當熱的冷凝水壓力降低后,就會釋放出閃蒸蒸汽。如果壓力低到一定程度,即使在20℃的環境溫度下,水也能夠沸騰。值得注意的是,170℃的水只要低于6.9 bar g就會沸騰。釋放出的閃蒸蒸汽和鍋爐產生的蒸汽一樣有用。
例如,當鍋爐壓力降低后,一部分水就會閃蒸成蒸汽,和靠鍋爐燃料熱量產生的直接蒸汽混在一起,由于兩種蒸汽都在鍋爐內產生,因此很難區分它們。僅當在閃蒸發生在壓力較低的時候,如在疏水閥的排放側才會廣泛使用閃蒸蒸汽的稱呼。不幸的是,這樣經常會得出閃蒸蒸汽和直接蒸汽相比在一定程度上價值要低這一錯誤的論斷。
在效率大化的系統中,閃蒸蒸汽和冷凝水分離以補足低壓加熱應用,多利用1kg閃蒸蒸汽,就會少用1kg鍋爐來的蒸汽,否則閃蒸蒸汽就會排到大氣當中白白浪費。
回收閃蒸蒸汽非常重要,和回收冷凝水一樣,不僅是有經濟性而且有環境意義。
有多少可用的閃蒸蒸汽?
如果想利用閃蒸蒸汽,應知道有多少閃蒸蒸汽能夠利用,通過計算可以得出,也可以查圖表。
例14.6.1 - 考慮圖14.6.1所示的夾套加熱槽
飽和的冷凝水進入疏水閥,其壓力為7 bar g,溫度為170℃,該壓力下冷凝水的熱量為721 kJ。經過疏水閥排放到壓力為0 bar g的冷凝水回收管中,該壓力下冷凝水的熱量為419 kJ
,高溫度為100℃,有302 kJ
的多余熱量,從而使得一些冷凝水閃蒸成了蒸汽,閃蒸蒸汽的量按下式計算:
在0 bar g 下,飽和水產生1kg的蒸汽需要2257kJ的熱量,302kJ能產生的蒸汽量為:
≈ 0.134 kg 蒸汽/1kg冷凝水
在該例中,閃蒸蒸汽的比例為13.4%。
如果在7 bar g下,設備使用的蒸汽量為250kg/h,則在0 bar g下釋放出的閃蒸蒸汽量為:
0.134 x 250 kg/h = 33.5 kg/h 閃蒸蒸汽
也可以通過圖14.6.2,直接讀出低壓下的閃蒸蒸汽量。
上面的例子我們可以通過查圖14.6.2,得出7 bar g壓力下每1kg冷凝水可產生0.134kg的閃蒸蒸汽。
過冷冷凝水
如果蒸汽疏水閥是熱靜力式疏水閥,則排放冷凝水的溫度低于飽和溫度,冷凝水中的熱量將會減少,產生的閃蒸蒸汽數量也會減少。
如果例14.6.1中,排放的冷凝水溫度低于飽和溫度15℃,冷凝水中可利用的熱量就會減少。
例14.6.2假定冷凝水的排放溫度有15℃的過冷度,其壓力為7 bar g。
7 bar g壓力下飽和冷凝水的溫度 = 170℃
過冷度 = 15℃
7 bar g壓力下過冷的冷凝水溫度 = 155℃
從蒸汽表中:
155℃冷凝水中的熱量 = 654 kJ
0 bar g壓力下飽和冷凝水所能攜帶的熱量 = 419 kJ
0 bar g冷凝水中多余的熱量 = 235 kJ
0 bar g壓力下淪化潛熱 = 2257 kJ
二次蒸汽的比例 =
冷凝水中二次蒸汽的比例 = 0.104(10.4%)
因為在該例中排放的冷凝水溫度由于比飽和溫度低,所以閃蒸蒸汽的比例也從13.4%降到了10.4%。
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什么是閃蒸蒸汽?為何要使用閃蒸蒸汽?