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1,闪蒸的定义及原理
闪蒸就是高压的饱和液体进入比较低压的容器中或排空后,由于压力的突然降低,这些饱和液体变成一部分的压力下的饱和蒸汽和饱和液的现象。
水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”,或者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。然而,如果在一定压力下加热水,那么水的沸点就要比100℃高,所以就要求有更多的显热。压力越高,水的沸点就高,热含量亦越高。压力降低,部分显热释放出来,这部分超量热就会以潜热的形式被吸收,引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。(**摘自百度百科**)
闪蒸蒸汽传统上指的是从冷凝水罐排放,和直接向大气排放的蒸汽疏水阀排放口排出的蒸汽。那么,水是如何在不额外增加热量的情况下而变成蒸汽的呢?闪蒸蒸汽发生于高压的水(水温高于低压时的饱和温度)变为低压的时候,当冷凝水从蒸汽疏水阀经过的时候,通常上游温度足够高, 就会产生闪蒸蒸汽。
而如果高压水的温度低于低压水的饱和温度,那么闪蒸蒸汽就不会产生。
2,闪蒸发生的条件
2.1 产生闪蒸蒸汽
例如1kg饱和温度为159℃的冷凝水(5bar g),通过蒸汽疏水阀后压力为0 bar g,1kg冷凝水在5 bar g时具有 的能量是671 kJ,根据热力学第一定律,低压侧的冷凝水含有的能量与高压侧的能量必然相同,遵守能量守恒定律。
因此,低压侧的冷凝水的能量同样也是671kJ,但是,0 bar g的水中最多含有419kJ热量,低压侧的能量就与高压侧不平衡,多余671-419 = 252 kJ,这样,对冷凝水来说,就会产生过热。这些过剩的热量就会使部分冷凝水沸腾形成闪蒸蒸汽。
2.2 不产生闪蒸蒸汽
例如1kg温度为90℃的高压冷凝水(5bar g),低于大气压力下的饱和温度100℃,1kg不饱和冷凝水在5bar g及90℃的液体焓为377 kJ,这个焓值小于大气压力下的饱和水的焓值,因此没有过多的热量去产生闪蒸蒸气,冷凝水仅以液态从疏水阀中通过,仅压力降低而已,不产生闪蒸现象。
3,闪蒸蒸汽量及闪蒸率计算
3.1 计算公式
3.2 计算举例
如下图所示,5 ton/h流量的10bar g的冷凝水通过疏水阀释放到5bar g的冷凝水储罐内,能产生多少量的二次蒸汽?
根据文档查饱和水/蒸气的显热和潜热,10.2 barg饱和水的温度为185°C,显热约为781kJ/kg,5.2 barg饱和水的温度为160°C,显热约为676kJ/kg,潜热为2082kJ/kg,将该数据填入计算表中,就能计算出闪蒸蒸汽流量。
计算表中有详细的公式和冷凝水闪蒸原理图,还有不同压力&温度下的蒸汽焓值和汽化热查询表。
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