蒸汽蓄热器

▲ 充热过程是蒸汽蓄热器中饱和蒸汽压力提高和饱和水温上升的 过程。
▲ 放热过程是蒸汽蓄热器中饱和蒸汽压力降低和饱和水温下降的 过程。
由此可见，蒸汽蓄热器工作时，蓄热器内部压力是在不断地变化中， 因此，亦称为变压式蒸汽蓄热器。
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4、蓄热器工程设计、计算：
①、蓄热器容积的计算 在选用蓄热器时，常进行可行性经济分析，为此必须先计算出平衡 热负荷波动所需要的蒸汽蓄热器的容积，然后进行产品的选择及投 资估算： 蒸汽蓄热器容积的计算，主要决定于：蓄热器的运行压力；蒸汽蓄 热器的容积按下式计算：
▲ 当用汽设备用热负荷小于锅炉额定蒸发量即产汽量时，锅炉供 热管压力升高，蒸汽通过内部充热装置，喷入蓄热器的水中。由于 汽温高于水温蒸汽迅速凝结放热，使蓄热器水温升高，同时水位也 上升，相应的汽空间的饱和蒸汽压力也升高了，这是蓄热器的充热 过程。
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▲ 当用汽设备用热负荷高于锅炉的额定出力时，锅炉供汽管中的 压力会降低，一直降到低于蓄热器空间饱和压力时，蓄热器中的饱 和水成为过热水，将自行闪击蒸发放热，水位下降产生的二次蒸汽 以补充供给设备用汽，这是蓄热器放热过程。
V
G q
0 0
式中 V：蓄热器的容积（m3） G0：蓄热量（蒸汽）（kg/m3） ：蓄热器充水系数0.65~0.85 ：蓄热器运行效率0.95~0.99
充水系数是指蓄热器内部水容积与 总容积的比值。 取小时，使蓄热 取大时，造成饱 器的体积增大；
和蒸汽严重带水和吊现象，实际 运行充水系数采用0.65~0.85。
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▲ 应用蒸汽蓄热器的必要条件： ①、用汽热负荷有频繁的较大幅度的波动，这种波动有一定的周期 性或呈现交变出现的最大峰值和最小负荷； ②、汽源压力必须高于用汽设备需要的压力。这种压力差越大，蓄 存定量蒸汽的蓄热器的容积越小，节约效果越好，一般要求最低压 力差：0.29Mpa。 ③、汽源的供汽能力（额定出力）必须略大于平均用汽负荷。
t G = (D - D ) 60
0 max g
G0：计算蓄热量（蒸汽）量（kg） Dmax：用汽设备最大耗汽量（kg/h） Dg：锅炉（余热锅炉）额定蒸发量（kg/h） t：高峰负荷持续时间（min）
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C、 充热时间法计算蓄热量：如转炉炼钢必须采用纯氧顶吹工艺以提高 冶炼温度，缩短冶炼时间，于是冶炼烟气（废气）温度高达800 ℃ 1200℃，利用蒸汽蓄热器回收废热加以利用。 80t转炉，小时产汽量20t（压力为1.27Mpa，温度194℃）。 120t转炉，小时产汽量40t（压力为2.45Mpa，温度225℃）。 180t转炉，小时产汽量60t（压力为2.45Mpa，温度225℃）。 因为转炉炼钢是周期性操作，产汽只在吹氧时发生，故为间断性热 源，时有时无，时大时小，在未采用蒸汽蓄热器之前，全部排空放散， 应用蓄热器的独特功能，是把间断性热源变成连续性热源，废热全部得 以回收综合利用。 对于废热回收场合需要的蒸汽蓄热器，要求在一定的时间内，吸收 全部废热蒸汽，因此可采用充热时间作为依据，计算蒸汽蓄热器的蓄热 量：
t 0
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蓄热器平均波动热负荷必需的蓄热量积分曲线：
G （ D D）dt
t 0 i
