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闪蒸蒸汽及其利用
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日常生产中,我们经常可以在工厂看到冒白汽(小白龙)的现象,大多数这种冒白汽的现象是空气、蒸汽的混合物中携带微小水滴。
工厂冒白汽的存在不仅浪费能源,而且污染环境,也非常不美观。那么它是如何产生的?该怎样避免呢?
冒白汽现象,除了蒸汽和冷凝水系统的跑冒滴漏原因之外,还有一种原因就是闪蒸蒸汽。
闪蒸蒸汽,又叫二次蒸汽,这种传统上指的是从冷凝水排放孔流出时和冷凝水从蒸汽疏水阀向外界排放时产生的蒸汽。
那么,冷凝水是怎样变成蒸汽的呢? 闪蒸蒸汽发生于当高压的水(水温高于低压液体的饱和温度)变为低压的时候。相反的,如果高压水的温度低于低压水的饱和温度,那么闪蒸蒸汽就不会产生。
当冷凝水从蒸汽疏水阀经过的时候,通常上游温度足够高,就会产生闪蒸蒸汽锅炉的排污水是接近锅炉压力的饱和水。举例锅炉蒸汽压力为10 bar g, 这时的温度是 184°C。
当10 bar g压力下蒸汽放热变成冷凝水时,冷凝水的温度也是184°C显然,当冷凝水经疏水阀后被排放到大气中,在大气压力下水不能以 184°C 存在,因为在排出的冷凝水中有过剩的热焓或能量。
  假设冷凝水释放到闪蒸系统的工作压力是 0.5 bar g,利用蒸汽表可以确定这部分过剩的能量的数量 :
水在10 bar g时的比焓 = 782 kJ / kg (hf @10 bar g)

水在 0.5 bar g时的比焓 = 468 kJ / kg (hf @ 0.5 bar g)
过剩的热焓 = 314 kJ / kg
这个过剩的能量将一部分水蒸发为蒸汽,这部分蒸汽称为闪蒸蒸汽。
  闪蒸蒸汽的量很容易通过计算确定。


所以,锅炉冷凝水在通过疏水阀时压力从10bar g 降到0.5bar g,其中有14.1% 将变成蒸汽。

瓦特节能的解决方案是不建议将这部分闪蒸蒸汽通过排污罐排放到大气,浪费了相关的能量以及这些蒸汽冷凝后产生的高质量的水。
二是利用闪蒸蒸汽中的能量,并回收闪蒸蒸汽。当然,闪蒸蒸汽的条件往往是低压环境,所以必须找到可以就近使用低压蒸汽的用户和设备,否则闪蒸蒸汽的利用将变得困难。
如何确定闪蒸蒸汽的能量流率非常有用。
举例利用蒸汽表可以计算。
Rate of flash steam generation = 1 111 kg / h x 14.1%
Rate of flash steam generation = 157 kg / h (0.043 5 kg / s)
Total energy per kg of steam = 2 694 kJ / kg (hg @ 0.5 bar g)
Energy flowrate in flash steam = 0.043 5 kg / s x 2 694 kJ / kg
Energy flowrate in flash steam = 117 kW
  利用这部分闪蒸蒸汽是可能的。在这个例子中,它几乎代表排冷凝水热流率中的 49%,以及14.1% 的冷凝水。
  假设给水温度为0°C,利用蒸汽表查取上面计算需要的数据。要更准确的结果,应使用实际的给水温度值。
利用回收利用闪蒸蒸汽
闪蒸蒸汽可以通过闪蒸罐获得并回收。实际上,闪蒸罐提供了一个空间,使得流速足够低以便热水和闪蒸蒸汽可以分离,并从这里用管道送到工厂的其他地方。

闪蒸罐的设计非常重要,不仅仅从汽水分离的角度,而且在结构上,它的设计制造必须符合压力容器标准。
闪蒸蒸汽利用需要的主要设备:闪蒸罐 。
注意:罐上部的蒸汽流速不能超过3 m / s。
蒸汽疏水阀用于罐体排水 – 倒置桶和浮球疏水阀是理想的应用
它能够当剩余的冷凝水一旦到达疏水阀就立即排放。
闪蒸罐工作在很低的压力,实际上没有能量在疏水阀后提升剩下的排污水,因此水必须依靠重力通过疏水阀和排放管道。
 注意:因为压力低,所以疏水阀相当大。所附带的好处是不可能被残留冷凝水中的杂质堵塞。
实例是闪蒸汽加热锅炉水箱的一个应用,通过闪蒸汽的热能回收,可以回收锅炉排污热量的60%,而且提高了锅炉的运行效率。



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