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在蒸汽節能中蒸汽高壓輸送低壓使用的原理及優(yōu)勢是什么？
發(fā)布時(shí)間：
2024-06-12 09:27
大家都知道，蒸汽要”高壓輸送、低壓使用”，可是為什么呢？
1、 高壓輸送的好處：
A、如果蒸汽壓力越高，密度越大，單位質(zhì)量蒸汽所占用的空間會(huì )越少。所以蒸汽鍋爐經(jīng)常在高壓力運行，較小的鍋爐也能產(chǎn)生很多蒸汽，然后通過(guò)比較小的管道輸送到用汽點(diǎn)。
B、壓力越高，溫度也越高，蒸汽冷凝的速度就越慢，因此，輸送熱效率要高。
2、蒸汽減壓（使用低壓蒸汽）的原因：
A、壓力越低，蒸汽的熱焓值越高，1.6MPa時(shí)熱焓值為1922.64kJ/kg，0.8MPa時(shí)熱焓值為2030.31kJ/kg，0.3MPa時(shí)熱焓值為2133.33kJ/kg。
因此使用低壓蒸汽可以減少鍋爐的蒸汽負荷，可以節約能源。為減小鍋爐的尺寸，大多數蒸汽鍋爐的設計壓力都相對較高，且不應運行在較低的壓力下，那樣會(huì )導致蒸汽“帶水”，干度下降。由于這個(gè)原因，通常比較經(jīng)濟的做法是讓鍋爐生產(chǎn)較高壓力的蒸汽，然后在使用點(diǎn)進(jìn)行減壓。只有增加減壓站，才可以得到高品質(zhì)的穩定的低壓飽和蒸汽，這是設備工藝所需要的。
B、蒸汽壓力越低，越適合于設備使用，可以降低下游管道中的閥門(mén)、設備、管道及附件的壓力等級，低壓設備的采購成本比使用高壓蒸汽的設備要低得多，壽命也更長(cháng)。
C、壓力越低，冷凝水溫度也越低，疏水閥后冷凝水閃蒸比例降低，損失的熱量也就相應降低了。
D、因為飽和蒸汽的物理性質(zhì)是，壓力和溫度是一一對應的，在某些制程中，可以通過(guò)控制壓力來(lái)間接控制溫度，因為壓力控制比較簡(jiǎn)單且可以提供精確的溫度控制。這一點(diǎn)在殺菌鍋、接觸式干燥器、硫化機、壓延機上比較普遍，因為這些設備的表面溫度很難通過(guò)溫度感應器測量。所以說(shuō)壓力控制，也是換熱器溫度控制的基礎。
E、有時(shí)候，減壓也是為了穩壓?，F在越來(lái)越多的工廠(chǎng)，被要求使用熱電廠(chǎng)集中供應的蒸汽，因為用汽單位數量很多，大家的生產(chǎn)時(shí)間可能都集中在白天，一到晚上很少廠(chǎng)使用，因此晚上一般壓力都很高，達到峰值，這時(shí)必須減壓才能滿(mǎn)足工廠(chǎng)要求。即使白天，蒸汽壓力降下來(lái)了，但是壓力也是很不穩定，所以也需要通過(guò)減壓閥來(lái)使壓力穩定下來(lái)。
減壓裝置：使用自作用減壓閥，或者使用氣動(dòng)控制閥，可以準確控制蒸汽壓力。
自作用減壓閥包括：先導式減壓閥和直接作用式減壓閥；
氣動(dòng)控制閥，則需要配套高溫型壓力傳感器和壓力控制器使用。
3、使用低壓蒸汽的節能效益分析
1、比如：35t/H的鍋爐1臺，壓力9barg，車(chē)間使用壓力要求為5barg，由此來(lái)計算可節約的能源。
2、效益計算：由飽和蒸汽表查出（查表時(shí)注意，上表中絕對壓力=表壓+1），9barg壓力時(shí)（查表時(shí)應查絕對壓力為1.0MPa一欄的參數）的蒸汽的熱焓值為2014.44 kJ·kg-1，5barg壓力時(shí)的蒸汽的熱焓值為2085.64 kJ·kg-1，因此將壓力從9減至5barG時(shí)，可以增加2085.64-2014.44=71.2kJ·kg-1的熱量，35t/h的鍋爐，則一共可增加35000kg/h*71.2 kJ·kg-1=2492000 kJ/h的熱量，實(shí)際用汽量一定的情況下，我們完全可以少生產(chǎn)這么多的熱量，也就是說(shuō)我們可以節約這么多的熱量?，F在，我們將此熱量轉換成蒸汽量，我們的鍋爐是生產(chǎn)9barg的蒸汽，因此，剛才的熱量也就相當于2492000（ kJ/h）/2014.44（kJ·kg-1）=1237kg/h的9barg壓力的蒸汽，一天則可節約1237*24=29688kg蒸汽。由此得出可節約煤炭的比例或所能提高的熱效率為1237/35000=3.5%
