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    哪些位置需要加装汽水分离器?必要性和节能效果分析

    2024-05-30 09:37:01 家门口

    哪些位置需要加装汽水分离器,必要性和节能效果分析

    不管是工厂自有锅炉,还是热电厂集中供热,蒸汽中都含有部分水汽。

    相对而言 ,热电厂供的蒸汽含水更多,因为热电厂一般是生产高温高压的过热蒸汽,经过减温减压以后(减温时多数采用喷水方式降温) ,就会造成蒸汽中含水非常多。

    若热电厂没有做汽水分离 ,沿途也没有合理布置疏水点时,就会导致末端用户蒸汽带水非常严重 。


    一、选用汽水分离器的目的

    主要是提高蒸汽品质,避免管道产生水锤震动 ,避免水分对阀门管道和设备的腐蚀汽蚀,提高热效率。

    如有条件,建议以下位置安装汽水分离器:

    1.流量计前端:

    主要是为了计量准确,在外购蒸汽的入户流量计前面,增加一个汽水分离器,既可以保护流量计免受冲蚀汽蚀,也可以使计量更加准确 ,保证双方都不吃亏。

    2.蒸汽总管 :

    提高输送效率,消除水锤冲击和震动。

    3.分汽缸出汽主管上:

    有时总管管径很大,而大口径汽水分离器价格昂贵 。

    这种情况,如果距离也不是很远,可以考虑在分汽缸出汽分管上,分别安装DN100以下口径的汽水分离器。

    4.减压阀前端:

    蒸汽减压阀最怕进水,一旦有水进入 ,会导致减压阀失效 ,因此建议在每个减压阀前面加装汽水分离器。

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    5.控制阀前端:

    尤其是用作蒸汽总管减压前端,虽然控制阀没有减压阀那么娇气,但是如果经常进水 ,冲蚀和汽蚀也会导致内部件容易损坏,精度也降低。

    6.关键设备进汽管上:

    如果条件允许 ,应该每台用蒸汽的设备前都要装汽水分离器 ,提高蒸汽干饱和度,热效率最大化 。

    A.用直接蒸汽加热加湿的设备前 :

    例如,粮油行业的DTDC 、蒸炒锅 、汽提塔;饲料行业的制粒机调质器;--控制水分率

    B.特殊设备 :

    如粮油行业的脱臭塔,若蒸汽中含水,造成真空度难以保证,能耗也增大 。

    如果是一些容易凝固的物料,若蒸汽中含水 ,当水分蒸发时会吸热,导致物料可能直接凝固了 ,影响生产不能正常进行。

    C.特殊工艺:

    如轮胎橡胶行业的硫化机,若蒸汽中含水 ,造成上下模温差过大 ,导致硫化不均匀、欠硫或过分硫化的问题,成品报废,损失很大。

    7.大型换热设备 :

    如蒸发器、喷雾干燥器 、烘干机等,可提高换热效率,更节能。

    因为蒸汽含水其热焓值就降低了,水滴中携带的杂质也会在加热盘管表面结垢 ,降低换热效率,影响升温速度和生产效率,设备寿命也会缩短。

    8.压缩空气主管:

    空气中含水 ,会导致车间很多使用压缩空气驱动的电气设备和气动阀门 ,产生不可预估的故障 ,严重影响生产,甚至停工。

    9.蒸汽发生器后端:

    现在很多企业用电锅炉蒸汽发生器,产生的蒸汽相对比天燃气锅炉带水更多 。

    10.热电厂减温站后端 :

    减温时会往蒸汽主管内喷水降温,会产生大量的水,必须通过汽水分离器及时排除 。

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    二 、怎样检验汽水分离器的分离效果 ?

    有些用户会担心 ,买了个很贵的汽水分离器 ,万一没效果那不是亏了?那怎么看效果呢?

    当蒸汽温度太高,不方便用来测试时,最简单的测试方法如下 :

    从汽水分离器入口端通入空气 ,同时手工往入口端喷水,就是模拟这种带有较多水分的空气介质,然后用一张纸在汽水分离器的出口端检验,看纸张有没有被打湿?

