蒸汽蓄热器的工作原理与应用范围

　　 在许多生产过程中，都存在用汽负荷不均衡，高峰低谷用汽量波动很大的状况，影响生产正常进行，影响产品产量、质量。工厂一般采用锅炉增容或调度设备用气负荷的方法来解决，但仍免不了锅炉负荷忽高忽低，用汽设备开开停停，其结果是锅炉运行效率下降，浪费了能源，产品产量、质量受到影响。司炉人员劳动强度大、设备寿命短。采用蒸汽蓄热器可有效的解决这些问题。

　　一．蒸汽蓄热器的工作原理

　　蒸汽蓄热器是热能的吞吐仓库，一般为卧式圆筒体，内装软化水。当用汽负荷下降时，锅炉产生的多余蒸汽以热能形式通过充热装置充入软水中贮存，使器内水压力、温度上升，形成一定压力下的饱和水（充热过程）；当用汽负荷上升，锅炉供汽不足时，随着压力下降，器内饱和水成为过热水而产生自蒸发，向用户供汽（放热过程）。通过蓄热器对热能的吞吐作用，使供用热系统平稳运行，从而可使锅炉在满负荷或某一稳定负荷下平稳运行。蓄热器中的水既是蒸汽和水进行热交换的介质，又是蓄存热能的载体。

　　在一定压力下，虽然相同重量的蒸汽比水的焓值高得多，但蒸汽比容很大，因此相同容积的水的含热量远远大于蒸汽的含热量，这就是蒸汽蓄热器能够吞吐大量热能的原理。例如在0.78ＭPa（绝压）时，饱和蒸汽焓为2767kJ／kg、密度4.08kg／m3，每立方米蒸汽的含热量为11289kJ；相同压力下的饱和水的焓为739kJ／kg、密度898kｇ/m3，每立方米饱和水含热量为663622kJ，即相同容积饱和水的含热量是蒸汽的58.8倍。

　　一台50m3的蒸汽蓄热器（容水系数取0.9），假如充热压力为0.98ＭPa，放热压力为0.39ＭPa，其自蒸发能力可达2500kg（供汽压力低于0.98ＭPa），相当于一台4t／h锅炉在中等负荷时的供汽量（调节能力）。

　　二．蒸汽蓄热器的主要应用范围

　　1．应用于用汽负荷波动较大的供热系统，例如制浆造纸、化纤、纺织等行业。

　　2．应用于瞬时用汽量较大的供热系统，例如使用蒸汽喷射真空泵的行业，间隙制气的煤气厂，氮肥厂等．

　　3．应用于汽源供汽不稳定的供热系统，例如采用余热锅炉供气，采用汽化冷却供汽的体系．锅炉负荷往往受余热量变化的影响而不能稳定，采用蓄热器后可使热系统稳定运行。

　　4．应用于需要随时供汽，随时用汽的供热系统，例如间断用汽（不连续），随时用汽（早晚用汽多，中午用汽少，白天用汽多，晚上用汽少）的宾馆、饭店等。

　　总之，蓄热器可有效地解决蒸汽的供需矛盾，从而稳定锅炉运行工况，达到提高蒸汽品质，稳定生产工艺、节能降耗的目的，凡是蒸汽负荷不稳定的供热系统，使用蒸汽蓄热器都可收到良好效果。

