積占0.5%的空氣降低傳熱效率50%空氣帶來的問題空氣帶來的問題(3)—腐蝕和氣阻低于蒸汽溫度下

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水空氣帶來的問題(3)—腐蝕和氣阻低于蒸汽溫度下源自：鍋爐水（水垢及水源雜質(zhì)）管道污垢密封材料銹蝕焊渣施工垃圾雜質(zhì)阻塞管道控制失靈閥門泄漏疏水不暢危害！雜質(zhì)源自：鍋爐水（水垢及水源雜質(zhì)）雜質(zhì)阻塞管道危害！雜質(zhì)閃蒸汽的概念高壓飽和蒸氣凝結水釋放到低壓環(huán)境中產(chǎn)生的蒸汽,又稱二次蒸汽。計算公式

閃蒸比=（SH-SL）/Hx100%閃蒸汽的概念閃蒸汽量閃蒸汽量=凝結水量×閃蒸比閃蒸汽量閃蒸汽量=凝結水量×閃蒸比閃蒸量vs.凝結水量(一)0.4MPa0MPa換熱器疏水閥1000kg/h

重量凝結水900kg/h閃蒸汽100kg/h

容量凝結水0.9m3/h閃蒸汽167.3m3/h150℃閃蒸量vs.凝結水量(一)0.4MPa0MPa換熱器疏水閃蒸量vs.凝結水量(二)100kg二次蒸汽99.46%總容量900kg凝結水0.54%總容量凝結水管道難怪排放飽和凝結水很像漏汽吔！186倍閃蒸量vs.凝結水量(二)100kg二次蒸汽900k過熱蒸汽的概念過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100oC的飽和蒸汽再加熱到

110oC，則它的過熱度為10oC。

通過以下方法可以獲得過熱蒸汽：

1、將飽和蒸汽進一步加熱

2、將干燥的飽和蒸汽減壓過熱蒸汽的概念過熱蒸汽是指溫度高于飽和蒸汽溫度的蒸汽蒸汽通過減壓一定會得到過熱嗎？減壓前A減壓后B干蒸汽6bar165℃過熱蒸汽1bar147℃濕蒸汽6bar165℃（干度0.98）飽和蒸汽1bar120℃（干度1.0)濕蒸汽6bar165℃（干度0.92）濕蒸汽1bar120℃（干度0.95）減壓可以提高蒸汽品質(zhì)A能：蒸汽供給總熱焓B能：減壓后標準總熱焓蒸汽通過減壓一定會得到過熱嗎？減壓前A減壓后B干蒸汽6ba過熱蒸汽應用場合不適用：不適用熱交換場所和飽和部分相比，過熱蒸汽部分所含的熱容量很小過熱蒸汽的傳熱系數(shù)較低

熱交換表面溫度梯度較大需要更多的換熱面耐溫材料要求高適用：適用于蒸汽動力場所熵值穩(wěn)定；防止凝水沖蝕過熱蒸汽應用場合不適用：不適用熱交換場所適用：適用于蒸汽動力共享節(jié)能知識，珍惜人類資源！END共享節(jié)能知識，珍惜人類資源！END蒸汽基礎知識蒸汽基礎知識為什么要用蒸汽作熱媒？

產(chǎn)生于水（便宜、易獲得）無毒、無味、無色便于輸送熱值高傳熱快易于控制（壓力、溫度）為什么要用蒸汽作熱媒？產(chǎn)生于水（便宜、易獲得）水的來源

雨水溶解空氣中的氧自由氧對鍋爐管壁產(chǎn)生腐蝕江、河、湖、井水溶解硅、鈣、碳酸鹽鈣和硅在鍋爐管壁形成硬垢碳酸鹽形成CO2水的來源雨水化學處理軟化/除鹽+除離子去硬度處理一：去硬度處理一：去硬度吸氧化合物除氧器處理二：除氧處理二：除氧蒸汽的基本概念37蒸汽－水加熱后產(chǎn)生的無色透明氣體飽和蒸汽－指在一定壓力下與水的沸點溫度相對應的純蒸汽。過熱蒸汽－蒸汽溫度達到飽和溫度后繼續(xù)吸熱直到溫度升高，高于飽和溫度的蒸汽。閃蒸汽－又叫二次蒸汽，指一定壓力下的熱凝結水或鍋爐水被降壓，部分水分會二次蒸發(fā)，所得到的蒸汽即為閃蒸汽。蒸汽的基本概念6蒸汽－水加熱后產(chǎn)生的無色透明氣體凝結水的基本概念38凝結（冷凝）水－蒸汽冷卻后產(chǎn)生的水。飽和水－在一定壓力下與水的沸點溫度對應的水。過冷水－在一定壓力下比水的沸點溫度低的水。凝結水的基本概念7凝結（冷凝）水－蒸汽冷卻后產(chǎn)生的水。溫-焓圖這一點叫什么？溫-焓圖這一點叫什么？蒸汽產(chǎn)生過程定壓預熱定壓汽化定壓過熱——水吸收熱能使得物理狀態(tài)轉變的過程。關鍵詞：飽和溫度（沸點）飽和、過熱顯熱潛熱總熱焓比容蒸汽產(chǎn)生過程定壓預熱關鍵詞：飽和蒸汽主要特性溫度隨壓力升高而升高,成一一對應關系顯熱隨壓力升高而增大,在三相點時為零潛熱隨壓力升高而減小,到臨界點時為零總熱焓在絕對壓力3.1MPa以下時隨壓力升高而增大,在3.1MPa以上時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,到臨界點時與水的比容相同在低壓下,蒸汽比容比水大許多倍

