1、過熱蒸汽怎樣產生的？

如果鍋爐中產生的飽和蒸汽通過更高溫度的換熱面，繼續加熱，它的溫度會上升并超過蒸發溫度，這時，蒸汽就會變成具有一定過熱度的過熱蒸汽。

當仍有水存在的時候，過熱度是無法產生的，因為吸收的熱量首先會蒸發更多的水。飽和蒸汽必須通過額外的換熱器才能得到更高的溫度，這就需要在鍋爐中二次換熱或經過單獨的過熱器，主要的加熱媒介可以是熱煙氣或者單獨的加熱裝置。

2、過熱蒸汽的主要應用

2.1過熱蒸汽大多數時候是用作驅動蒸汽，例如，在火力發電廠的汽輪機中，利用蒸汽驅動葉輪轉動，帶動發電機轉子使其旋轉發電。汽輪機通常有很多級，從同一個軸的第一級轉子出來的蒸汽需要進入第二級轉子繼續做功，如果采用飽和蒸汽，那么飽和蒸汽失去能量后會使部分蒸汽冷凝。這就是說通過連續不斷的做功過程， 蒸汽會變的越來越濕，這樣不僅會導致水錘現象，而且這些水滴還會沖蝕汽輪機。所以，最佳解決方法是使用過熱蒸汽，利用過熱蒸汽做功，直到溫度/壓力比較接近飽和時再將蒸汽排出。

為了提高汽輪機的熱效率，應該滿足以下兩個條件：

A、汽輪機進口蒸汽的溫度或能量應盡可能高，所以要盡可能提高蒸汽的壓力和溫度。

B、排氣蒸汽的溫度或能量應盡可能低，所以要盡可能降低蒸汽壓力和溫度，通常在汽輪機排氣處裝冷凝器來實現。

2.2 過熱蒸汽還會用來加熱一些要求溫度非常高的產品，如某些烘干類設備。

3、過熱蒸汽與飽和蒸汽的熱量對比

下面過熱蒸汽表顯示的是蒸汽在不同壓力下的性質，這與飽和蒸汽表采用的是同樣的辦法。但是，對過熱蒸汽來說，它的壓力和溫度并不是一一對應的，兩者沒有直接關系，因此，在特定壓力下的過熱蒸汽可能對應有很大的范圍溫度值。

表1.6.1 過熱蒸汽表舉例

表1.6.2 飽和蒸汽表舉例

從上表1可以看出，在大氣壓下，即壓力1.013 bar a(0 bar g) 、溫度400℃的過熱蒸汽，

其蒸汽焓hg = 3278 kJ /kg (過熱蒸汽表)

從上表2可以看出，在大氣壓下，即壓力1.013 bar a(0 bar g) 、溫度100℃的飽和蒸汽，

其蒸汽焓hg = 2676 kJ /kg (飽和蒸汽表)

過熱部分的焓 = 3278 – 2676=602kJ /kg

表面上看起來過熱蒸汽可利用的能量多了，但是實際上，這對那些想利用蒸汽來加熱的工況來說，實際情況則相反，而且非常麻煩。從過熱部分的能量來看，比熱容可以由飽和蒸汽（100℃）和過熱蒸汽（400℃）之間的溫度差別來計算：

但是，與水的比熱容不同（水的比熱容=4.19 kJ/kg. ℃，是個常數），過熱蒸汽的比熱容受到壓力和溫度的影響而變化，并不是一個常數。因此，上邊計算的比熱容的值2.0 kJ/(kg·℃)僅表示在0 bar g壓力下特定的溫度范圍下的值。

過熱蒸汽的溫度、壓力和比熱之間沒有直接的對應關系。但在過熱度比較小的時候，隨著壓力的增加比熱容也會逐漸增加。

4、過熱蒸汽為什么不如飽和蒸汽適合于過程加熱？

過熱蒸汽必須先冷卻到飽和溫度才能釋放出蒸發焓，從過熱蒸汽冷卻到飽和溫度所放出的熱量與蒸發焓相比來說很小。如果蒸汽過熱度很小，這很小的一部分熱量比較容易釋放出來，但是過熱度很大的時候，冷卻的時間相對要長很多，而且，在那段時間內僅能放出很少一部分熱量。

與飽和蒸汽不同的是，過熱蒸汽的溫度并不確定，過熱蒸汽必須冷卻來放熱，而飽和蒸汽僅是發生相變放熱，這就是說過熱蒸汽放熱的時候可能在換熱沿程產生溫度梯度。

在換熱器中，使用過熱蒸汽會在管殼式換熱器管板附近形成干墻，干墻區會很快結垢,造成管壁超溫導致管子失效。

這些都清楚地表明了在熱交換應用中，過熱度過大的蒸汽應用很少，因為：

在冷卻到飽和溫度前放出熱量很少；

熱交換表面溫度梯度較大；

蒸汽過熱的換熱率較低；

需要更多的換熱面。

由此可見，在傳熱應用中，過熱蒸汽沒有飽和蒸汽效率高。這看起來違背了我們的常規認識，一般傳熱率與換熱面上的溫度差別成正比，如果相同壓力下，過熱蒸汽比飽和蒸汽溫度更高，那么當然應該過熱蒸汽能釋放更多的熱量？但這個答案是否定的，因為：

Q=UAΔT，對任何換熱設備來說，傳熱面積A是固定的，但是，傳熱系數U值則是不固定的，過熱蒸汽的“U”隨制程不同而不同，但遠小于飽和蒸汽，而且過熱度越高，“U”值就越小。

過熱蒸汽的“U”一般為50到100 W/(m2·℃)，而飽和蒸汽則為1200 W/( m2·℃)

因此，盡管相同壓力下的過熱蒸汽的溫度總是高于飽和蒸汽的，但它的傳熱能力要遠低于飽和蒸汽。因此，在相同壓力下的熱傳遞過程中，過熱蒸汽的效率要比飽和蒸汽低很多。

所以在實際生產中，尤其現在越來越多的用戶是使用熱電廠集中供熱，電廠生產出來的都是高溫高壓的過熱蒸汽，都需要先通過減溫減壓站系統，把過熱蒸汽變成飽和蒸汽以后，再輸送給各用戶使用，過熱蒸汽只有在冷卻到飽和狀態時，才能釋放出最有用的潛熱。