蓄熱裝置的應(yīng)用及發(fā)展

1、<p><b>　　蓄熱器</b></p><p>　　蓄熱器是在工業(yè)鍋爐供汽系統(tǒng)中儲(chǔ)存多余熱量并在需要時(shí)將所蓄熱量釋放出來的設(shè)備。能有效地穩(wěn)定鍋爐負(fù)荷，改善鍋爐運(yùn)行條件，不使鍋爐效率降低。</p><p>　　在工業(yè)鍋爐供汽系統(tǒng)中儲(chǔ)存多余熱量并在需要時(shí)將所蓄熱量釋放出來的設(shè)備。在工業(yè)鍋爐供汽系統(tǒng)中如果用汽量經(jīng)常發(fā)生大幅度的波動(dòng)，不僅會(huì)引起鍋爐汽壓、水位上下

2、波動(dòng)，使鍋爐運(yùn)行操作困難，還會(huì)導(dǎo)致鍋爐燃燒效率降低。在這種情況下應(yīng)用蓄熱器能有效地穩(wěn)定鍋爐負(fù)荷，改善鍋爐運(yùn)行條件，不使鍋爐效率降低。鍋爐蓄熱器有變壓式和定壓式兩類，變壓式蓄熱器的工作壓力隨所儲(chǔ)熱量的增減而變化，其中最典型的是蒸汽蓄熱器。定壓式蓄熱器的工作壓力恒定，其中以給水蓄熱器最為常用。</p><p>　　蒸汽蓄熱器一種應(yīng)用最廣泛的變壓式蓄熱器（見圖）。當(dāng)鍋爐蒸發(fā)量大于用汽量時(shí),多余的蒸汽進(jìn)入蓄熱器加熱其中的

3、儲(chǔ)水(飽和水),蒸汽本身也凝結(jié)于其中，蓄熱器中的壓力隨之上升。當(dāng)用汽量大于鍋爐的蒸發(fā)量時(shí),蓄熱器中的儲(chǔ)水（飽和水）因降壓而沸騰，提供蒸汽以保持鍋爐負(fù)荷不變。整個(gè)工作過程由一組自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門自行控制。閥V1用以保持鍋爐壓力不變,閥V2用以保持用汽壓力不變，而蓄熱器壓力則在二者之間變化。鍋爐壓力與用汽壓力之間的壓差越大，蓄熱器可儲(chǔ)蓄的熱量也越大，并可按不同的情況來選擇其容積。</p><p>　　蒸汽蓄熱器特別適用于工

4、業(yè)鍋爐系統(tǒng)。</p><p>　　給水蓄熱器一種定壓式蓄熱器。蓄熱器壓力、鍋爐壓力與用汽壓力都基本相同。當(dāng)用汽量低于鍋爐蒸發(fā)量時(shí),多余的蒸汽(或熱量)用以加熱給水,使給水成為飽和水并儲(chǔ)存于蓄熱器中。當(dāng)用汽量增大時(shí)則用蓄熱器中溫度較高的飽和水代替溫度較低的給水送入鍋爐，使鍋爐的蒸發(fā)量增大以滿足需要。給水蓄熱器工作壓力恒定，故也適于小型蒸汽動(dòng)力裝置，但其儲(chǔ)蓄熱量不大。鍋爐給水溫度越高，其蓄熱能力越低。</p&g

5、t;<p>　　蒸汽蓄熱器的原理及應(yīng)用 </p><p>　　2007-10-15 22:28:39 來源: 作者: 【大 中 小】 瀏覽:5822次</p><p>　　摘  要：介紹了蒸汽蓄熱器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合及裝設(shè)要求等，并結(jié)合實(shí)例分析了裝設(shè)蒸汽蓄熱器所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。     關(guān)鍵詞：蒸汽蓄熱器；節(jié)能；鍋爐  &

