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涡街流量计

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如何利用涡街流量计最大化蒸汽工厂性能

来源:作者:发表时间:2019-07-05

什么是不同类型的蒸汽?
当水被加热超过其沸点时,它会蒸发成气相,或者我们更常知道它是蒸汽。蒸汽的性质变化很大,并且很大程度上取决于温度和压力。
在我们考虑为什么使用蒸汽之前,首先考虑不同类型的蒸汽。
饱和蒸汽(干蒸汽):这种形式的蒸汽发生在水经过显热处理以将流体升至其沸点,然后通过额外的潜热进行蒸发时。进一步加热该蒸汽,即高于饱和点,产生过热蒸汽。
过热蒸汽:当饱和或不饱和蒸汽被加热超过饱和蒸汽点时,会发生这种形式的蒸汽。结果是与相同压力下的饱和蒸汽相比,蒸汽在更高的温度和更低的密度下。
不饱和蒸汽(湿蒸汽):这可能是最常见的蒸汽形式,通常由蒸汽锅炉厂产生。它通常含有未蒸发的水分子,这些水分子被带到通过管道分配网络输送的蒸汽中。这些水分子会影响蒸汽设备的性能,因此,涡街流量计因此配备了冷凝水去除设备。
我们为什么要使用Steam?
简单来说,蒸汽通常通过管道分配网络提供传输大量热能的极好方法。就蒸汽分配系统的运行而言,每个需求点的蒸汽的热能,压力,温度和流速是重要的。因此,这主要强调管道分配系统的设计和操作性能。
用于发电厂应用的蒸汽通常需要在相对高的压力下并且经常需要过热(干燥气体)。过热度的存在提高了涡轮机运行周期的热力学效率,并且还使冷凝最小化,这可能导致腐蚀,接头和腺体泄漏。这反过来降低了发电厂的整体机械效率。一般而言,良好的系统设计将基于蒸汽操作条件,其产生最低压力,该压力将提供所需的热量输出,饱和并且尽可能干燥。
<a href=/index.html target=_blank class=infotextkey>蒸汽流量计</a>可以进行各种单位测量以便于不同的应用和行业
有效的蒸汽设备系统设计将产生所需质量的蒸汽(在需求点尽可能干燥),将确保蒸汽不需要做超过必要的工作,将基于加工厂和设备足够大的加热区域,确保从蒸汽到工艺的有效热传递以最高的实用率进行。通过确保从过程本身发出的任何热量被收获并在其他应用中的其他地方使用,可以进一步增强整体设计。
我们可以减少蒸汽需求吗?
令人惊讶的是,在蒸汽中浪费了相当大量的热能来进行比必要的更多的工作。在审查您的蒸汽设备时,可能一个有用的起点是考虑系统中蒸汽发生器和需求点之间的所有组件,这些组件不必要地增加了系统总热量需求。通常,在设计新的涡街流量计时,一个好的设计方法是将所有设备与蒸汽需求合并到一个区域,并将该区域尽可能靠​​近蒸汽主管,理想情况下,蒸汽发生设备。
有许多地区可以减少蒸汽需求。例如,任何变得多余的蒸汽管道都应与蒸汽管道隔离或断开,因为冗余管路特别浪费热能,特别是如果管道没有堵塞和/或有泄漏迹象。我们来考虑一下蒸汽管的尺寸。如果蒸汽管道在需要蒸汽流量的情况下尺寸过大,则会成为连续的能量浪费点。如果蒸汽管道上的绝缘材料状况不佳,使用不当或质量差,则管道会产生增加的辐射损失,这实际上意味着蒸汽管道中固有的一些热能被简单地浪费掉了。由于更大的热量损失,将形成更大量的冷凝物,这意味着湿蒸汽将被输送到需求点。为了克服这个问题,需要额外的蒸汽捕集。由于较大管道的成本,管道支撑,配件阀门,绝缘和劳动力的相对较高的成本,超大的管道也是其性质,安装更昂贵。如前所述,由于在管线中形成额外的冷凝物,这些较大的管道​​也可能导致较低的蒸汽质量。
如果蒸汽管道尺寸过小,系统将产生更高的压降和蒸汽流量不足到需求点。水锤,噪音和侵蚀的风险也更高。蒸汽设备的敌人,水锤,可能会对蒸汽管道,设备和人员造成损害,因此应该适当考虑这种现象的可能性并从系统中消除。
在较旧的涡街流量计安装中,可以在蒸汽疏水阀上安装旁路装置。这些旁路连接通常是不必要的并且保持开放,从而导致显着的热量损失。此外,通过适当的排气装置正确和策略性地安装蒸汽疏水阀可以消除对这些旁路的需求,从而消除相关的能量浪费。
通常,应为涡街流量计选择最低的允许工作温度。这显然将优化产生蒸汽所需的燃料量并保持设计操作温度。
