换热器的蒸汽耗量

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1、第2章蒸汽工程和传热换热器的蒸汽耗量章节2.13蒸汽和冷凝水系统手册2.13.1131第2章蒸汽工程和传热换热器的蒸汽耗量章节2.13换热器的蒸汽耗量热交换器，从严格定义来说指的是所有类型的设备，在其中，一种介质的热量传递给另外一种。有一种民用的辐射换热器，热水把热量传递给周围环境的空气，同样也可以称为换热器。类似的，蒸汽锅炉内，烟气把热量传递给水并使水蒸发，也可以称之为换热器。但是，这个术语通常指的是管壳式换热器或板式换热器，在其中，主要的加热介质如蒸汽用于加热另外一种介质。用于空间加热（无论使用蒸汽还是水）的管壳式换热器通常称为非

2、储存式加热器。（图2.13.1中是一个储存式加热器，它的构造与非储存式的不同，它通常是一种带有加热盘管的热水水箱。）温度控制蒸汽热水储存罐疏水组冷凝水图2.13.1容积式换热器制造商通常用kW来表示换热器的额定功率，如前边的空气加热组一样，可以根据此功率来计算蒸汽耗量。但是，通常换热器（尤其式管壳式换热器）的参数要比实际需要的大得多。楼宇热水加热系统热负荷的计算时考虑了一定的安全系数。由于非储存式换热器（如图2.13.2所示）通常根据标准口径范围选择，所以经常要比设计的参数大很多。选择在板式换热器时，如果换热器是钎焊或全焊接式的，通常

3、都是选择其标准系列的产品。但是，对垫片式的板式换热器来说，其大小的选择会灵活得多，它的板片可以根据需要的换热面增加或减少。在很多情况下，板式换热器选型偏大仅仅是因为要降低二次侧流体压降。在现有的工厂中，实际负荷可以根据进出的温度和泵的容量来计算。但是，需要指出的是，制造商提供的泵的容量通常指的特定压头下达到的，而在实际中，泵的实际压力可能与之有一定区别。热交换器的蒸汽耗量计算：管壳式换热器和板式换热器是典型的流动型换热应用，因此，当计算这些应用的蒸汽耗量时，应使用公式2.6.5。当选择换热器的时候，如果启动很少或到达满负荷输出的时间不

4、太重要的时候，启动负荷可以忽略。换热器通常根据运行的满负荷来选型，并留一部分安全系数。这些类型的应用中很少计算热损失，因为这些损失与运行的满负荷相比非常小。管壳式换热器通常有保温以防止热损失，并防止可能对人体产生伤害。板式换热器一般结构紧凑，暴露在空气中的换热面积很小。2.13.2蒸汽和冷凝水系统手册132第2章蒸汽工程和传热换热器的蒸汽耗量章节2.13温度控制热水出口蒸汽疏水阀非储存式换热器冷凝水冷水进口疏水站冷凝水图2.13.2非储存式换热器例2.13.1计算非储存式换热器的热负荷和蒸汽负荷。换热器设计在2.8barg蒸汽压力的满

5、负荷运行，二次侧出水和回水温度分别为82℃和71℃，泵的给水量7.2kg/s。水的比热容cp=4.19kJ/(kg·℃)。表2.13.1节选自蒸汽表饱和焓（能量）(kJ/kg)干饱和蒸汽压力温度水蒸发蒸汽比热容(barg)(℃)h3fhfghg(m/kg)2134562216327250.6032.8142596213927350.4893144605213327380.461第1部分计算热负荷用公式2.6.5计算满负荷Q=mcpT公式2.6.5式中：Q=热量(kW)kJ/s)；m=二次侧流体流量=7.2kg/s；cp=水的比热容=4

6、.19kJ/(kg·℃)；∆T=物质的温升(82-71)=11℃。Q=7.2kg/s×4.19kJ/(kg·℃)×11℃Q=332kW第2部分计算蒸汽负荷满负荷蒸汽冷凝水率可以用热平衡公式2.6.6来计算：公式2.6.6mshfg=Q=mcpT式中：ms=蒸汽耗量(kg/s)；hfg=蒸汽的蒸发焓(kJ/kg)；Q=换热量(kW)。蒸汽和冷凝水系统手册2.13.3133第2章蒸汽工程和传热换热器的蒸汽耗量章节2.13重新整理:一个332kW的换热器工作在2.8barg(hfg=2139kJ/kg)冷凝水量为：ms=Qhfgms=kg/

7、s3322139ms=0.1552kg/sms=558kg/h板式换热器板式换热器内部是一组薄的波纹金属板，波纹之间形成流道，一次侧和二次侧流体分别从这些流道中流过。于是，热交换就通过板片发生在临近的一次侧和二次侧之间。图2.13.3所示为板式换热器的示意图。产品蒸汽产品冷凝水图2.13.3板式换热器的示意图波纹形状增加了板片的刚性，可适用于其两侧不同的压力。这些流道内部同时出现紊流，提高了换热效率，这样就使板换比传统的管壳式换热器更为紧凑。同时，湍流还减少了非流动区域的存在，因此减少了结垢。板片的一次侧通常覆盖一层涂层，这样促使冷凝

8、水从板片上掉落。以前的蒸汽换热器基本上都是管壳式换热器，而板式换热器通常使用于食品加工行业或用于加热水。但是，最近设计的板式换热器表明其同样也适合于蒸汽加热应用。板式换热器同时允许冷凝水和过冷水存在于其设备中，如果冷凝水