蒸汽蓄热器技术


引言
本世纪初,美国人发明了蓄热器。1930年由瑞典的卢兹博士完成蓄热器技术,后来经日本人的研究开发,蓄热器的技术已日趋成熟。蓄热器是一种有效的节能装置,在保证热用户汽压和流量的前提下,平衡汽源、供汽量和波动的汽负荷,使锅炉在一个连续稳定的状态下运行,从而实现最高的热效率,最经济的运行。蓄热器分为变压式和定压式两种,变压式蓄热器又称蒸汽蓄热器。
蒸汽是一种可同时满足多种热用户对供热介质参数的不同要求、适应多种热负荷的不同变化规律的热媒。在现代化工业园区中,它不仅仅可用于采暖用户,更重要的是还要满足不同的工艺、不同的产品、不同的蒸汽参数、不同的用汽规律的生产用户的供热要求。不同热用户的生产热负荷取决于各自的生产工艺、原料、产量和用汽设备的性能参数等。有一些用户的用汽量波动幅度很大,其峰值的出现没有确定的规律,甚至启动和停机都有随机性;有一些用户对用汽参数要求非常严格,参数出限将影响到产品质量,造成重大经济损失。因此在有多个生产热用户的复杂蒸汽供热系统中,保证蒸汽流量和用汽参数是一个关系到生产部门和
供热行业的经济利益、服务质量和企业形象的重要问题。南通科技进修学院
蒸汽供热系统中,可采用以下办法来保证用户的用汽要求:
1.利用锅炉自身的蓄热量产生自蒸发蒸汽以适应高峰负荷;蛹草
2.适当调整锅炉燃烧控制装置,改变燃烧工况以适应高峰负荷;
3.加装蒸汽蓄热器。
利用锅壳式锅炉水容量大的特点,借助其蓄热量以应付短时间高峰负荷和借助锅炉自控装置调整以应付较平缓的高峰负荷是可行的,但都要求运行操作人员具有较高水平的操作技能,并需要经常关注供汽情况以便及时处理可能出现的突发情况,综合比较,安装蒸汽蓄热器是最有效、合理的方法。
1 蒸汽蓄热器的分类及其在蒸汽供热系统中的安装位置
蒸汽蓄热器是蓄积蒸汽的压力容器,用于调节和平衡热源供汽与用户用汽之间的矛盾。战地恋歌
蒸汽供热系统中,根据安装位置的不同,可将蒸汽蓄热器分为集中蓄热器和局部蓄热器。集中蓄热器安装在热源或热网干线上,用来稳定运行工况下锅筒的压力和供汽压力。对于用户负荷随时间波动较大的热网系统,用蒸汽蓄热器可调节供热系统负荷的波动。一方面,使锅炉始终在最佳工况条件下稳定运行,蒸汽出力和压力保持不变,使其热效率趋近热平衡试验效率;另一方面,相当于增加了热源的容量和提高了调节能力,当部分用户用汽量波动时,减小对其他用户的影响。从而获得节能、生产和环保等方面的综合经济效益。由于集中蓄热器可调节的用户的范围大,当用户负荷不稳定时,不能满足个别用户的用汽参数。
局部蓄热器直接安装在支线上、一个或几个用户处。对某些对供汽压力要求严格的用户,可采用这种蓄热器,该用户热负荷的波动依靠局部蓄热器的调节能力来补偿,不受其他用汽用户的干扰。局部蓄热器的调节范围较小,但对稳定一些重要用户或特殊用户的用汽要求有较好的效果。
2 蒸汽蓄热器的结构及工作原理
广货网上行商城 2.1蒸汽蓄热器的结构
常用的蒸汽蓄热器结构及接管如图1所示。它是钢制圆筒形压力容器,外壁敷涂保温材料,外壳1内装有蒸汽分配管4和喷嘴5,在通常状况下,蓄热器内汽水共存。其下部储存的高压饱和水最多可占其总容积90%,水面上为饱和蒸汽。筒体上部有蒸汽人口、蒸汽出口,为使蓄热器在供热系统中自动地发挥调节、稳定蒸汽量和供热量的作用,在蓄热器进、出汽管上还分别装设压力调节阀2和逆止阀3。
2.1.1蓄热器本体
