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《工厂能源节约实务》第四课1蒸汽概论、蒸汽管路目录壹---蒸汽的特性叁---蒸汽的节能肆---能源的运输—管路贰---蒸汽的热传导2第一节---何为三点组合壹---蒸汽的特性3一、蒸汽的特点：1.蒸汽具有很高的热含量；2.蒸汽能在一定温度下将热能放出；3.蒸汽是由水所生成的，一般而言，水源在工业国家里，供应相当充足；4.大量的热能可以被循环利用；5.容易分配、传输及控制；6.蒸汽冷凝成水，水蒸发成蒸汽，水、汽可以循环使用；4蒸汽的特性壹二、蒸汽的两个基本特性：1.显能热：将水提升至沸点所需要的热能。2.潜能热：将在沸点的水转变为蒸汽所需的热能。通常：潜能热=4*显能热三、蒸汽的物理特性：水蒸汽（液态）（汽态）加热放热5蒸汽的特性壹ab水蒸汽水/蒸汽沸点tstbto显热（h）潜热（L）过热cp（tstb)热含量（或热投入）（H）凝固点温度饱和干饱和四、水、蒸汽及过热蒸汽4.1热能改变图6蒸汽的特性壹4.2饱和蒸汽的全热量定义：指液体在沸点时，相同压力和温度下饱和水所带的显热及蒸发时所吸收的蒸发热（又称为潜能热之和）。计算公式：H=h+xr式中H：每公斤饱和蒸汽所含的全热量（Kcal/kg）h：每公斤饱和蒸汽所含的显热（Kcal/kg）r：每公斤饱和蒸汽所含的潜热（Kcal/kg）x：湿饱和蒸汽的干度7蒸汽的特性壹蒸汽的特性壹4.3过热蒸汽4.3.1生成：当容器中之水，在大气中加热后，温度上升，至沸点时，则变为蒸汽，此种蒸汽，产生气泡上升通过水面时，会携带若干细微水分，称为湿蒸汽。通常锅炉产生的饱和蒸汽，含有1-3%的水分。4.3.2定义：将湿饱和蒸汽予以汽水分离，抽出水分，再加热使蒸汽所含的水分完全蒸发，称为干饱和蒸汽，再加热，则蒸汽压力不变，温度能继续升高，称为过热蒸汽（Supersteam）。8蒸汽的特性壹4.4饱和蒸汽及过热蒸汽所含的热能压力（Kg/cm2)表压饱和蒸汽过热蒸汽水温（℃）显热（h)(Kcal/Kg)蒸汽潜热(r)(Kcal/Kg)总热能(Kcal/Kg)含过热蒸汽的总热能(Kcal/Kg)100℃160℃220℃01001005396396396686962133134517651666695724415115250465666269372361641664946606596917218175177485662689720101831864786646877199蒸汽的特性壹第一节---何为三点组合贰---蒸汽的热传导101、热能传导是热能由高温处传到低温处的现象。它通常可分为传导、辐射、对流三种。传导热量（Q）与物体间的温度差（ΔT）及物体的热传导系数（u）及传导面积大小（A）有关。物体的热传导系数通常以固体为最高，其次是液体，最次是气体。固体中以金属的热传导系数最高。热传导常用公式：Q=U*A*ΔT11第二节---蒸汽的热传导贰第二节---蒸汽的热传导贰第二节---蒸汽的热传导贰2、各种物质的热传导率（Kcal/m.h.℃）物质温度（℃）热传导率物质温度（℃）热传导率物质温度（℃）热传导率金属非金属液体银20360煤200.22水200.514铜20340混凝土200.4-0.5水银07.1铝20196耐火砖1000.4-1.0润滑油00.127黄铜2095水垢1000.1-2.0铁2062煤焦200.06-0.1气体软钢2046矽土200.03-0.06空气200.022铸铁2045水蒸气1000.021镍洛钢2014氢00.14412第二节---蒸汽的热传导贰3、如何提高蒸汽系统热能传导效率3.1蒸汽在锅炉生成及管路传送时，应保持最佳品质。3.2选用最适当的蒸汽压力。3.3加热之金属表面应保持光滑、清洁。