　　三、使用蒸汽蓄热器的效益．

　　1.提高锅炉运行效率、节约燃料。实践表明，使用蒸汽蓄热器，一般可节约燃料5%，有时超过10%。

　　2.保证汽压稳定，生产正常，提高产品产量和质量。

　　3.使锅炉稳定运行，消除锅炉因经常赶火、压火、拨火等不正常运行而可能引起的损坏、延长其使用寿命。

　　4.减轻司炉人员的劳动强度，提高锅炉安全运行率。

　　5.锅炉工况稳定后，可以方便的控制风煤比，鼓引风比稳定，改善燃烧过程、减少因不完全燃烧造成的环境污染。

　　6.增大供热能力、减少基建投资。在供热能力低于用热负荷的企业恰当的安装使用蓄热器，可使供汽量提高，避免锅炉增容而起到减少基建投资的效果。

　　四、蒸汽蓄热器的基建和使用

　　1.设备：主体为一卧式圆筒形压力容器，一般用20g或16MnR制造，内部装有充热和放热设备，外部设有人孔、液位计、控制阀门和安全阀门等。

　　2.设备出厂时、内件已全部安装好，用户只需安装联接管线、操作平台，并进行保温等。设备基础只承受静负荷，土建施工简单，可露天安装，勿须厂房。

　　3.自控方便，运行方便可*、基本不须维修。

　　4.开停车方便、运行期间只须巡回检查，勿需专人职守，可认为不需要运行费用。

　　5.长期停用只需切断其与系统的联接阀门，放入干燥剂保护即可。

　　6.一般两年内节约价值即可收回投资。

　　7.蒸汽蓄热技术是一套系统工程，应由有经验的技术部门进行全系统优化设计。[page]

　　五、设备管理

　　蒸汽蓄热器筒体为压力容器，严格按相关管理和技术规程设计制造。设备出厂时，已由特种设备专职监检部门检验合格，所有安全技术文件齐备，只需在使用单位所在地办理使用许可证即可投入使用。

　　日常管理与一般压力容器的管理相同。　

　　工程案例：昆钢二炼钢厂、三炼钢厂

　　二炼钢原设计炼钢转炉三台15t/h，技改为三台30t/h。三炼钢原设计炼钢转炉二台30t/h，技改为二台50t/h。

　　用汽化烟罩（废锅）回收炼钢炉高温烟气热量产生饱和蒸汽。

　　原设计有蒸汽回收 系统 ，但一直不能正常运行，二炼钢（20年），三炼钢（10年）蒸汽一直放空，浪费能源、污染环境。

　　2001年，云南省节能技术服务中心采用蒸汽蓄热技术，以工程总承包方式，回收二、三炼钢余热蒸汽。转炉余热蒸汽全部回收。年回收蒸汽16万吨以上。吨钢回收蒸汽85kg，在全国炼钢厂中名例前茅。吨钢综合能耗下降10kgce，年节约标煤20000吨。消除噪声污染。降低水资源消耗。获昆明市科技进步三等奖。

　　工程事例：红河卷烟厂西汽东送工程

　　红河卷烟厂分卷烟区和复烤区，两地直线距离1.2公里。

　　热力源综合技改后，取消卷烟区锅炉房，由复烤区锅炉房供过热蒸汽。用蒸汽蓄热器将过热蒸汽转换成饱和蒸汽（使蒸汽总产量增加10%）并稳定和调节用汽负荷。一台35ｔ/ｈ锅炉即满足了复烤区、卷烟区（120万箱/年）同时用汽要求。年节约原煤8000t，水耗下降30%，运行费用减少40%，年节约价值约250万元。 

蒸汽蓄热器工程业绩表

序号	建 设 单 位	规 格	数量	备  注
1	云丰造纸厂	120 m3	1台	省级验收
2	陆良银河纸业有限公司	45 m3	1台	已投运
3	昆明二农场	45 m3	2台	已投运
4	保山造纸厂	30 m3	1台	已投运
5	腾冲造纸厂	60 m3	1台	已投运
6	昆明啤酒厂	100 m3	1台	已投运
7	红河卷烟厂	115 m3	1台	1996年投运
8	省烟草烟叶公司	115 m3	1台	2000年投运
9	云南铜业股份有限公司	120 m3	1台	2001年投运
10	昆明钢铁公司	120 m3	1台	2002年投运
		80 m3	2台	2002年投运
11	红河卷烟厂	135㎡	1台	2002年投运
		120 m3	1台	2003年投运
		26 m3	1台	2004年投运
12	玉溪卷烟厂	120 m3	4台	2004年投运
13	玉溪新兴钢铁有限公司	100 m3	2台	2005年投运
14	曲靖卷烟厂	135 m3	1台	2006年投运
		100 m3	1台	2006年投运
15	昭通卷烟厂	120 m3	2台	2005年投运
16	曲靖天福烟叶复烤有限责任公司	135 m3	1台	建设中
17	四川省达州钢铁集团有限责任公司	120 m3	3台	设计中
18	昭通卷烟厂复烤车间	120 m3	1台	设计中

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