‘壹’ 蒸汽的干度和焓值影响
蒸汽的干度和焓值在工业生产中起着关键作用。干饱和蒸汽,理论上是在特定压力下沸腾生成的,但在实际应用中,锅炉产生的蒸汽往往并非100%纯净,往往带有少量水分,这就是所谓的湿蒸汽。
干度,是衡量蒸汽中水分含量的一个指标,若蒸汽含10%的水分,则其干度为90%,即0.9。这意味着实际的湿蒸汽蒸发过程中的焓值(即热能)并非仅仅等于蒸汽表上的饱和水蒸气的蒸发焓(hfg),而是需要考虑干度的修正。
具体来说,实际蒸发焓等于干度乘以饱和蒸发焓(hfg),即:实际蒸发焓 = 干度x hfg。这不仅影响了蒸汽的可用能效,还直接关系到能源消耗,因为干度较低意味着需要更多的蒸汽产生,同时也会增加冷凝水的排放量。因此,理解和控制蒸汽的干度和焓值对能源管理和设备效率优化至关重要。
蒸汽锅炉在产生饱和蒸汽的过程中,由于锅炉本身的因素,蒸汽中会携带水分,导致蒸汽的干度不足。蒸汽带水的原因多种多样,如蒸汽锅炉的负荷增加,未及时加热的炉水随蒸汽流出,造成蒸汽带水;蒸汽压力增高时,蒸汽带水能力增强,因为压力升高促进了水滴的破碎,增加了水滴被带走的机会;汽包蒸汽空间高度降低,水滴容易被带走;蒸汽锅炉内的锅水含盐量增高,导致蒸汽带水的可能性增大。
为解决蒸汽带水问题,首先需要检查锅炉汽包蒸汽出口的汽水分离器是否正常工作,若分离效果不佳或损坏,应进行修复或更换。其次,要控制锅炉水位,避免水位过高,这有助于减少蒸汽带水现象。此外,保持锅炉负荷稳定,避免超负荷运行或负荷波动过大,也是有效措施之一。
另外,若锅炉水中的含盐量过高,应通过软化水处理等方式降低水中的盐分含量,减少蒸汽带水的可能性。同时,确保锅炉水质合格,避免使用含盐量高的水作为锅炉补给水。最后,检查汽包内给水即水分配管是否漏泄,如有问题应及时修复。
综上所述,蒸汽带水问题的解决需要从多个方面入手,包括改善汽水分离器的性能,控制锅炉负荷和水位,调整锅炉水质,检查和修复汽包内的给水管道等。通过这些措施,可以有效减少蒸汽带水现象,提高蒸汽品质。
‘叁’ 节能减少蒸汽浪费的方法和途径
蒸汽的产生、输送、换热使用、余热回收等环节皆是节能的主战场,蒸汽的浪费不仅造成能源的浪费和环境的污染,更会给蒸汽用户带来额外的经济负担和社会责任。瓦特节能过去40年的经验表明,多数客户都有着巨大的节能潜力和机会。良好的蒸汽系统可以帮助蒸汽用户减少5-50%的能源浪费,具有良好的经济意义和社会意义。
在蒸汽的产生过程中,选用设计和生产的蒸汽锅炉至关重要。设计效率最好达到95%以上,锅炉能源浪费的途径包括锅炉排烟温度、给水温度、空气预热、排污量、锅炉本体的散热、除氧器的排放、不完全燃烧、燃烧的空气过剩系数、燃气锅炉的排烟汽化潜热回收、蒸汽带水和排盐炉水的热能回收等。蒸汽带水是经常被客户忽略或不知的部分,5%的携带意味着锅炉效率降低1%,且蒸汽带水会导致整个蒸汽系统的维修维护量增加,降低换热设备的输出和更高压力的要求。
