【推荐】蒸汽蓄热器的原理及应用

【推荐】蒸汽蓄热器的原理及应用 蒸汽蓄热器的原理及应用 乏婴薪型巴氏杀菌监潮仪 删刃解8;8{嚣3;j嚣B46013,10.景:}嬲".." E-rnal(:ling~ebro-chinacorn 砖I'I颐贝隆中删也t理 颐贝隆电-T-科技(北京)有限公司 蒸汔蓄热器的原理及应用 张渝段琼彭岚 (i重庆大学动力工程学院4000302太原理工大学电气与动力工程学院) [摘要]介绍了蒸汽蓄热器的原理,结构,应用场合及装设要求,结合实例分析了蒸汽 蓄热器带 来的经济效益. [关键词]蒸汽蓄热器节能锅炉 我国自上世纪6o年代开始进行了蒸汽蓄热器 的研究,并在8o年代从日本全套引进了先进的设计 和制造技术.但目前这一先进节能设备在我国的推 广应用还非常有限,主要原因在于许多蒸汽供热单 位对该技术还不够了解. 2蒸汽蓄热器的工作原理及结构 2.i蒸汽蓄热器的工作原理 蒸汽蓄热器的工作原理是在压力容器中储存 水,将蒸汽通入水中,使容器内水的温度和压力升 高,形成具有一定压力的饱和水;而在容器内压力下 降的条件下,饱和水成为过热水,并立即沸腾而自蒸 发产生蒸汽.它设置在汽源和用汽负荷之间,在室 内外均可安装,通常装设在锅炉房附近. 2.2蒸汽蓄热器的分类 按蒸汽蓄热器的结构可将其分为立式和卧式两 种.卧式蓄热器的蒸发面积较大,安装检修方便,对 强度和稳定性的要求也比较低.所以目前卧式蓄热 器应用较多,但缺点是占地面积大.立式蓄热器的 优缺点与之相反. 2.3蒸汽蓄热器的结构 目前使用的蒸汽蓄热器是钢制圆柱形压力容 器,外壁敷有保温层.容器内部装有充蒸汽的分配 总管和支管,支管末端装有蒸汽喷头,喷头外围装有 水流循环筒.容器壁上有蒸汽人口和出I:I,人孔,进 水口,其底部装有排水口和定位支座(见图i).此 外,还装有水位计,压力计等检测仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf . 蒸汽蓄热器与汽源的连接方式有串连和并联之 分,常见的卧式蒸汽蓄热器与锅炉并联的较多(图2 示).当高压供汽量与低压用汽量平衡时,蓄热器不 工作,如果高压供汽量大于低压用汽量时,则通过阀 收稿日期:20051卜O4 2和阀3储热,当高压供汽量低于低压用汽量时,则 由蓄热器供热补充. 图1蒸汽蓄热器的结构 1.低压分汽缸;2.蒸汽蓄热器;3.锅炉;4.高压分汽缸;5.油泵;6, 7.自动调节阀;8,9.排汽截止阀,止回阀;10.人扎;11.滚动支座; l2.固定支座;l3.排水阀;14.循环简;15.蒸汽喷头;16.水位计; l7.进汽止回;l8.阀截止阀 图2蒸汽蓄热器与汽源的并联结构图 1.分汽缸;2.自动调节阀;3,单向止间阀;4蒸汽蓄热器;5 单向止回阀;6.自动调节阀;7.低压蒸汽用户 水面以上为蒸汽空间,工作时约占蓄热器总体 积的10%.在供汽锅炉按一定的蒸发量稳定地运 行时,如用汽负荷小于锅炉蒸发量,多余的蒸汽便经 充热蒸汽人口止回阀,截止阀进入蒸汽蓄热器中的 蒸汽分配总管和支管.最后通过蒸汽喷嘴向上扩散 到水中,变成凝结水,同时释放出热量,使容器内压 力和温度升高.使水的焓值升高到与容器内压力相 对应的饱和水焓值,这就是蓄热器的充热过程.当 用汽负荷大于锅炉蒸发量时,蒸汽蓄热器的送汽母 ? 2? 乏躅薪型巴氏杀菌监潮仪 『爿腭&:8ln_10-884406o0?136;10?6搿是.' E-ma.IlinO~ebro-chinaCofll 他咽颐贝隆中甚代理 颐贝隆电-?-科技(北京)有限公司 管中的压力下降,蓄热器内压力大于供汽母管中的 压力,于是蓄热器汽空的蒸汽立即顶开排汽止回阀 而流往送汽母管.同时,容器内饱和水的压力下降, 使水温高于降压后饱和水的温度而成为过热水,形 成剩余热量,过热水迅速蒸发,产生饱和蒸汽流出蓄 热器送往热用户,补充锅炉直接供汽的不足.