蒸汽蓄热器有卧式和立式两种。由蓄热器壳体、内部充热装置、顶部汽水分离器、固定支座和活动支座、水位计、压力表、安全阀、温度计等安全附件及外部保温层等几部份组成。容器设有蒸汽进出口、补水、放水、排污、放气等接管。内部充热装置和顶部集汽包是蓄热器的重要组成部分。蓄热器内部装有充蒸汽的分配总管和支管及卢兹式喷射器(由炉水循环套管和蒸汽喷嘴组成)。卢兹式喷射器(如图3所示):蒸汽从蒸汽喷嘴的孔向斜上方喷出,依靠循环筒,一面使水循环,一面加热水。此喷射器的汽水混合效果好,使蓄热器有上下水温均匀快、振动小、噪音小等优点。蓄热器顶部均匀布置汽水分离器。汽水分离器采用波形板汽水分离器结构型式,组装和维修方便,较好地改善了出口蒸汽的品质和沿设备长度方向上表面蒸汽分配的均匀性。
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图l 蒸汽蓄热器 1蓄热器;2自动控制阀;3逆止阀;4蒸汽分配管;5喷嘴
1锅炉;2 高压分汽缸;7汽水分离器;10水位计;11压力计;
图2变压式蓄热器系统
1.汽支管;2.炉水循环套管;3.蒸汽喷嘴
图3 卢兹式喷射器
2.1.2 蒸汽进出口自动调节阀作用
蓄热器高压侧蒸汽由V1阀控制,v】阀具体调节锅炉蒸汽量与流量蓄热器蒸汽量的功能,v
2阀是蓄热器的蒸汽输出阀,是高性能的减压阀,具有满足用户对蒸汽流量的变化要求,并要保持一定的输出压力。
2.2蒸汽蓄热器的工作原理
蓄热器的工作原理是利用水的蓄热功能,将热能以饱和水的形式储存起来。当用汽量小于产汽量时,将锅炉富裕的蒸汽送入蓄热器,利用蓄热器里的水与其进行混合式传热,吸收蒸汽潜热,将水加热并使蒸汽凝结成水,使蓄热器里水的焓值升高到与引入蒸汽压力相应的饱和水焓值。此时蓄热器中的水位也由于蒸汽的凝结而升高,这样就进行了所谓蓄热器的充热过程。当用汽量突然增加或产汽量减少,蒸汽量不足,用户继续用汽时,蓄热器中的压力就下降。蓄热器中水原有焓值比降压后相应的饱和水焓值大,因而部分水闪蒸转换为蒸汽以弥补用汽的不足,这时,蓄热器中水位开始降低并进行放热过程(向外供汽)。
局部蓄热器相当于在热网局部设置了调峰锅炉或在用户人口处设置了压力自平衡装置。当其他用户用汽状况变化的时候,依靠局部蓄热器保证与局部蓄热器相关用户的用汽要求。gb2626一2006
蒸汽蓄热器的工作过程分为蓄热过程、放热过程以及热平衡过程。蓄热器连接方式分为串联和并联。不同连接方式的蓄热器工作原理不同。
2.2.1串联蓄热器的工作原理
串联蓄热器工作时(见图4),从热源(上游)来的蒸汽全部通过蓄热器,经蓄热器内的蒸汽分配管和喷嘴凝结于水中。蓄热器始终处于工作过程,上述蓄热、放热和热平衡过程都是动态进行的。当用户用汽时,蓄热器内闪蒸产生蒸汽供给用户。当热源供汽量大于用户用汽量时,蓄热器进汽速率大于排汽速率,蓄热量增加,蓄热器处于蓄热过程;当热源供汽量小于用户用汽量时,蓄热器进汽速率小于排汽速率,蓄热量减少,蓄热器处于放热过程;当热源供汽量恰好等于用户用汽量时,蓄热器进汽速率等于排汽速率,蓄热器处于动平衡状态。串联系统可以稳定锅炉的运行压力,当锅炉生产的负荷变化较大时,减小对下游热用户的用汽产生影响;当下游部分用户负荷变化时,减小对其他用户用汽的影响。此外,由于经过蒸汽蓄热器后释放的蒸汽均为
饱和蒸汽,串联蓄热器适合用于用户需要饱和蒸汽的场合。
2.2.2并联蓄热器的工作过程

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