蒸汽工程原理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蒸汽工程基本原理,什么是蒸汽?,蒸汽表,对蒸汽的基本要求,蒸汽达到用汽点应该具备以下条件:,正确的压力和温度,.,不含空气和其它不凝性气体.,干净.,干燥,.,干净,在任何蒸汽系统杂质可能来源于以下几个方面:,由于锅炉操作不当,而造成从锅炉水携带固体物质,.,管道垃圾,.,焊渣,.,不适当的应用或过多的连接材料.,冠 状 阀,汽 水 分 离 器,至 用 汽 设 备,疏 水 阀 组,蒸 汽 携 带 水 分,蒸 汽 中 携 带 水 分 则：,水 锤,减 低 设 备 的 出 力,减 低 蒸 汽 的 含 热 量， 增 加 蒸 汽 耗 量,污 染 系 统 及 其 设 备,增 加 锅 炉 的 燃 料,湿蒸汽以及它对蒸汽含热量的影响,水分不包含任何的蒸发焓,.,实例,蒸汽压力为,7,bar g,含,5%,的水分,即蒸汽干度为,x,= 0.95.,则湿蒸汽可供的蒸发焓为,= 0.95,x h,fg,.,= 0.95 x 2 047.7 kJ / kg,= 1 945.3 kJ / kg,何 处 安 装 汽 水 分 离 器,?,流 向,汽 水 分 离 器,1.,锅 炉 出 口,2.,用 汽 设 备 的 进 口,3.,减 压 阀 和 流 量 计 的 进 口,Air Film,Product,传热的热阻,Water Film,Metal Heating Surface,Condensate Film,Steam,蒸汽温度,产品温度,蒸 汽 疏 水 阀,斯派莎克工程（中国）有限公司,基础培训课程,斯派莎克,蒸汽疏水阀,为 什 么 需 要 疏 水 阀,从 蒸 汽 系 统 中 有 效 排 除 冷 凝 水,排 除 空 气 及 不 凝 性 气 体,增 加 系 统 的 热 效 率,增 强 系 统 的 可 靠 性,蒸 汽 疏 水 阀 的 主 要 种 类,1,、 热 静 力 型,这 种 疏 水 阀 是 利 用 蒸 汽 和 冷 凝 水 之 间 的 温 度 差 来 操 作 疏 水 阀 的 感 温 元 件 而 控 制 阀 门 的 开 关。 冷 凝 水 排 放 前 必 须 被 冷 却 至 饱 和 温 度 以 下。,2,、 机 械 型,此 类 疏 水 阀 以 机 械 方 式 工 作， 主 要 感 应 蒸 汽 和 冷 凝 水 之 间 密 度 的 不 同， 利 用“ 浮 球” 和“ 浮 筒 ” 来 操 作 疏 水 阀 的 开 关。 此 类 疏 水 阀 以 饱 和 温 度 排 放 冷 凝 水。,3,、 热 动 力 型,这 一 类 型 的 疏 水 阀 是 根 据 冷 凝 水 通 过 疏 水 阀 时 产 生 二 次 蒸 汽， 而 高 速 运 动 的 二 次 蒸 汽 会 产 生 一 个 低 压 区 的 简 单 原 理 来 控 制 阀 的 开 关。 此 阀 有 一 个 简 单 的 碟 片， 其 对 高 速 的 蒸 汽 关 闭， 而 对 冷 凝 水 开 放。,固 定 孔 板 疏 水 阀,孔 板,压 力 平 衡 式 热 静 力 疏 水 阀,最 大 压 力 为,30 bar,压 力 平 衡 式 热 静 力 疏 水 阀,三 种 不 同 凝 结 水 排 放 温 度 的 液 囊 可 供 选 择,防 腐 蚀 的,316,L,不 锈 钢 液 囊,无 石 棉 垫 片,锻 钢 阀 体 和 阀 盖,可 选 内 置,过 滤 网 型 号,内 置 防 冲 蚀,导 向 挡 板,压 力 平 衡 囊,压 力 平 衡 式 热 静 力 疏 水 阀 工 作 原 理,1,2,3,起 机 时, 冷 空 气 和 冷 凝 水 进 入 疏 水 阀, 并 能 自 由 通 过, 此 时 密 封 囊 是 冷 态 的, 阀 门 打 开.,当 冷 凝 水 接 近 蒸 汽 温 度 时, 密 封 囊 被 加 热, 填 充 液 蒸 发, 产 生 的 压 力 作 用 在 膜 片 上, 克 服 外 界 压 力, 推 动 阀 芯 靠 近 阀 座, 从 而 在 蒸 汽 达 到 疏 水 阀 前 关 闭 阀 门.,冷 凝 水 冷 却, 密 封 囊 温 度 下 降, 填 充 液 冷 却, 密 封 囊 内 的 压 力 下 降, 阀 门 再 次 打 开, 冷 凝 水 又 能 通 过.,压 力 平 衡 式 蒸 汽 疏 水 阀 的 特 点,优 点：,体 积 小、 重 量 轻， 安 装 空 间 小， 排 量 大,排 空 气 性 能 好,抗 腐 蚀， 耐 水 锤 和 过 热， 不 为 冰 冻 所 损 坏,根 据 工 作 压 力 的 变 化 而 自 动 调 节。