在許多生產過程中,都存在用汽負荷不均衡,高峰低谷用汽量波動很大的狀況,影響生產正常進行,影響產品產量、質量。工廠一般采用鍋爐增容或調度設備用氣負荷的方法來解決,但仍免不了鍋爐負荷忽高忽低,用汽設備開開停停,其結果是鍋爐運行效率下降,浪費了能源,產品產量、質量受到影響。司爐人員勞動強度大、設備壽命短。采用蒸汽蓄熱器可有效的解決這些問題。
一.蒸汽蓄熱器的工作原理
蒸汽蓄熱器是熱能的吞吐倉庫,一般為臥式圓筒體,內裝軟化水。當用汽負荷下降時,鍋爐產生的多余蒸汽以熱能形式通過充熱裝置充入軟水中貯存,使器內水壓力、溫度上升,形成一定壓力下的飽和水(充熱過程);當用汽負荷上升,鍋爐供汽不足時,隨著壓力下降,器內飽和水成為過熱水而產生自蒸發(fā),向用戶供汽(放熱過程)。通過蓄熱器對熱能的吞吐作用,使供用熱系統(tǒng)平穩(wěn)運行,從而可使鍋爐在滿負荷或某一穩(wěn)定負荷下平穩(wěn)運行。蓄熱器中的水既是蒸汽和水進行熱交換的介質,又是蓄存熱能的載體。
在一定壓力下,雖然相同重量的蒸汽比水的焓值高得多,但蒸汽比容很大,因此相同容積的水的含熱量遠遠大于蒸汽的含熱量,這就是蒸汽蓄熱器能夠吞吐大量熱能的原理。例如在0.78MPa(絕壓)時,飽和蒸汽焓為2767kJ/kg、密度4.08kg/m3,每立方米蒸汽的含熱量為11289kJ;相同壓力下的飽和水的焓為739kJ/kg、密度898kg/m3,每立方米飽和水含熱量為663622kJ,即相同容積飽和水的含熱量是蒸汽的58.8倍。
一臺50m3的蒸汽蓄熱器(容水系數取0.9),假如充熱壓力為0.98MPa,放熱壓力為0.39MPa,其自蒸發(fā)能力可達2500kg(供汽壓力低于0.98MPa),相當于一臺4t/h鍋爐在中等負荷時的供汽量(調節(jié)能力)。
二.蒸汽蓄熱器的主要應用范圍
1.應用于用汽負荷波動較大的供熱系統(tǒng),例如制漿造紙、化纖、紡織等行業(yè)。
2.應用于瞬時用汽量較大的供熱系統(tǒng),例如使用蒸汽噴射真空泵的行業(yè),間隙制氣的煤氣廠,氮肥廠等.
3.應用于汽源供汽不穩(wěn)定的供熱系統(tǒng),例如采用余熱鍋爐供氣,采用汽化冷卻供汽的體系.鍋爐負荷往往受余熱量變化的影響而不能穩(wěn)定,采用蓄熱器后可使熱系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
4.應用于需要隨時供汽,隨時用汽的供熱系統(tǒng),例如間斷用汽(不連續(xù)),隨時用汽(早晚用汽多,中午用汽少,白天用汽多,晚上用汽少)的賓館、飯店等。
總之,蓄熱器可有效地解決蒸汽的供需矛盾,從而穩(wěn)定鍋爐運行工況,達到提高蒸汽品質,穩(wěn)定生產工藝、節(jié)能降耗的目的,凡是蒸汽負荷不穩(wěn)定的供熱系統(tǒng),使用蒸汽蓄熱器都可收到良好效果。
三、使用蒸汽蓄熱器的效益.
1.提高鍋爐運行效率、節(jié)約燃料。實踐表明,使用蒸汽蓄熱器,一般可節(jié)約燃料5%,有時超過10%。
2.保證汽壓穩(wěn)定,生產正常,提高產品產量和質量。
3.使鍋爐穩(wěn)定運行,消除鍋爐因經常趕火、壓火、撥火等不正常運行而可能引起的損壞、延長其使用壽命。
4.減輕司爐人員的勞動強度,提高鍋爐安全運行率。
5.鍋爐工況穩(wěn)定后,可以方便的控制風煤比,鼓引風比穩(wěn)定,改善燃燒過程、減少因不完全燃燒造成的環(huán)境污染。
6.增大供熱能力、減少基建投資。在供熱能力低于用熱負荷的企業(yè)恰當的安裝使用蓄熱器,可使供汽量提高,避免鍋爐增容而起到減少基建投資的效果。
四、蒸汽蓄熱器的基建和使用
1.設備:主體為一臥式圓筒形壓力容器,一般用20g或16MnR制造,內部裝有充熱和放熱設備,外部設有人孔、液位計、控制閥門和安全閥門等。
2.設備出廠時、內件已全部安裝好,用戶只需安裝聯接管線、操作平臺,并進行保溫等。設備基礎只承受靜負荷,土建施工簡單,可露天安裝,勿須廠房。
3.自控方便,運行方便可*、基本不須維修。
4.開停車方便、運行期間只須巡回檢查,勿需專人職守,可認為不需要運行費用。
5.長期停用只需切斷其與系統(tǒng)的聯接閥門,放入干燥劑保護即可。
6.一般兩年內節(jié)約價值即可收回投資。
7.蒸汽蓄熱技術是一套系統(tǒng)工程,應由有經驗的技術部門進行全系統(tǒng)優(yōu)化設計。
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