6、#160;  中圖分類號(hào)：TK223.3+5  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B  文章編號(hào)：1004一7948(2006)05一0038一02  </p><p>　　1前言     目前，能源危機(jī)幾乎已成為世界各國所共同面臨的重要問題，嚴(yán)重的危機(jī)向人類提出了嚴(yán)厲的警告?；谶@樣的能源形勢，節(jié)能技術(shù)已經(jīng)被提到了前所未有的高度。蒸汽蓄熱器作為一種重要的節(jié)能工具，

7、理應(yīng)受到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。     我國自上世紀(jì)60年代起開始進(jìn)行蒸汽蓄熱器的研究，并在80年代從日本全套引進(jìn)了先進(jìn)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。但目前這一先進(jìn)節(jié)能設(shè)備在我國的推廣應(yīng)用還非常有限，主要原因在于許多蒸汽供熱單位對(duì)該技術(shù)還不夠了解。     </p><p>　　2蒸汽蓄熱器的工作原理及結(jié)構(gòu)    </p>

8、<p>　　2.1蒸汽蓄熱器的工作原理     蒸汽蓄熱器的工作原理是在壓力容器中儲(chǔ)存水，將蒸汽通入水中，使容器內(nèi)水的溫度和壓力升高，形成具有一定壓力的飽和水；而在容器內(nèi)壓力下降的條件下，飽和水成為過熱水，并立即沸騰而蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽。它設(shè)置在汽源和用汽負(fù)荷之間，在室內(nèi)室外均可安裝，通常裝設(shè)在鍋爐房附近。    </p><p>　　2.2蒸汽蓄熱

9、器的分類     按蒸汽蓄熱器的結(jié)構(gòu)可將其分為立式和臥式兩種。臥式蓄熱器的蒸發(fā)面積較大，安裝檢修方便，對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求也比較低。所以目前臥式蓄熱器應(yīng)用較多，但缺點(diǎn)是占地面積大。立式蓄熱器的優(yōu)缺點(diǎn)與之相反。  </p><p>　　2.3蒸汽蓄熱器的結(jié)構(gòu)     目前使用的蒸汽蓄熱器是鋼制圓柱形壓力容器，外壁敷有保溫層。容器內(nèi)部裝有充蒸汽的分

10、配總管和支管，支管末端裝有蒸汽噴頭，噴頭外圍裝有水流循環(huán)筒，容器壁上有蒸汽入口和出口、入孔、進(jìn)水口，其底部裝有排水口和定位支座，如圖1。</p><p>　　此此，還裝有水位計(jì)、壓力計(jì)等檢測儀表。    </p><p>　　蒸汽蓄熱器與汽源的連接方式有串連和并聯(lián)之分，但常見的臥式蒸汽蓄熱器與鍋爐并聯(lián)的較多，</p><p>　　如圖

11、2所示。當(dāng)高壓供汽量與低壓用汽量平衡時(shí)，蓄熱器不工作，如果高壓供汽量大于低壓用汽量時(shí)，則通過閥2、閥3儲(chǔ)熱，當(dāng)高壓供汽量低于低壓用汽量時(shí)，則由蓄熱器供熱補(bǔ)充。     水面以上為蒸汽空間，工作時(shí)約占蓄熱器總體積的10%，在供汽鍋爐按一定的蒸發(fā)量穩(wěn)定地運(yùn)行時(shí)，如用汽負(fù)荷小于鍋爐蒸發(fā)量，多余的蒸汽便經(jīng)充熱蒸汽入口止回閥、截止閥而進(jìn)入蒸汽蓄熱器中的蒸汽分配總管和支管，最后通過蒸汽噴嘴向上擴(kuò)散到水中，變成凝結(jié)水，

