蒸汽系统的热平衡

蒸汽系统的热平衡杭州瓦特节能工程有限公司技术部 李少鹏某啤酒公司生产用蒸汽锅炉的配置为228吨/小时，而生产最大用汽量为20吨/小时。啤酒生产工艺中的规律是酿造生产的周期性，蒸汽负荷出现周期性的较大波动。当糖化车间的主要设备加热时，由于供气能力不能满足需求,锅炉自行降压闪蒸,炉汽水分离器的效果很差,加之降压后锅炉出口流速剧增,蚀；同时发生水锤现象，于虚假水位现象，常使锅炉发生低水位停炉，危及工厂正常生产，并降低锅炉寿命；因此，锅炉不得不保持2台同时运行，以增加锅炉容积量，削弱用汽高峰对锅炉水位的影响，保证正常生产。显然运行费用高；也失去备用锅炉，降低了全厂蒸汽供应的安全性、可靠性和经济性。公司08年已改进了减压阀系统，减少了2台锅炉同时运行的时间，取得一定效果，但难于根除。08年仍有1400小时2台锅炉同时运行的时间。为了彻底根治锅炉运行过程中的安全风险，同时减少能源消耗，实现低碳经济，09年通过杭州瓦特节能工程有限公司的专家组论证后，提出设置蓄热器想法。热平衡设计的原理就是采用蒸汽蓄热器,为了满足峰值负荷，瞬时提供干净干燥蒸汽最合适的方式是用一种办法储存蒸汽，以便在需要的时候蒸汽可以释放出来。在压力下蒸汽作为气体储存是不实际的，因为在锅炉压力下要求巨大的储存体积。例如，使用的容器体积是52.4 m ：进汽压力是 10 g (比容 = m / 汽压力是 5 g (比容 = m / 这些参数为基础，储存在容器中准备立即释放到设备的5充满水的蓄热器相比，。实际上有两个方法提供峰值所需蒸汽：（1）通过增加饱和水的热量，即尽可能提高蒸汽压力。（2）通过降低储存于饱和温度的水的压力。这样使水中的能量过剩，过剩的能量使部分水变成蒸汽。这个现象就是闪蒸，而且用于储存有压力的水的设备被称为蒸汽蓄热器。蒸汽蓄热器是锅炉能量储存能力的外延。当设备的蒸汽需求低时，而且锅炉能够蒸发比需要更多的蒸汽，多余的蒸汽在一定压力下喷入储存的水中。经过一段时间储存的水量温度上升，直到最终达到运行锅炉压力下的饱和温度为止。在下列情况负荷将超过锅炉的能力：A、出现的负荷比锅炉的反应能力快，例如：燃烧器停用，在燃烧器被安全点火前必须完成吹扫循环。这个循环将花费5分钟，而不能给锅炉加热，实际上吹扫循环对锅炉水有轻微的冷却效果。加上锅炉水闪蒸的因素将引起锅炉水位的下降，而且锅炉水位控制系统将自动补充给水以维持水位，例如补水在 90C。这对已经在饱和温度的水有降温效果，而且将使情况恶化。B、在更长一段时间内出现重负荷。在这两个情况中，结果是在蒸汽蓄热器内的压力下降，而且导致热水闪蒸成蒸汽。水闪蒸成蒸汽的速度取决于压力而不是时间。蒸汽蓄热器在蒸汽系统中给予了增加的储存能力。蒸汽蓄热器合适的设计能确保满足任何流量。方案的设计主要考虑以下几个方面：（1）蒸汽蓄热及自动控制系统储存足够的能量，确保峰值负荷期间能够释放出足够量的蒸汽，保证生产和锅炉运行压力稳定。（2）蒸汽蓄热及自动控制系统必须反应迅速，及时为蒸汽系统补充蒸汽，确保生产用汽稳定。（3）通过蒸汽蓄热器的运行减少锅炉运行数量，提高不间断供蒸汽的安全可靠性。（4）通过蒸汽蓄热器的运行减少锅炉高低火的转换频率，提高锅炉运行效率。这样在锅炉运行压力超过8过溢流阀往蓄热器充入蒸汽保持饱和水状态；在糖化工艺峰值符合到来的情况下管道中的压力