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B、高峰负荷法计算蓄热量： 高峰负荷计算法是以用汽设备在高峰负荷最大持续时间内蒸汽用 量作为依据，减去锅炉在高峰期最大供汽量，即为蓄热器计算蓄 热量。这种方法常用于具有突出的高峰负荷的用户，如造纸、制 糖、纺织、印染、橡胶、食品等行业及科学试验。具体蓄热量计 算：
增设蒸汽蓄热器
是企业节能减排最给力的措施
中国热电专家委员会委员 中国城市供热专家委员会委员 郑州科威节能设备有限公司董事长
张德时
2011年3月10日
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一、概述
▲ 蒸汽蓄热器是贮存蒸汽热能的一种热力设备。用于热负荷波动较 大的供汽系统，可对波动负荷平衡供汽，使锅炉运行负荷稳定。 用于余热利用系统，能有效地回收热量，大力推广，广泛应用蒸 汽蓄热器，节能效果显著，环保效果明显。据工程实例统计： 一般 可节省燃料 5%-20%左右。 ▲ 常用的蒸汽蓄热器是一种 带有过热装置变压式蓄热器， 借助于工作压力的变化，蓄热 器进行充热和放热。 ▲蓄热器属于压力容器，其设计、 制造、安装、使用和管理都必须 严格执行《压力容器安全监察技 术规程》及GB150-1998《钢制压 力容器》国家标准。
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波动负荷曲线D=f(t)的平均负荷，按下式计算
Di
f (t )dt
t0 0
t
0
式中： Di：平均负荷（kg/h） t0 ：总的时间（h） 按照24小时热负荷曲线计算
波动负荷曲线D=f(t)的函数性质 一般不易于数学公式表达，故曲线 面积可采用面积仪或近似面积分割 法求出。
( D Di)dt
p 0.3Mpa
t 3℃
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蒸汽蓄热器主要受压部件：封头及筒身材质应采用Q345R钢板制作。
双层结构，内部为孔板式加热筒和高压喷嘴均采用304不锈钢制作。
三、蒸汽蓄热器的工作原理：
蒸汽蓄热器一般安装于锅炉与用汽设备之间，以平衡用汽设备 负荷的波动。使用时内部装有65%~85%的软化水，水面以上为蒸汽 空间，蓄热器运行中，充热是由蒸汽变成热水（饱和水），放热是 由饱和水变成闪蒸蒸汽（二次蒸汽）来实现的。
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②蓄热量的计算： 蒸汽蓄热器平衡热负荷波动必要的蓄热量，是根据用户24小时 综合热负荷曲线及锅炉实际出力，进行分析计算得来的。 由于蒸汽蓄热器应用场合不同，或者用户热负荷变化的性质不 同，蓄热量计算方法也不同。常用的计算方法有如下三种：
A：曲线积分法，计算蓄热量：依据用户24小时综合热负荷曲线， 求出其平均热负荷曲线，然后根据24小时热负荷波动曲线与平均 热负荷曲线间的变化差值进行积分，得出积分曲线，积分曲线上 的最高点和最低点的绝对值，即为蒸汽蓄热器平衡波动热负荷必 须的计算蓄热量。
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二、蓄热器结构：
蒸汽蓄热器是圆筒形卧式压力容器，是由筒体、封头、支座等部 件组成。 蓄热器的蓄热装置是由蒸汽分配管和若干加热筒所组成。每组加 热筒又由12个高压喷嘴及双层结构，内部为孔板式扇形圆筒所组成。 充热时，蒸汽在加热筒内。高压喷嘴将高压蒸汽喷入水中，通过热交 换提高水温。由于加热筒的作用，低温热水由加热筒下部进入，被加 热的水从加热筒的上部流出，水在每组加热筒及高压喷嘴周围流动， 形成三个循环，搅动水空间，使水均匀加热。蒸汽蓄热器运行中压力 梯度、温度梯度必须达到：