12、同時(shí)釋放出熱量，使容器內(nèi)壓力和溫度升高，并使水的恰值升高到與容器內(nèi)壓力相對(duì)應(yīng)的飽和水的焙值，這就是蓄熱器的充熱過程。當(dāng)用汽負(fù)荷大于鍋爐蒸發(fā)量時(shí)，蒸汽蓄熱器的送汽管中壓力下降，蓄熱器內(nèi)壓力大于供汽母管中的壓力，于是蓄熱器汽空的蒸汽立即頂開排汽止回閥而流往送汽母管，同時(shí)，容器內(nèi)飽和水的壓力下降，使水溫高于降壓后飽和水的溫度而成為過熱水，形成剩余熱量，過熱水迅速蒸發(fā)，產(chǎn)生飽和蒸汽流出蓄熱器送往熱用戶，補(bǔ)充鍋爐直接供汽的不足，這就是蒸汽蓄熱器的

13、放熱過程。   </p><p>　　3蒸汽蓄熱器的應(yīng)用     蒸汽蓄熱器廣泛應(yīng)用于石油、化工、紡織、釀造、卷煙、造紙、食品加工、火力發(fā)電及供熱等眾多行業(yè)。</p><p>　　具體來講主要用在以下四種場合：    </p><p>　　熱源間斷供熱或供熱量波動(dòng)較大的供熱系統(tǒng)。在汽源供

14、汽不連續(xù)或流量波動(dòng)大的供熱系統(tǒng)，裝用蒸汽蓄熱器后可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供汽。諸如轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)中的汽化冷卻裝置的供熱。   </p><p>　　熱負(fù)荷波動(dòng)大而頻繁的供熱系統(tǒng)。主要目的是穩(wěn)定供汽鍋爐的供汽壓力，從而提高供汽品質(zhì)和鍋爐熱效率。如啤酒生產(chǎn)中釀造車間的用汽及其他部分行業(yè)的用汽。</p><p>　　瞬時(shí)熱耗極大的供熱系統(tǒng)。對(duì)于瞬時(shí)耗汽量極大的供熱系統(tǒng)，可采用容量小的鍋爐配

15、以足夠容量的蒸汽蓄熱器，就可節(jié)省初次投資，保證供汽。 </p><p>　　需要儲(chǔ)存熱能供隨時(shí)應(yīng)用的場合。蒸汽蓄熱器作為一種熱力設(shè)備，它可以隨時(shí)把暫時(shí)用不完的多余蒸汽儲(chǔ)存起來，當(dāng)熱用戶遇到正常供汽中斷時(shí)，可供緊急用汽（如火力發(fā)電廠機(jī)組故障）時(shí)立即啟動(dòng)蒸汽蓄熱器供汽給汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行。 </p><p>　　4裝用蒸汽蓄熱器的基本技術(shù)要求     蒸汽蓄熱器的蓄

16、熱和放熱是依靠其工作壓力的變化而進(jìn)行的，當(dāng)蓄熱器的容積一定時(shí)，蓄熱量由容器內(nèi)的最高壓力（蓄熱過程終止時(shí)的壓力）和放熱壓力（放熱過程終止時(shí)的壓力）之差決定。該壓差稱為蓄熱器的壓力變化范圍，壓力變化范圍越大，蓄熱量也越大。因此從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，供汽系統(tǒng)設(shè)置蒸汽蓄熱器必須具備以下條件：    </p><p>　　(1)用汽負(fù)荷頻繁波動(dòng)，這種波動(dòng)具有一定的周期性或呈現(xiàn)最大負(fù)荷與最小負(fù)荷

17、交替出現(xiàn)的狀況。    </p><p>　　(2)汽源壓力必須高于部分或全部用汽設(shè)備所需的壓力，這種壓差越大，蓄存一定蒸汽量的蒸汽蓄熱器的容積就越小。   </p><p>　　(3)汽源的供汽能力必須略大于一晝夜的平均用汽負(fù)荷。    </p><p>　　(4)具有裝設(shè)蒸汽蓄熱器的

