关于高压蒸汽在使用中的情况
大家都知道,蒸汽要”高压输送、低压使用”,可是为什么呢?
1、 高压输送的好处:
A、如果蒸汽压力越高,密度越大,单位质量蒸汽所占用的空间会越少。所以蒸汽锅炉经常在高压力运行,较小的锅炉也能产生很多蒸汽,然后通过比较小的管道输送到用汽点。
B、压力越高,温度也越高,蒸汽冷凝的速度就越慢,因此,输送热效率要高。2、蒸汽减压(使用低压蒸汽)的原因:
A、压力越低,蒸汽的热焓值越高,1.6MPa时热焓值为1922.64kJ/kg,0.8MPa时热焓值为2030.31kJ/kg,0.3MPa时热焓值为2133.33kJ/kg。
因此使用低压蒸汽可以减少锅炉的蒸汽负荷,可以节约能源。为减小锅炉的尺寸,大多数蒸汽锅炉的设计压力都相对较高,且不应运行在较低的压力下,那样会导致蒸汽“带水”,干度下降。由于这个原因,通常比较经济的做法是让锅炉生产较高压力的蒸汽,然后在使用点进行减压。只有增加减压站,才可以得到高品质的稳定的低压饱和蒸汽,这是设备工艺所需要的。
B、蒸汽压力越低,越适合于设备使用,可以降低下游管道中的阀门、设备、管道及附件的压力等级,低压设备的采购成本比使用高压蒸汽的设备要低得多,寿命也更长。
C、压力越低,冷凝水温度也越低,疏水阀后冷凝水闪蒸比例降低,损失的热量也就相应降低了。
D、因为饱和蒸汽的物理性质是,压力和温度是一一对应的,在某些制程中,可以通过控制压力来间接控制温度,因为压力控制比较简单且可以提供精确的温度控制。这一点在杀菌锅、接触式干燥器、硫化机、压延机上比较普遍,因为这些设备的表面温度很难通过温度感应器测量。所以说压力控制,也是换热器温度控制的基础。
E、有时候,减压也是为了稳压。现在越来越多的工厂,被要求使用热电厂集中供应的蒸汽,因为用汽单位数量很多,大家的生产时间可能都集中在白天,一到晚上很少厂使用,因此晚上一般压力都很高,达到峰值,这时必须减压才能满足工厂要求。即使白天,蒸汽压力降下来了,但是压力也是很不稳定,所以也需要通过减压阀来使压力稳定下来。
3、减压装置:使用自作用减压阀,或者使用气动控制阀,可以准确控制蒸汽压力。
自作用减压阀包括:先导式减压阀和直接作用式减压阀;
气动控制阀,则需要配套高温型压力传感器和压力控制器使用。 3、使用低压蒸汽的节能效益分析
1、比如:35t/H的锅炉1台,压力9barg,车间使用压力要求为5barg,由此来计算可节约的能源。
2、效益计算:由饱和蒸汽表查出(查表时注意,上表中绝对压力=表压+1),9barg压力时(查表时应查绝对压力为1.0MPa一栏的参数)的蒸汽的热焓值为2014.44 kJ·kg-1,5barg压力时的蒸汽的热焓值为2085.64 kJ·kg-1,因此将压力从9减至5barG时,可以增加2085.64-2014.44=71.2kJ·kg-1的热量,35t/h的锅炉,则一共可增加35000kg/h*71.2 kJ·kg-1=2492000 kJ/h的热量,实际用汽量一定的情况下,我们完全可以少生产这么多的热量,也就是说我们可以节约这么多的热量。现在,我们将此热量转换成蒸汽量,我们的锅炉是生产9barg的蒸汽,因此,刚才的热量也就相当于2492000( kJ/h)/2014.44(kJ·kg-1)=1237kg/h的9barg压力的蒸汽,一天则可节约1237*24=29688kg蒸汽。由此得出可节约煤炭的比例或所能提高的热效率为1237/35000=3.5%
锅炉的热效率为80%,9bar饱和蒸汽的总热量为2777.12 kJ/kg-1=2777.12/4.2=662.9Kcal/kg,662.9Kcal/kg *35000kg/h=23201500Kcal/h
一般使用的是三级燃煤,其燃烧值只有6308Kcal/kg,锅炉耗煤量为23201500/6308=3678kg/h=3.678 (T/h)。所以,若使用5bar的低压蒸汽,每天可节约煤为:3.678*24*3.5%=3.1T,目前三级燃煤的单价为780元/T,由此算出每天可以节约3.1*780=2418元。一年按360天工作日计算,可以节约共2418*360=87万元。
由此可见,低于一些低压设备,一定要使用减压阀,将蒸汽压力减至设备需求的压力来运行,可以大大减少能耗。