负荷不匹配是蒸汽能源浪费的一个重要原因,大马拉小车或小马拉大车都会导致蒸汽系统的效率低下。瓦特节能的经验是对于峰谷负载频繁的应用采用瓦特蒸汽蓄热平衡器。
蒸汽在输送过程中,加热整个蒸汽管网至蒸汽的温度会引发蒸汽的冷凝,瓦特节能把起机时加热蒸汽管网的这部分冷凝水称之为系统的启动负载。蒸汽持续地向环境散热,导致部分蒸汽冷凝,产生冷凝水。蒸汽中冷凝水含水量的高低定义为蒸汽的干度,汉吉龙测控把这部分冷凝水称之为管网运行负载。
通过内漏或阻塞的诊断,HOJOLO技术提供的法国LEAKSHOOTER声呐蒸汽疏水阀检测仪可以快速检测出疏水阀的状态,判断正常、堵塞、泄漏情况,并能量化泄漏的蒸汽量,彻底改变了依靠目测、听诊对蒸汽泄漏判断有误的现象。检测后,可以了解蒸汽疏水阀的工作状态,把泄漏的蒸汽疏水阀予以更换或维修,从而达到节能的目的。
良好的保温是减少蒸汽浪费的关键因素。矿物棉、纤维玻璃或硅酸钙等保温材料的效果取决于微小空气囊的存在。保温材料不能变形或被水浸湿,需要进行适当的机械保护和防水处理,尤其是在室外安装。蒸汽管道散发到水或潮湿保温材料的热损失将是散热至空气热量的50倍之多,因此要特别注意保护安装于积水地面或管道内的蒸汽管道,防止被水浸没,保护绝缘层不被梯子等物件损坏,避免雨水的侵入。
蒸汽系统中的热部分需要保温,包括全部的主管连接法兰、阀门和其他连接件。在连接法兰的每一边切掉绝缘层,露出螺栓,留出维护的空间,这等效于0.5m的光管长度。即使良好的保温也无法完全避免蒸汽输送过程中的散热冷凝,因此正确管道必须沿程设置疏水阀,实现即时自动排除蒸汽冷凝水,而不适合的蒸汽疏水阀是造成蒸汽浪费的重要途径。
对于间歇式蒸汽用户,长时间停止用汽时,要在蒸汽源头进行切断。对于季节性使用蒸汽的管道必须使用独立的蒸汽管道,在停汽时段采用高温球阀切断供应。进入用汽点的蒸汽必须尽可能不含冷凝水和不凝性气体及污垢,确保进入换热的蒸汽是干净的干饱和蒸汽。蒸汽品质的降低会造成更多的流量需求,形成隐形的蒸汽浪费。汽水换热器必须采用温控,温度控制阀可以安装于蒸汽系统,也可以控制冷凝水系统,任何超出需求的温度意味着过度的加热和能源的浪费。
蒸汽系统任何减压阀的使用意味着蒸汽品位的降低,合适的蒸汽压力是减少蒸汽浪费的重要因素。蒸汽最好的使用是阶梯利用,逐层利用蒸汽能源。换热器的疏水阀必须保证自由通畅的疏水,换热器的选择可以尽可能利用蒸汽的显热,降低冷凝水的温度,减少闪蒸蒸汽的可能。如果一定要饱和态及时排水,则要考虑闪蒸蒸汽的回收利用。换热后的冷凝水必须及时回收,以节省燃料,提高锅炉出率,减少锅炉排污的次数,节省水费和水处理费,增加锅炉工作稳定性,提高蒸汽的质量,降低能耗,通过提高给水之温度,最大程度地减少氧含量,减小系统腐蚀,降低燃料气体的排放,减少高温水向环境的排放,保护环境。
蒸汽系统的设计必须尽可能减少环境,减少各种多余的阀门和管道配件。蒸汽系统需要良好的日常管理和维护,设立正确的技术指标和管理程序,领导重视,节能指标考核、良好的计量和数据管理是减少蒸汽浪费的基础。操作和管理员工的培训和考核是蒸汽节能和减少蒸汽浪费的关键。