18、場地。  </p><p>　　5蓄熱器應(yīng)用舉例及效益淺析     </p><p>　　5.1應(yīng)用舉例     以某啤酒廠為例，該廠有三臺(tái)4t/h的快裝鍋爐，由于生產(chǎn)的發(fā)展，高峰用汽量為15t/h，低峰用汽量為8t/h，顯然三臺(tái)4t/h鍋爐滿足不了生產(chǎn)的需要。于是，在供汽系統(tǒng)中配置了一臺(tái)l00m3的蒸汽蓄熱器而不增設(shè)鍋

19、爐（一臺(tái)4t/h），解決了生產(chǎn)用汽量的需要。現(xiàn)在只用目前的三臺(tái)鍋爐就可滿足生產(chǎn)用汽，鍋爐運(yùn)行工況穩(wěn)定，熱效率提高了11.5%，供汽量充足，保證了生產(chǎn)的需要。鍋爐壓力與供汽壓力平衡，波動(dòng)范圍為±0.1MPa，一臺(tái)100m3蒸汽蓄熱器的制造成本比一臺(tái)4t/h鍋爐少，且節(jié)省燃煤（假定一臺(tái)4t/h鍋爐每小時(shí)耗煤以1t計(jì)算，每天按兩班運(yùn)行，一年運(yùn)行按330天計(jì)算，則一年耗煤5280t)；另外，由于熱效率提高了11.5%，三臺(tái)4t/h鍋爐

20、年節(jié)省燃煤 1821.6t，若每噸燃煤按200元計(jì)，則每年節(jié)約燃煤費(fèi)用36.43萬元。     </p><p>　　5.2效益淺析     結(jié)合該啤酒廠裝用蒸汽蓄熱器的實(shí)例以及蒸汽蓄熱器的工作原理分析得出如下結(jié)論：    </p><p>　　(1)節(jié)省燃料。在熱負(fù)荷波動(dòng)劇烈且頻繁的供熱系統(tǒng)中，裝用

21、蒸汽蓄熱器后可以消除由于波動(dòng)負(fù)荷對(duì)鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的各種不利影響，使鍋爐能在較好的工況下運(yùn)行，提高了鍋爐的運(yùn)行熱效率，節(jié)省了燃料。   </p><p>　　(2)增大鍋爐供汽能力，節(jié)省建設(shè)投資。在供熱系統(tǒng)中裝用蒸汽蓄熱器配合鍋爐供汽后，通過蒸汽蓄熱器放熱可滿足高峰負(fù)荷的需要，相應(yīng)地可減少所需的鍋爐容量，特別在高峰持續(xù)時(shí)間較短的條件下，減少鍋爐的容量最多。在一般情況下，如高峰負(fù)荷超過鍋爐的總?cè)萘浚?/p>

22、采用蒸汽蓄熱器來平衡高峰負(fù)荷時(shí)的供汽，所需要的投資少，且維修費(fèi)用小。    </p><p>　　(3)減少鍋爐故障。裝用蒸汽蓄熱器后，鍋爐熱負(fù)荷穩(wěn)定，就可避免因供汽鍋爐的燃燒工況隨劇烈波動(dòng)的熱負(fù)荷而多變。如趕火時(shí)爐膛內(nèi)燃燒強(qiáng)烈，使?fàn)t壁溫度過熱；壓火時(shí)，爐膛內(nèi)燃燒緩慢，爐壁溫度下降，這樣反復(fù)趕火、壓火，易使?fàn)t墻砌體開裂，爐管彎曲變形或水冷壁上結(jié)渣。如果爐內(nèi)燃盡不夠，火焰延伸，可導(dǎo)致過

23、熱器或?qū)α鞴苁慕饘俪瑴?，造成故障?   </p><p>　　(4)保持供汽壓力穩(wěn)定，可提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如啤酒生產(chǎn)過程中，啤酒在煮沸時(shí)，如蒸汽壓力不足，煮沸強(qiáng)度不夠，煮沸不徹底，可導(dǎo)致煮沸時(shí)間延長，啤酒顏色加深。瓶裝啤酒在殺菌機(jī)中，若蒸汽壓力不足，將導(dǎo)致殺菌不徹底，殺菌時(shí)間延長，啤酒有老化味。     </p><p>