    同时能看到汽水分离器底部有水流出。这样可以很容易分辨出,后面的纸张越湿,分离效果就越差。

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    三 、挡板+回旋器二合一汽水分离器的优势

    汽水分离器的原理和形式 :

    1.回旋式:

    回旋式分离器使用了一连串各种角度的肋片 ,蒸汽经过回旋器时,会产生高速气旋 ,在分离器内高速旋转流动的蒸汽,形成“漩涡” ,将会把质量较重的水分“甩”出来 ,落到分离器的底部,通过疏水阀排出。

    分离效率 :约96%

    适用工况:适用于较低流速的蒸汽或空气

    2.简易挡板式:

    由几片挡板构成,流体在分离器内多次改变流动方向,由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性,当遇到挡板流动方向改变时,干蒸汽可以绕过挡板继续向前,而水滴就会积聚在挡板上,使用挡板增大了通流面积 ,减少了水滴的动能,大部分水都会凝聚,落到分离器的底部,通过疏水阀排出 。

    分离效率 :约90~92%

    适用工况:适用于较宽流速范围,10-30m/s

    3.吸附式 :

    当悬浮的水滴遇到蒸汽通道内部的金属网垫时被吸附住,水滴积到一定程度后 ,由于重力作用落到分离器底部 ,并通过疏水阀组排出。

    分离效率:约94%

    适用工况:适用于较低流速的蒸汽或空气

    一般分为以上三种结构形式 :回旋式 、挡板式、吸附式 。

    设计时可采用一种或多种形式相结合的结构,但不管怎样设计,它们的目的都是除去不能通过疏水阀排掉的 ,悬浮在蒸汽中的水分提高蒸汽的干度。

    挡板式分离器比较适合较大的流速范围,而回旋式分离器比较适合用于较低流速的蒸汽。

    但实际工况中 ,流速往往会波动,因此 ,选用多种形式相结合的结构 ,就可以满足这种变化的流速 ,始终保持蒸汽的干度 。

    如家门口品牌的回旋式与挡板式相结合的二合一汽水分离器,即可达到99%的干度。

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    四 、使用汽水分离器的节能计算

    加装汽水分离器后,那到底能节能多少呢?

    1.蒸汽的干度 ,定义 :每千克湿饱和蒸汽中含有干饱和蒸汽的质量百分数。

    在一定压力下的沸点温度产生的蒸汽称为干饱和蒸汽 ,此时干度为1。

    但实际应用中很难产生100%的干蒸汽,通常都带有一定量的水滴。

    如果蒸汽中含有10%质量的水分,则蒸汽为90%的干度,即蒸汽干度为0.9。因此实际的湿蒸汽蒸发焓不是蒸汽表上所显示的hfg ,

    而为干度x和hfg的乘积 :

    实际蒸发焓 = 蒸发焓 x 干度

    蒸汽含水越多 ,越湿 ,即干度越低,它的比容,比热和比熵就越低 。

    因此,实际应用中 ,我们都想尽办法要尽量得到接近100%干燥的饱和蒸汽,这对于提高加热效率是非常重要的 。


    B.节能计算举例:(蒸发焓参见下表)

    若上游湿蒸汽的干度为0.92~0.93,压力为6barg,使用家门口二合一汽水分离器后干度提高到0.98 ,相当于提高了5%。

    那么:

    分离前湿蒸汽的蒸发焓=2066*0.93=1921kJ/kg,

    实际总热焓值=697+1921=2618kJ/kg。

    分离后蒸汽的蒸发焓=2066*0.98=2025kJ/kg ,

    实际总热焓值=697+2025=2722kJ/kg

    节约的热量=104kJ/kg,节能比例=104/2066=5%

    如某工厂从电厂购蒸汽按1吨蒸汽200元(广州需要300元/吨),用汽量10t/h ,那一天用蒸汽240吨计算 ,

    没装汽水分离器前买蒸汽费用=200*240=48000元,

    安装汽水分离器后:用汽量只要240*(1-5%)=228吨,买蒸汽费用=200*228=45600元,

    每天少花2400元,一个月可以少花2400*30=72000元。

    由此可见,们应该积极创造条件加以改善,在蒸汽管道上加装汽水分离器,节能经济效益是非常可观的!


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