,缺 点：,冷 凝 水 排 出 温 度 低 于 饱 和 温 度， 为 了 使 蒸 汽 空 间 保 持 流 畅 必 须 在 疏 水 阀 前 加 冷 却 段。,压 力 平 衡 疏 水 阀 工 作 曲 线,压 力,(bar g),疏 水 阀 工 作 曲 线,饱 和 蒸 汽 曲 线,温 度,(,o,C),典 型 应 用,小 型 工 艺,设 备,蒸 汽 主 管 疏 水,典 型 应 用,伴 热 线,消 毒 器,双 金 属 式 蒸 汽 疏 水 阀,最 大 压 力 45,bar g,双 金 属 片,加热,冷,热,双 金 属 片,双 金 属 疏 水 阀 的 工 作 曲 线,压 力,(bar g),饱 和 蒸 汽 曲 线,疏 水 阀 工 作 曲 线,温 度,(,o,C),斯 派 莎 克 双 金 属 疏 水 阀,锻 造 的 阀 体 和 阀 盖,内 置 不 锈 钢 滤 网,阀 芯 设 计,开 启 迅 速,爪 型 双 金 属 片 设 计， 保 证 疏 水 阀 的 工 作 性 能。,起 动 时， 阀 处 于 常 开 位 置,冷 态 的 凝 结 水 和 空 气 可 迅 速 排 出,工 作 原 理,随 着 热 的 凝 结 水 流 过， 双 金 属 片 被 加 热 动 作， 开 始 关 闭 阀 门。,热 的 凝 结 水 不 断 排 出， 当 其 温 度 接 近 饱 和 蒸 汽 温 度 时， 阀 门 完 全 关 闭。,阀 内 的,凝 结 水 将 慢 慢 冷 却， 双 金 属 片 收 缩， 上 游 的 压 力 将 重 新 开 启 阀 门。,凝 结 水 被 排 出， 循 环 再 次 开 始。,典 型 应 用,非 关 键 伴 热 线,典 型 应 用,大 型 油 罐 的 温 度 控 制,浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀,最 大 工 作 压 力 为,32 bar.,带 热 静 力 排 空 的 浮 球 疏 水 阀,出,进,水 位 上 升， 浮 球 随 之 上 升， 阀 开。,浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀,不 锈 钢 浮 球,旋 转 的 阀 盖 可 适 合 不 同 方 向 的 安 装,破 蒸 汽 汽 锁 装 置,热 静 力 排 空 装 置,蒸 汽 汽 锁 的 产 生,(i),(ii),(iii),浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀 的 工 作 过 程,起 机 阶 段， 热 静 力 排 空 装 置 允 许 空 气 通 过， 其 它 时 间 高 温 冷 凝 水 使 排 空 装 置 关 闭， 空 气 无 法 通 过。,冷 凝 水 到 达 疏 水 阀， 浮 球 升 起， 阀 门 打 开。 热 态 冷 凝 水 使 排 气 阀 关 闭。 冷 凝 水 以 饱 和 温 度 排 出。,蒸 汽 到 达 疏 水 阀， 浮 球 下 沉， 阀 门 关 闭。,破 蒸 汽 汽 锁 装 置 和 热 静 力 排 空 阀,(C),1,2,3,浮 球 式 蒸 汽 疏 水 阀 的 特 点,优 点：,在 饱 和 温 度 下 连 续 排 放 冷 凝 水， 排 量 大,能 适 应 高 低 负 荷 的 变 化， 不 受 压 力 变 化 的 影 响,装 有 自 动 排 气 阀 的 型 号， 排 气 性 能 良 好,使 用 内 置 破 蒸 汽 汽 锁 装 置 的 型 号， 是 有 蒸 汽 汽 锁 现 象 应 用 的 唯 一 选 择。,缺 点：,在 暴 露 状 态 下 易 结 冰， 需 要 加 于 保 温。