3.4应将凝结水膜，及凝结水迅速排除。3.5避免空气存在于机器中及加热面上。13第二节---蒸汽的热传导贰第一节---何为三点组合叁---蒸汽的节能141、蒸汽系统的节能应该从以下几方面着手：1.1提高蒸汽品质1.2减少锅炉排污，从锅炉排污中回收能量1.3正确、有效地分配和输送蒸汽1.4正确控制蒸汽的压力1.5正确控制温度1.6选择正确、合适的疏水阀，并注意日常的维护、检测1.7从过程设备中有效排除冷凝水1.8回收冷凝水1.9回收二次蒸汽1.10减少蒸汽的泄漏损失15第三节---蒸汽的节能贰第三节---蒸汽的节能叁2、蒸汽应该是高品质的到达使用设备应该具有以下的条件:2.1合适的压力和温度2.2干燥--不能含有水分2.3干净--污垢和其它固体物质积聚在换热面会增加热阻2.4不能含有空气—空气阻力很大，减少传热。16第三节---蒸汽的节能叁第一节---何为三点组合肆---能源的运输—管路171、典型的蒸汽管路煮锅煮锅锅炉给水泵给水箱补给水水箱冷凝水冷凝水蒸汽蒸汽过程设备空间加热系统18第四节能源的运输—管路肆19第四节能源的运输—管路肆主管下沉冷凝水占据蒸汽管道水锤引起震动和噪音冷凝水2、错误配管20第四节能源的运输—管路肆蒸汽提升至高点疏水点30-50m坡度1/250蒸汽流向3、正确配管214.1高压输送的优点4.1.1蒸汽管道口径小,热损失少；4.2.2蒸汽管道费用低,支撑费用少,人工费用降低；4.2.3管道的隔热费用低；4.2.4通过减压在使用点可以获得更加干燥的蒸汽；4.2.5锅炉操作在高压更容易达到最佳运行状态,运行效率高；4.2.6锅炉的蓄热能力增加,容易处理负载的变化，减少汽水共腾发生的可能性.4、蒸汽的高压输送，低压使用原则第四节能源的运输—管路肆4.2为什么要低压使用？4.2.1可以提供蒸汽中更大比例的潜热4.2.2减少冷凝水所含热量，减少二次蒸汽量4.2.3经过减压后蒸汽具有更高的干度4.2.4控制压力等于控制温度4.2.5各个用汽点有不同的操作压力4.2.6安全要求22第四节能源的运输—管路肆235、减压阀的类型5.1直接作用式5.2先导式5.3气动类第四节能源的运输—管路肆245.1直接作用减压阀优点:结构紧凑安装容易缺点:减压比低大的控制偏差,可达20%左右应用:精度要求不高,流量小且稳定实例:煮锅,油罐加热器,非关键的蒸汽场合.第四节能源的运输—管路肆255.2先导式减压阀特点:精确-典型的最大偏差0.2bar.稳定-不管上游压力和负载的变化.增加制程效率和产品质量。容量大减压比高10:1应用:精度要求高流量大,负载变化大第四节能源的运输—管路肆分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀26先导减压站分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀分离器过滤器减压阀安全阀疏水阀组压力表截止阀第四节能源的运输—管路肆第四节能源的运输—管路肆275.3气动减压站第四节能源的运输—管路肆28气动减压站的优缺点优点:非常精确的控制适用于很高压力的应用能适应很高的流量很好的调节比缺点:比较复杂应用:需要很高控制精度,且流量变化大的应用第四节能源的运输—管路肆295.4减压阀配置5.4.1减压阀不能选型过大,否则容易冲蚀和引起‘振荡’5.4.2减压阀通常比上游的蒸汽管道至少小一号管径.5.4.3减压阀应避免管道的垃圾和水分的侵害(安装过滤器和汽水分离器).5.4.4上游和下游管道应根据流量以及压力正确选择.5.4.5作为原则,如果压力的调节比大于10:1,则建议使用2个减压阀串联.5.4.6作为原则,如果最小流量小于最大流量的10%,则建议使用两个减压阀并联.第四节能源的运输—管路肆30