鍋爐的熱效率為80%，9bar飽和蒸汽的總熱量為2777.12 kJ/kg-1=2777.12/4.2=662.9Kcal/kg，662.9Kcal/kg *35000kg/h=23201500Kcal/h
一般使用的是三級燃煤，其燃燒值只有6308Kcal/kg,鍋爐耗煤量為23201500/6308=3678kg/h=3.678 （T/h）。所以，若使用5bar的低壓蒸汽，每天可節約煤為：3.678*24*3.5%=3.1T，目前三級燃煤的單價(jià)為780元/T，由此算出每天可以節約3.1*780=2418元。一年按360天工作日計算，可以節約共2418*360=87萬(wàn)元。
由此可見(jiàn)，低于一些低壓設備，一定要使用減壓閥，將蒸汽壓力減至設備需求的壓力來(lái)運行，可以大大減少能耗。
附表：飽和蒸汽表
|
Pressure |
Temp |
Specific Volume |
Density |
Specific Enthalpy |
|||
|
MPa |
℃ |
m3·kg-1 |
kg·m-3 |
kJ·kg-1 |
|||
|
p |
t |
v’ |
v” |
p,, |
hf |
Hg |
hfg |
|
0.1 |
99.606 |
0.00104315 |
1.69402 |
0.590311 |
417.44 |
2674.95 |
2257.51 |
|
0.3 |
133.53 |
0.00107318 |
0.605785 |
1.65075 |
561.46 |
2724.89 |
2163.44 |
|
0.35 |
138.86 |
0.00107858 |
0.524196 |
1.90768 |
584.31 |
2731.97 |
2147.65 |
|
0.4 |
143.61 |
0.00108356 |
0.462392 |
2.16287 |
604.72 |
2738.06 |
2133.33 |
|
0.45 |
147.91 |
0.00108820 |
0.413900 |
2.41604 |
623.22 |
2743.39 |
2120.16 |
|
0.5 |
151.84 |
0.00109256 |
0.374804 |
2.66806 |
640.19 |
2748.11 |
2107.92 |
|
0.6 |
158.83 |
0.00110061 |
0.315575 |
3.16882 |
670.50 |
2756.14 |
2085.64 |
|
0.70 |
164.95 |
0.00110797 |
0.272764 |
3.66617 |
697.14 |
2762.75 |
2065.61 |
|
0.80 |
170.41 |
0.00111479 |
0.240328 |
4.16099 |
721.02 |
2768.30 |
2047.28 |
|
0.90 |
175.36 |
0.00112118 |
0.214874 |
4.65390 |
742.72 |
2773.04 |
2030.31 |
|
1.00 |
179.89 |
0.00112723 |
0.194349 |
5.14539 |
762.68 |
2777.12 |
2014.44 |
|
1.10 |
184.07 |
0.00113299 |
0.177436 |
5.63584 |
781.20 |
2780.67 |
1999.47 |
|
1.20 |
187.96 |
0.00113850 |
0.163250 |
6.12558 |
798.50 |
2783.77 |
1985.27 |
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