,浮 球 疏 水 阀 的 应 用,浮 球 疏 水 阀 的 典 型 应 用,蒸 汽,减 压 阀,浮 球 疏 水 阀 组,过 程 设 备,过 程 介 质,浮 球 疏 水 阀 的 应 用： 换 热 器 应 用,蒸 汽,浮 球 疏 水 阀 组,管 壳 式 换 热 器,气 动 控 制 阀,汽 水 分 离 器,截 止 阀,温 度 感 应 器,倒 吊 桶 蒸 汽 疏 水 阀,最 大 压 力 达,62 bar,倒 吊 桶 疏 水 阀 的 切 面 图,不 锈 钢 内 部 件 与 阀 盖 相 连， 简 化 维 修。,水 封,可 选 排 污 阀 型 号,螺 纹， 套 焊， 对 接 焊,或 法 兰 连 接,内 置 式 过 滤 网,倒 吊 桶 疏 水 阀 工 作 原 理,排气孔,凝 结 水 进 入 疏 水 阀 并 形 成 水 封。 吊 桶 的 重 量 使 阀 芯 打 开， 凝 结 水 排 出。,蒸 汽 从 下 进 入， 吊 桶 上 升， 带 动 连 杆 上 升 关 闭 疏 水 阀。,蒸 汽 凝 结， 一 部 分 蒸 汽 则 由 排 气 孔 跑 出。 吊 桶 的 重 量 拉 动 阀 芯， 打 开 疏 水 阀。 循 环 重 新 开 始。,吊 桶 上 的 排 气 孔 用 来 排 除 积 聚 在 疏 水 阀 顶 部 的 空 气。 排 气 孔 的 排 气 速 度 缓 慢， 因 而 有 时 需 要 单 独 的 排 气 阀。,倒 吊 桶 疏 水 阀 的 特 点,优 点：,阀 体 结 实， 结 构 简 单， 可 耐 水 锤， 具 有 很 长 的 使 用 寿 命,如 在 入 口 安 装 止 回 阀 可 使 用 于 过 热 蒸 汽 系 统,缺 点：,倒 吊 桶 顶 部 的 小 孔 能 缓 慢 排 放 空 气。 该 孔 不 能 过 大 否 则 在 正 常 工 作 情 况 下 泄 漏 蒸 汽,在 系 统 压 力 突 然 变 化 时， 容 易 失 去 水 封 而 泄 漏 蒸 汽， 必 须 在 进 口 安 装 止 回 阀,暴 露 在 过 冷 的 环 境 中 会 冻 结 损 坏， 必 须 加 以 保 温,在 小 负 载 情 况 下， 泄 漏 蒸 汽,典 型 应 用,轮 胎 压 机,和 硫 化 机,低 位 疏 水,止 回 阀,水 槽,热 动 力 蒸 汽 疏 水 阀,最 大 压 力 为,120 Bar,热 动 力 蒸 汽 疏 水 阀,隔 热 罩,防 气 锁 碟 片,螺 纹， 法 兰， 焊 接 连 接,可 选 排 污 阀,硬 质 不 锈 钢 碟 片,三 孔 冷 凝 水 出 口,内 置 不 锈 钢 过 滤 器,涂 镍 表 面,起 动 时， 进 口 压 力 将 碟 片 顶 起,冷 态 的 凝 结 水 及 空 气 迅 速 排 出,热 动 力 疏 水 阀 工 作 原 理,热 的 凝 结 水 流 过 疏 水 阀 时 产 生 二 次 蒸 汽,高 速 的 二 次 蒸 汽 在 碟 片 下 形 成 低 压， 将 碟 片 拉 动 向 下,同 时， 二 次 蒸 汽 进 入 碟 片 上 方 的 空 间， 迫 使 碟 片 向 下 动 作,碟 片 将 疏 水 阀 关 闭,碟 片 上 方 的 压 力 作 用 在 碟 片 上,随 着 二 次 蒸 汽 冷 凝， 碟 片 将 再 次 被 进 口 压 力 顶 起,循 环 开 始,热 动 力 型 蒸 汽 疏 水 阀 的 特 点,优 点：,阀 本 体 结 构 结 实、 简 单、 重 量 轻， 使 用 寿 命 长， 安 装 费 用 低。,操 作 压 力 范 围 大， 不 需 因 压 力 的 变 化 而 调 整 或 更 换 阀 口 尺 寸。,抗 水 锤、 振 动、 腐 蚀， 本 体 不 为 冷 冻 破 坏， 可 适 用 于 过 热 蒸 汽， 可 在 任 何 方 位 上 操 作。,唯 一 的 活 动 部 件 不 锈 钢 碟 片， 保 证 操 作 可 靠， 减 少 维 修， 同 时 该 碟 片可 具 止 回 阀 作 用。,附 有 空 气 排 除 的 碟 片， 可 防 止 空 气 阻 塞。,该 疏 水 阀 在 开 关 时 发 出“ 喀 嚓”声，可 帮 助 判 断 疏 水 阀 是 否 正 常 工 作。,缺 点：,过 低 的 进 口 压 力 和 过 高 的 背 压 均 使 疏 水 阀 无 法 工 作。