……溫－焓圖飽和蒸汽主要特性溫度隨壓力升高而升高,成一一對應關系溫－飽和蒸汽

參數(shù)表飽和蒸汽

參數(shù)表飽和蒸汽壓力-溫度關系壓力溫度蒸汽水蒸汽特點一飽和曲線飽和蒸汽壓力-溫度關系壓力溫度蒸汽水蒸汽特點一飽和曲線壓力-熱焓值蒸汽特點二壓力-熱焓值蒸汽特點二壓力-比容SteamSp.VolumevsPressurePressure(barabsolute)SpecificVolume(Cum/kg)Metricbarunits15101525304050607080901001.71.61.51.41.31.21.110.90.80.70.60.50.40.30.20.10飽和蒸汽壓力下的比容壓力bar比容

Cum/kg蒸汽特點三壓力-比容SteamSp.VolumevsPress蒸汽特性總結壓力與飽和溫度的對應關系

——

壓力、飽和溫度、沸點、凝結點不同壓力下，蒸汽中顯熱和潛熱分配比例的變化

——

顯熱、潛熱、總熱不同壓力下，蒸汽與水（凝結水）的比容變化

——

膨脹、凝結、閃蒸

蒸汽特性總結壓力與飽和溫度的對應關系蒸汽品質(zhì)濕蒸汽問題空氣問題雜質(zhì)問題蒸汽品質(zhì)濕蒸汽問題濕蒸汽

源自：

負荷的波動大；鍋爐液位控制過高；水處理含鹽量TDS高；鍋爐低壓運行；輸送管道保溫差；缺少有效的疏水；閃蒸汽濕蒸汽濕蒸汽源自：負荷的波動大；濕蒸汽濕蒸汽的危害降低輸送及換熱效率產(chǎn)生水擊例如：5bar飽和蒸汽潛熱值2085KJ/kg5bar含濕5%的蒸汽潛熱值1981KJ/kg

由此，鍋爐補水增加5%；冷凝水增加5%

鍋爐燃料增加5%濕蒸汽的危害降低輸送及換熱效率例如：5bar飽和蒸汽空氣帶來的問題（1）—降低飽和溫度道爾頓定律（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混合氣體總容積等于各組成氣體的分容積之和分壓力與分容積成正比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。空氣空氣帶來的問題（1）—降低飽和溫度道爾頓定律（分壓力定律）空空氣帶來的問題（1）

壓力（絕）

飽和蒸汽溫度

在不同空氣容積比例下溫度

MPa °C 10% 20% 30%0.21 121 117 113 1090.42 143 140 136 1310.63 160 155 150 1450.84 171 166 161 1561.05 181 176 171 165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空氣帶來的問題（1）蒸汽中容積占0.5%的空氣降低傳熱效率50%空氣帶來的問題(2)—阻礙熱傳導被加熱介質(zhì)空氣膜冷凝水膜污垢層污垢層金屬傳熱面水膜蒸汽溫度120oC1barg的蒸汽90oC被加熱介質(zhì)溫度蒸汽中容積占0.5%的空氣降低傳熱效率50%空氣帶來的問題空氣帶來的問題(3)—腐蝕和氣阻低于蒸汽溫度下

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水空氣帶來的問題(3)—腐蝕和氣阻低于蒸汽溫度下源自：鍋爐水（水垢及水源雜質(zhì)）管道污垢密封材料銹蝕焊渣施工垃圾雜質(zhì)阻塞管道控制失靈閥門泄漏疏水不暢危害！雜質(zhì)源自：鍋爐水（水垢及水源雜質(zhì)）雜質(zhì)阻塞管道危害！雜質(zhì)閃蒸汽的概念高壓飽和蒸氣凝結水釋放到低壓環(huán)境中產(chǎn)生的蒸汽,又稱二次蒸汽。計算公式

閃蒸比=（SH-SL）/Hx100%閃蒸汽的概念閃蒸汽量閃蒸汽量=凝結水量×閃蒸比閃蒸汽量閃蒸汽量=凝結水量×閃蒸比閃蒸量vs.凝結水量(一)0.4MPa0MPa換熱器疏水閥1000kg/h

重量凝結水900kg/h閃蒸汽100kg/h

容量凝結水0.9m3/h閃蒸汽167.3m