蒸汽基础知识讲义-石宏涛讲义.ppt

蒸汽基础知识,厂务处 工务科,,制定：石宏涛,1,自从英国发明家瓦特发明蒸汽机后，我们世界面貌发生了巨大的变化，从 工业革命到现在我们的康师傅，这一切都是靠蒸汽强大的力量在推动！ 蒸汽机简易图 电、汽不分家 ，蒸汽机不但产生了汽，还产生电2,,,,,,,,,,,,,,,一、水蒸气的产生与相变（锅、炉区别）,3,1、来源于大自然中的水，工业用汽产生于热电厂锅炉中的汽包热电厂主蒸汽用来推动汽轮机发电，凝汽式电厂的尾汽直接冷却，对能源的浪费较大；热电联产把尾汽或部分主蒸汽用来集中供热 2、蒸汽对水的品质要求很高，加入锅炉的水需要软化、除氧，几乎是纯净水的标准主要目的减少杂质对锅炉的危害，增加蒸汽品质，防止爆炉、爆管等严重事件的发生水蒸气具有良好的热力性质，来源丰富，易于获得，比热容大，传热性能好，且无毒无味、无污染，在热力工程中的使用极为广泛4,,蒸发,沸腾,在任何温度条件下发生在液体表面的汽化过程温度越高，蒸发表面积越大，蒸发越强烈在一定温度（沸点）下，液体内部和表面同时发生的剧烈汽化过程沸腾可通过加热或减压的方法实现相同压力下，不同的液体沸点不同如湿衣服的晾干,蒸汽是由液体汽化而产生的。

1. 汽化,液体开始沸腾的温度,汽化过程是吸热过程5,2. 凝结,——物质由气态转变为液态的过程称为凝结液态物质,(放热)凝结,(吸热)汽化,气态物质,汽相空间蒸汽分子越多，蒸汽压力越大，凝结速度越快如水蒸汽冷凝水,同压力下蒸汽的凝结温度与液体的沸点相等,6,,饱和压力ps,饱和温度ts,如水蒸气：ps＝0.101325 MPa，ts=100 ºC,3. 饱和状态,——液面上蒸气空间中的蒸气和液体两相达到 动态平衡的状态就称为饱和状态在饱和状态下,有:,,饱和温度和饱和压力一一对应7,饱和状态：汽化与凝结的动态平衡,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,饱和温度Ts,饱和压力ps,,一一对应,放掉一些水，Ts不变， ps？,Ts,,ps,,ps=1.01325bar,,Ts=100 ℃,青藏ps=0.6bar,,Ts=85.95 ℃,高压锅ps=1.6bar,,Ts=113.32 ℃,不变,4. 干度,——单位质量湿蒸汽中所含饱和蒸汽的质量称 为湿蒸汽的干度表示式为,,饱和液体和饱和蒸汽的混合物,干度x的取值范围为0～1x0 ，饱和液体,0﹤x﹤1 ，湿(饱和)蒸汽,x1 ，干饱和蒸汽,引入干度x可确定湿蒸汽中所含饱和液体和饱和蒸汽的 量，或确定湿蒸汽的状态。

mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量,mw-湿蒸气中饱和水的质量,二、水蒸气定压发生过程的三个阶段和五种状态,汽化潜热 J/kg,,,,预热阶段,汽化阶段,过热阶段,凝结潜热,同工质同温度下,11,当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热” 然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高压力降低，部分显热被释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽当一定压力下的热凝结水或锅炉水被降压，部分水会二次蒸发，所得到的蒸汽即为闪蒸蒸汽12,马路上蒸汽管道为何隔一段会拱起来？,三、蒸汽的输送和使用,13,跟电的输送和使用一个道理,14,从源头除杂质,15,16,1、为什么需要减压,17,通过纯粹的减压装置，蒸汽过热度会增加因为减压阀使压力的变化，要更快于温度的变化，在低压下对应的饱和温度更低 表压6bar饱和温度165℃,1bar饱和温度120 ℃ ，而减压后温度147 ℃，过热度达到27 ℃。

所以通过调节减压阀可以改变蒸汽的干湿度举例L3线18,2、为什么 需要减温,加热装置为什么不需 要过热度太高的蒸汽,19,20,21,3、水锤现象,1.管道布置不合理 2.缺少输水系统,又称水击水(或其他液体)输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停车、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象水利学当中的“水锤效应”,22,当蒸汽损失了热量，它会转变为冷凝水，其体积会比蒸汽小1000倍因此当蒸汽进入接触到低温的冷凝水从而发生冷凝，蒸汽的体积立刻发生巨大的变化 当蒸汽在冷凝过程中，由于体积减小会暂时形成真空状态，因此管道内的冷凝水会被吸到这个真空的空间这种情况就会形成水锤，冷凝水在管道内形成浪涌互相的撞击 因此，管道内的低温冷凝水与蒸汽混合是非常危险的但这样的情况又是非常普遍的，像在冷凝水回收系统中或类似的系统，这种是一种非常难以解决的水锤形式特别是在蒸汽管道刚刚送汽时，开启阀门一定要缓慢 所以蒸汽管道或用汽设备都需要输水！ 下面就来看看疏水器23,四、蒸汽疏水器 常见疏水器,疏水器的作用（四个字）：输水阻汽,疏水器有蒸汽间断排除，这是正常现象,24,1、蒸汽疏水器的安装,需安装旁通,25,2、中国疏水器的现状,26,3、蒸汽疏水器的选型,27,（1）、自由浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节能效果好。

最小工作压力0.01Mpa，从0.01Mpa至最高使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响，连续排水能排饱和温度凝结水，最小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率 背压率大于85%，是生产工艺加热设备最理想的疏水阀之一3、机械型疏水器,28,29,（2）、倒吊桶式疏水阀：倒吊桶式疏水阀内部是一个倒吊桶为液位敏感件，吊桶开口向下，倒吊桶连接杠杆带动阀心开闭阀门倒吊桶式疏水阀能排空气，不怕水击，抗污性能好过冷度小，漏汽率小于3%，最大背压率为75%，连接件比较多，灵敏度不如自由浮球式疏水阀因倒吊桶式疏水阀是靠蒸汽向上浮力关闭阀门，工作压差小于0.1MPA时， 不适合选用30,倒吊桶疏水器的原理,31,4、热动力式疏水阀：,32,5、疏水阀组：,33,6、Y型过滤器的正确安装,34,大口径蒸汽管（100mm以上的）一般要在30~50m布置输水装置,7、蒸汽疏水器的布置,35,8、取汽点的合理选择,从管道上面取汽，不能从 侧面或者下面取汽，冷凝 水或杂质容易进入支管， 影响蒸汽品质36,五、蒸汽的计量,37,38,以上报告 敬请指正 2013.05.15,。