,不 含 防 气 锁 碟 片的 型 号， 在 起 机 时 易 发 生 气 阻。,暴 露 在 低 温 环 境 中， 会 造 成 阀 开 关 频 繁， 降 低 寿 命， 必 须 加 隔 热 罩。,热 动 力 蒸 汽 疏 水 阀 的 典 型 应 用,典 型 应 用,压 烫 机 的 疏 水,蒸 汽 疏 水 阀 的 排 水 温 度,饱 和 蒸 汽 曲 线,FT& IB,TD,BP,SM,液 体 膨 胀 型,设 定 在,60C,0,100,温 度,压 力,选 择 合 适 的 疏 水 阀,(1),应 用,系 统 压 力,背 压,温 度,压 差,最 大 负 荷,最 小 负 荷,安 全 系 数,选 择 合 适 的 疏 水 阀,(2),阀 后 是 否 提 升,温 度 控 制,设 备 型 号,材 质,/,连 接 方 式,是 否 回 收 凝 结 水,冰 冻,振 动,排 空 气 的 需 要,蒸 汽 疏 水 阀 选 型 表,:,干 饱 和 蒸 汽,外 流 加 热 器,底 部 盘 管,主 管 疏 水,换 热 器,夹 层 锅,空 气 加 热 组,闪 蒸 罐,设 备 伴 热,非 关 键,防 冻 结,关 键 伴 热,伴 热 线 和 夹 套 管,盘 管,辐 射,AHU,加 热 器 组,换 热 器,辐 射 板,TD,(BP),FT,(IB+AV),BP,(TD),BP,(SM),TD,(BP),BP,(FT),BP,FT,(IB+AV),FT,(BP),BP,(SM),空 间 加 热,储 槽,FT,(IB+AV),滚 筒,疏 水 阀 选 型 表,:,过 热 蒸 汽,主 管 疏 水,FT,(IB+AV),TD,(SM),换 热 器,夹 层 锅,空 气 加 热 器,疏 水 阀 口 径 选 型 实 例,应 用： 带 温 度 控 制 的 换 热 器,疏 水 阀 类 型： 浮 球 式 带 排 空 气 阀,阀 体 材 质：,SG Iron,最 大 系 统 压 力： 10,bar g(,饱 和),正 常 系 统 压 力： 5,bar g(,饱 和),冷 凝 水 管 道 压 力： 1,bar g,最 大 压 差： 8,bar g,最 小 压 差： 3,bar g,疏 水 阀 后 提 升： 10,m,计 算 最 大 运 行 负 载： 220,kg/h,安 全 系 数： 2,最 大 负 载,450 kg/h,最 大 压 差,8 bar,选 型 结 果,1”FT14-10 TV,浮 球 疏 水 阀 选 型 表,连 接 方 式,螺 纹,使 用 外 螺、 活 接 和 密 封 胶。 安 装 简 单， 无 需 太 多 的 技 巧。 但 不 能 保 证 无 泄 漏。,法 兰,好 的 连 接 方 式。 需 要 一 定 的 技 巧 来 确 保 扭 矩 和 压 缩 的 合 适。 但 不 能 保 证 无 泄 漏,套 焊,永 久 防 漏 的 连 接。 易 于 对 中，无 需 太 多 的 焊 接 技 巧。 在 需 拆 卸 疏 水 阀 时， 必 须 将 管 道 切 断。,平 焊,永 久 防 漏 的 连 接。 对 中 需 小 心， 需 要 更 高 的 焊 接 技 巧。 在 需 拆 卸 疏 水 阀 时， 必 须 将 管 道 切 断。,蒸 汽 疏 水 阀 组,截 止 阀,过 滤 器,Spiratec, 感 应 腔,浮 球 疏 水 阀,止 回 阀,蒸 汽 疏 水 阀 旁 通 的 正 确 安 装,蒸 汽 疏 水 阀 经 常 发 生 的 问 题,空 气 闭 锁,-,空 气 无 法 排 除 引 起 疏 水 阀 失 去 排 冷 凝 水 功 能,蒸 汽 汽 锁,-,蒸 汽 阻 碍 冷 凝 水 达 到 疏 水 阀 的 通 道,群 组 疏 水,-,使 不 同 设 备 之 间 相 互 影 响,不 当 的 冷 凝 水 管 设 计 增 加 疏 水 阀 的 背 压,群 组 疏 水,蒸 汽,冷 凝 水,不 鼓 励 使 用 群 组 疏 水,不 同 压 力 下 工 作 的 疏 水 阀,集 水 箱,0 bar g,10 bar g,0 bar g,3 bar g,0-10 bar g,变 化,0 bar g,10 bar g,3 bar g,0 bar g,0 bar g,