鍋爐蒸發(fā)壓力下降的問題

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蒸汽所要求的能量儲存在鍋爐中，鍋爐越大，儲存的能量越多。事實上，能量儲存在飽和溫度下的水中，而不是蒸汽中。

在鍋爐的內(nèi)部，蒸汽空間與水的空間相比相當小。從蒸汽表中也可看到，10bar壓力的蒸汽其比容為0.177m3/kg，而水為0.001m3/kg，即密度為177倍。

當鍋爐必須供應比它的蒸發(fā)量多的蒸汽時，鍋爐內(nèi)的壓力將下降。鍋爐中的水在高壓下的飽和狀態(tài)，當壓力下降時，水中的一部分過剩的能量將使部分鍋爐水閃蒸為二次蒸汽。

假定鍋爐壓力為10bar。鍋爐為火管鍋爐，蒸發(fā)量為5,500kg/h，鍋爐內(nèi)的儲存水量約為2,400kg。當鍋爐壓力由于負荷增大下降至9bar時：

計算二次蒸汽量

注意這并不是23kg/h的蒸汽，而是23kg的蒸汽。壓力由10bar降至9bar的過程可能只有幾秒鐘。例如，假定壓降在10秒鐘內(nèi)完成，則相當于蒸汽流量為8,280kg/h。

壓力下降時的二次蒸汽量

該表顯示了隨著壓力下降，蒸汽的產(chǎn)生量。

壓力下降時蒸汽比容增量

壓力下降，蒸汽體積增大，必須以更高的速度離開鍋爐的水面。速度的增大與比容的變化成比例。

從上表中也可看到，壓力的變化與比容并非成線性。壓力越低，變化越快。例如，壓力從10bar變至9bar時，比容變化為11％，但壓力從4bar變至3bar時，比容變化為23％。

這一點很重要。隨著蒸汽速度越來越高，水滴與蒸汽分離的時間也越少，引起鍋爐中出來的蒸汽越濕。最后當?shù)竭_臨界點時，水和蒸汽一起進入蒸汽管道中，這就是汽水共騰，采用瓦特外置汽水分離器提高蒸汽干度對設備將造成損壞。

鍋爐廠商在設計鍋爐時采用的是同一邏輯，因而很少會有鍋爐設計運行在7bar以下。因為在這一壓力下，蒸汽的壓力與比容曲線變得很陡。但有時，鍋爐必須在低壓下運行，鍋爐的蒸發(fā)量低于額定量，同時必須盡可能避免鍋爐負荷的突然變化，因為此時在鍋爐的運行壓力與汽水共騰點間僅有很小的余地。