考虑到所讨论的要点,可以优化整个系统的热需求,以确保系统尽可能有效和高效地运行,从而减少整个现场蒸汽需求和相关的工厂燃料成本。
蒸汽分配能改善吗?
输送到涡街流量计中任何需求点的蒸汽的干燥度和质量在很大程度上取决于蒸汽的产生方式,当然还要分布在整个场地。在需要产生饱和蒸汽的涡街流量计中,蒸汽在其开始通过分配管道的过程中开始冷凝。通常,蒸汽越湿,下游工艺加热要求的质量越低。在这种情况下,携带水分的蒸汽可在内管表面上形成水膜。在这一点上值得注意的是,水膜是一种非常差的导热体,当然这会抑制安装的性能。
通过确保在锅炉设备的紧邻下游存在正确尺寸的蒸汽疏水阀,可以改善蒸汽分配系统。该疏水阀将收集管路中的冷凝水,从而提高蒸汽的整体质量并提高效率。
另一个需要考虑的问题是安装在配水管道上的绝缘水平。隔热不良的蒸汽管线会在蒸汽中形成冷凝物,从而降低蒸汽质量。蒸汽管路,特别是法兰连接和阀门应适当隔热,以最大限度地提高蒸汽质量。
在选择配水管道的绝缘厚度时,非常好的的绝缘厚度是经济厚度。经济厚度考虑了绝缘材料的安装成本(材料和劳动力)以及工厂寿命期间的持续节能值。它基本上被定义为最小化总生命周期成本的绝缘厚度。
下图说明了系统寿命期间的能量损失,随着绝缘厚度的增加而降低。总成本曲线关系表示安装的绝缘成本和损失的能量成本之和。总成本曲线显示顶点处的最小值,其表示绝缘的经济厚度。
总的来说,主要基础设施管道中产生的任何水/冷凝水应尽早在系统低点收集。
在现有的蒸汽装置中,经常出现这样的情况:由于改变了使用模式或者对系统施加的变化要求,所安装的管道变得太小或太大,这些需求可能在该装置最初安装以来多年来发展和变化。通常,太小的管道可能导致在要求点处低于所需的蒸汽流量,而且,由于大于必要的表面积/辐射表面,太大的管道会导致过多的热量损失。
需要考虑的一个特殊问题是管道系统的元件由于缺乏足够的管道支撑而下垂。这种下垂会导致水在最低点处在管道底部停留。该水可以是涡街流量计中的水锤源,其可能对设备的操作有害。此外,通过的蒸汽可以从记录水的地方收集水分,如果没有被下游的蒸汽疏水阀除去,将被输送到需求点并再次降低输送蒸汽的质量。
另一个值得关注的领域是蒸汽管道中存在空气。当锅炉设备关闭时,空气进入管道。该空气应从配电干管中排出,以改善蒸汽通过系统的传输。可以通过使用适当定位的恒温通风口去除空气。这些通风口至少应安装在各种管道的末端。
前面已经注意到,管道表面上的水膜是不良导热体。然而,空气膜更加激烈。事实上,广泛记载的是,与钢管材料相比,空气的传热阻力超过1500倍。因此,应尽快从管道分配系统中去除水膜和空气膜。
蒸汽凝结水
另一个引人注目的问题是冷凝水及其从涡街流量计中的回收。冷凝水基本上是纯化/蒸馏水,通常包括化学处理 - 非常适合使用锅炉给水。凝结水具有很高的货币价值,因为它具有固有的热含量,而且质量很高,即纯净的热水。因此,应该在蒸汽过程中的每个可用机会下进行收获。毕竟,将热的冷凝水重新加热成蒸汽比将冷的冷水加热成蒸汽更具成本效益。实际上,冷凝水几乎可以产生蒸汽的三分之一。做记录 !
在开发或设计冷凝水系统时,应该记住冷凝水是两相流体,因此,冷凝水管线的尺寸是一个复杂得多的过程。在这种情况下,流体速度需要仔细考虑。传统上,冷凝水管线的尺寸基于液体输送管道。然而,正如我们现在所知,这些管线可以携带液体和闪蒸蒸汽。
那么我对回收的冷凝水怎么办?首先,我们已经看到它作为锅炉给水是完美的。但是,它也可以用于空间加热系统。适合您网站的方案可能取决于您的特定场地条件和要求。
考虑到上述情况,通过仔细考虑回收和使用热凝结水,可以从根本上改善蒸气流量计的性能和效率。
结论
本文件试图概述在审查新的和现有蒸气流量计的性能和效率时要考虑的一些关键点。确保蒸汽工厂整合到特定区域,优化所需的蒸汽量,包括其温度和压力以及质量,将提高工厂效率。仔细选择管道直径也将在确保工厂有效和高效运行方面具有相当大的优势。
在审查任何新的或现有的蒸气流量计的设计和操作时采取的一种有用的方法是考虑热能在每一个可能的机会中拼命逃脱!你能做些什么来防止这种现象并建立一个更加有效和高效的系统?开发这样一个系统将大大有助于减少整体淡水需求,热需求,相关燃料成本和场地排放。