过热蒸汽及其特性

过热蒸汽及其特性

过热蒸汽及其特性

如我们知道，当锅炉产生的饱和蒸汽经过温度更高的换热面，则蒸汽的温度会高于其蒸发温度。此时蒸汽称为过热蒸汽，高于饱和蒸汽的温度称为过热度。

蒸汽不会在锅炉内产生过热。饱和蒸汽必须通过附加的换热器，吸收锅炉烟气的热量变成过热蒸汽。或者采用其他的热源对饱和蒸汽再加热可得到过热蒸汽。

蒸汽的过热也可以通过蒸汽减压得到，对饱和蒸汽进行减压是一种绝热膨胀，从蒸汽表中知，降压以后的低压蒸汽的焓值低于高压蒸汽，多余的焓值被用来对低压蒸汽进一步加热而产生饱和蒸汽，所以湿蒸汽减压可得到更干燥的蒸汽。

依据过热蒸汽热动力特性，其主要应用领域包含在发电机组的透平，通过喷嘴至电机，推动电机转动。推动电机转动的能量来自蒸汽，所以当蒸汽通过透平转子后能量减少。如果是饱和蒸汽，能量的减少将会引起部分蒸汽凝结成水。

通常，透平有很多级，从第一级出来的蒸汽直接作用在第二级上。这意味着饱和蒸汽通过下一级时会变得越来越湿，这不仅会导致水锤和，同时水滴会引起透平内部的冲蚀。

但是这并不是透平使用过热蒸汽的唯一原因，过热蒸汽能以更高的速度输送，通过管道和喷嘴，这样对同样尺寸的透平机组可以提高它的性能。

瓦特节能经验表明，电站透平使用的过热蒸汽可能有高达150barg/550oC，超过200oC的过热度。

蒸汽过热部分的能量可以如下计算：150barg饱和蒸汽的焓hg值为2611kJ/kg；而150barg/550oC的过热蒸汽焓hg 值高达3445kJ/kg 因此过热部分的能量为=834kJ/kg。看起来这样似乎是增加了有用的能量增加，但实际上对工艺过程来说，使用过热蒸汽传递热量需要时间更长、更困难。

以过热蒸汽的比焓认为是1.186kJ/kgºC.过热蒸汽在冷凝释放出蒸发焓以前必须冷却到饱和温度，很显然过热蒸汽冷却到饱和温度释放出的热量是很小的。

例如6barg175ºC的过热蒸汽，在冷凝以前必须冷却到饱和温度6barg(165ºC)。因此1kg的过热蒸汽冷却到饱和温度时的蒸汽会释放出：=1kgx1.186kJ/kgx10ºC=11.86kJ。而1kg的蒸汽在165ºC冷凝时释放出的热量(蒸发焓)=2066kJ。很显然在传热应用中，过热蒸汽的用处是很有限的，这是因为

•和饱和蒸汽相比，热含量低。

•传热性能差。

•降低工艺过程设备的性能。

当蒸汽作为过程介质时，过热蒸汽马上会降低工艺过程的性能。所以瓦特节能的建议是当重作为换热介质使用时，饱和蒸汽更为适合。

动物饲料在加工成球状颗粒前的工艺，在该工艺过程中吸收水分是很关键的一个过程。过热蒸汽使动物饲料过干，使饲料颗粒成球困难。因此瓦特节能往往建议客户，在饲料处理机前安装减压阀必须保证有6m左右的距离。