这就 是蒸汽蓄热器的放热过程. 3蒸汽蓄热器的应用 蒸汽蓄热器广泛应用于石油,化工,纺织,酿造, 卷烟,造纸,食品加工,火力发电及供热等众多行业. 具体来讲主要用在以下四种场合: 1)热源间断供热或供热量波动较大的供热系 统.在汽源供汽不连续或流量波动大的供热系统, 装用蒸汽蓄热器后可以实现连续供汽.如转炉炼钢 系统中的汽化冷却装置的供热. 2)热负荷波动大而频繁的供热系统.主要目的 是稳定供汽锅炉的供汽压力,从而提高供汽品质和 锅炉热效率.如啤酒生产中酿造车间的用汽及其他 部分行业的用汽. 3)瞬时热耗极大的供热系统.对于瞬时耗汽量 极大的供热系统,可采用容量小的锅炉配以足够容 量的蒸汽蓄热器,就可节省初次投资,保证供汽. 4)需要储存热能供随时应用的场合.蒸汽蓄热 器作为一种热力设备,它可以随时把暂时用不完的 多余蒸汽储存起来,当热用户遇到正常供汽中断时, 可供紧急用汽如火力发电厂机组故障时可立即启动 蒸汽蓄热器供汽给汽轮发电机组运行. 4装用蒸汽蓄热器的基本技术要求 蒸汽蓄热器的蓄热和放热是依靠其工作压力的 当蓄热器的容积一定时,蓄热量由容 变化而进行的, 器内的最高压力(蓄热过程终止时的压力)和放热压 力(放热过程终止时的压力)之差决定.该压差称为 蓄热器的压力变化范围,压力变化范围越大,蓄热量 也越大.因此从经济效益的角度考虑,供汽系统设 置蒸汽蓄热器必须具备以下条件: 1)用汽负荷频繁波动,这种波动具有一定的周 期性或呈现最大负荷与最小负荷交替出现的状况. 2)汽源压力必须高于部分或全部用汽设备所需 的压力,这种压差越大,蓄存一定蒸汽量的蒸汽蓄热 器的容积就越小. 3)汽源的供汽能力必须略大于一昼夜的平均用 汽负荷. 4)具有装设蒸汽蓄热器的场地. 5蓄热器应用举例及效益浅析 5.1以某啤酒厂为例,该厂有三台4tYh的快装锅 炉,由于产能的扩展,高峰用汽量为15t/h,低峰用汽 量为8t/h,三台4t/h锅炉已满足不了生产的需要. 于是,在供汽系统中配置了一台lOOm3的蒸汽蓄热 器而不增设锅炉,解决了生产用汽量的需要.现在 只用目前的三台锅炉就可满足生产用汽,锅炉运行 工况稳定,热效率提高了11.5%,供汽量充足,保证 了生产的需要.锅炉压力与供汽压力平衡,波动范 围为?0.1MPa,一台lOOm3蒸汽蓄热器的制造成本 比一台4t/h锅炉少,且节省燃煤(假定一台4t/h锅炉 每小时耗煤以It计算,每天按两班运行,一年运行 按330天计算,则一年耗煤5280t);另外,由于热效 率提高了11.5%,三台4t/h锅炉年节省燃煤 1821.6t,若每吨燃煤按200元计,则每年节约燃煤费 用36.43万元. 5.2效益浅析 结合该啤酒厂用蒸汽蓄热器的实例以及蒸汽蓄 热器的工作原理分析得出如下结论: 1)节省燃料 在热负荷波动剧烈且频繁的供热系统中,装用 蒸汽蓄热器后可以消除由于波动负荷对锅炉运行产 生的各种不利影响,使锅炉能在较佳的工况下运行. 提高了锅炉的运行热效率,节省了燃料. 2)增大锅炉供汽能力,节省建设投资 在供热系统中装用蒸汽蓄热器配合锅炉供汽 后,通过蒸汽蓄热器放热满足高峰负荷的需要,相应 地可减少所需的锅炉容量,特别在高峰持续时间较 短的条件下,减少锅炉的容量最多.在一般情况下, 如高峰负荷超过锅炉的总容量,采用蒸汽蓄热器来 平衡高峰负荷时的供汽,所需要的投资少,且维修费 用小. 3)减少锅炉故障 装用蒸汽蓄热器后,锅炉热负荷稳定,就可避免 因供汽锅炉的燃烧工况随剧烈波动的热负荷变化. 如赶火时炉膛内燃烧强烈,使炉壁温度过热;压火 时,炉膛内燃烧缓慢,炉壁温度下降,这样反复赶火, 压火,易使炉墙砌体开裂,炉管弯曲变形或水冷壁上 结渣.如果炉内燃烧不尽,火焰延伸,可导致过热器 或对流管束的金属超温,造成故障. 4)保持供汽压力稳定,可提高产品的产量和质 量 在啤酒生产过程中,麦汁煮沸时,(下转第5页) 乏墨赢型巴氏杀菌躲潮仪 研瞎810_10-884,e~B.13013黔6B4m8010?