24、;　　(5)有利于保護(hù)環(huán)境。鍋爐配用蒸汽蓄熱器后燃燒工況穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)最佳工況燃燒，廢氣中氧化物減少，含塵量低，有利于保護(hù)環(huán)境。    </p><p>　　(6)減輕司爐的勞動(dòng)強(qiáng)度。裝用蒸汽蓄熱器后使鍋爐能穩(wěn)定運(yùn)行，這樣就解除了司爐原來須經(jīng)常調(diào)節(jié)燃燒的緊張勞動(dòng)。     </p><p>　　(7)具有應(yīng)急的蒸汽儲(chǔ)備。在供熱系統(tǒng)

25、中裝用蒸汽蓄熱器后，如鍋爐機(jī)組在運(yùn)行中突然發(fā)生故障進(jìn)行搶修或臨時(shí)停電，蒸汽蓄熱器能繼續(xù)供汽一段時(shí)間，這樣可以減少或避免生產(chǎn)上的損失。    </p><p>　　6結(jié)束語     綜上所述，蒸汽蓄熱器能夠有效地改善鍋爐的運(yùn)行狀況，提高鍋爐運(yùn)行熱效率和供汽品質(zhì)，均衡用汽負(fù)荷，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。     可以預(yù)見，隨

26、著我國能源政策的不斷調(diào)整以及節(jié)能工作的不斷深入，蒸汽蓄熱器將越來越被人們所重視，并且將在工業(yè)企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) [1]崔海亭，楊鋒．蓄熱技術(shù)及應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [2]何敏，徐洪江，趙建超，等．蒸汽蓄熱器應(yīng)用初探[J]．應(yīng)用能源技術(shù)，2000，(2):26一27</p><p>　　蓄熱式加熱爐的高效蓄熱式燃燒系統(tǒng)主要由蓄熱式燒嘴和換向系統(tǒng)組成。它分為預(yù)熱段、加熱段和均熱段

27、三個(gè)主體。其原理是采用蓄熱室預(yù)蓄熱全，達(dá)到在最大程度上回收調(diào)溫?zé)煔獾臐駸幔岣咧伎諝鉁囟鹊男Ч?#160;新型蓄熱式加熱爐的蓄熱室現(xiàn)在普遍采用陶瓷小球或蜂窩體作為蓄熱體，其表面積大，極大的提高了傳熱系統(tǒng)，使蓄熱室內(nèi)的體積大大縮小。再加上新型可靠的自動(dòng)控制技術(shù)及預(yù)熱介質(zhì)預(yù)熱溫度高，廢氣預(yù)熱得到接近極限的回收。是一種新型的高效、節(jié)能的加熱爐。 參與控制的主要現(xiàn)場設(shè)備有：各段爐溫測量熱電偶；煤氣預(yù)熱器前后煙氣溫度測量熱電

28、偶；各段煙氣及排煙機(jī)前煙氣溫度測量熱電偶；各段煤氣、空氣及煙氣流量測量孔板及差壓變送器；各段煤氣、空氣及低負(fù)載電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥；各段兩側(cè)燒嘴前煤氣切斷閥及空氣/煙氣三通換向閥；爐壓測量微差壓變送器及用于爐壓調(diào)節(jié)的煙道閘板；用于風(fēng)壓調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)入口進(jìn)風(fēng)閥；煤氣總管切斷閥及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；其它安全保護(hù)連鎖設(shè)備等。 換向裝置是加熱爐的重要部件，整個(gè)燃燒過程都是靠抽象向裝置完成的?？梢哉f它是整個(gè)加熱爐的心臟。它的換向原理是：初始狀態(tài)下，換向