搿器器 E?r偶'@?bm钟m 艟嘲颇贝雎}^,哪中芯代理 颐贝隆电子科技(北京)有限公司?5? 从试验一检测数据(表2)变化看,在八个星期 内,PET瓶和玻璃瓶两个试验酒的总氧,顶空氧气, 瓶颈空气和溶解氧都呈曲线下降.两个样的理化指 标对比看,基本上没有差别.理论上,C()2的含量不 应该随时间的延长而增加,分析可能是受中试灌装 设备的影响,每瓶样品的Co2含量存在差异. 前三次PET检测的还原力数据是先降后升,我 们在第九周加测了一次P瓶的1O个样和玻璃瓶 的5个样.从PET瓶的检测结果看(见表3),数据 波动较大,这可能是由于多层PET瓶的表面涂层技 术不够过关,导致部分涂层不均匀,而造成每一瓶啤 酒的还原力差别很大. 表4风味物质变化(mL) 活性乙酸乙酸时间正丙醇异丁醇异戊醇 异戊醇乙酯异戊酯 灌装当天PET瓶11.320.667.112.817.62.04 5/12玻璃瓶11.2520.6366.4812.76l7.692.06l 灌装后PET瓶10.3l8.263.712.523.62.79 六周16/1玻璃瓶10.6l8_86213.323.12.73 表5混浊强化试验(EBC) PET瓶玻璃瓶循环次数 123123 循环11.681.441.342.471.751.6 循环23.223.O13.228.o28.Ol6.89 循环38.O18.o28.o287.446.47 从灌装后六周的风味物质检测结果(见表4)对 比表明,PET瓶和玻璃瓶的酒液风味物质没有太大 的变化,属正常范围.从(表5)经过三个循环的冷 (上接第2页)如蒸汽压力不足,煮沸强度不够,煮 沸不彻底,可导致煮沸时间延长,啤酒颜色加深.瓶 装啤酒在杀菌机中,若蒸汽压力不足,将导致杀菌不 彻底,杀菌时间延长,啤酒有老化味. 5)具有应急的蒸汽储备 在供热系统中装用蒸汽蓄热器后,如锅炉机组 在运行中突然发生故障进行抢修或临时停电,蒸汽 蓄热器能继续供汽一段时间,这样可以减少或避免 生产上的损失. 6结束语 热混浊强化试验看,整体浊度较大(可能是酒体的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ),PET瓶样品变化相对平稳. 表6试验样品的微生物检测结果 灌装当天灌装后两周灌装后四周样品 合成WANBB—A合成别NBB—A合成删N船一 阿n2l100000l PE120l0000000 唧l21300000 P日f4130000000 田1521l201000 玻璃瓶1220000>l?00 玻璃瓶22l2000000 玻璃瓶3020000000 玻璃瓶451200O>1伽00 玻璃瓶5000000000 从(表6)微生物结果可以看出,PET瓶灌装的酒 液微生物稳定性优于玻璃瓶酒样,PET瓶可用于灌 装纯生啤酒. 品尝结果:采用三杯品尝法,共有9个人参加品 评.其中7人能正确区分不同酒样,有两个样品在 口感上存在明显差异.判定正确的7人中,有4人 喜欢PET瓶的样品. 5总结 目前国内PET瓶的制造工艺技术较为完善,生 产的P瓶对氧气和二氧化碳的阻隔已达到了啤 酒灌装的要求,但在耐热性能和抗形变等方面有待 进一步提高.总体来讲,PET瓶暂时不能完全取代 玻璃瓶,但它将是啤酒包装技术发展的方向. 综上所述,蒸汽蓄热器能够有效地改善锅炉的 运行状况,提高锅炉运行热效率和供汽品质,均衡用 汽负荷,具有显着的经济效益和社会效益.可以预 见,随着我国能源政策的不断调整以及节能工作的 不断深入,蒸汽蓄热器将越来越被人们所重视,并且 将在工业企业中得到广泛的应用. 参考文献 [1]崔海亭,杨锋.蓄热技术及应用【M】.北京:化学工业出版社,2004 年 [2]何敏,徐洪江.赵建超等.蒸汽蓄热器应用初探【J】.应用能源技 术,2OOO.2:2627