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所有蒸汽:蒸汽的多种类型和用途

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发布日期:2020年9月14日
关键的外卖

这种液体的重要用途包括建筑加热、杀菌、加湿、干燥和保湿。

你有没有想过,你厨房里的高压锅怎么能比得上一个巨人锅炉在发电厂?两者都有相似之处,因为它们都是通过加热水产生蒸汽的。

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当水从液态变为气态时就产生了蒸汽。换句话说,蒸汽是气态的水。蒸汽通常被描述为沸腾的水产生的薄雾。Steam也用来描述能量或势头,当我们说股票市场已经失去了动力。

当蒸汽从茶壶中散发出来时,很容易识别和理解,但在使用时,有许多重要的方面需要考虑过程蒸汽系统为工业用途。

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蒸汽质量和纯度

蒸汽的纯度考虑到污染物以蒸汽、液体或固体形式存在的。另一方面,蒸汽的质量通常考虑到蒸汽中的水分(液体形式的水粒子)。98%的优质蒸汽意味着其中含有2%的水分.蒸汽中水分过多可能是由于故障造成的疏水阀,搬运锅炉水,或差绝缘在蒸汽管道上,会导致过量冷凝在灭菌应用中,含有过量水分的蒸汽不具有对设备进行灭菌所需的热量。在涡轮应用中,液滴冷凝会导致涡轮叶片的腐蚀,导致耐久性和可靠性差。(相关阅读:打击Cavitative腐蚀和侵蚀腐蚀.)

蒸汽纯度要求可能说明最大允许的水分含量或可能指定各种化学杂质的浓度限制.正常的建筑供暖系统和低压过程要求蒸汽有一个低水分含量而对于发电厂的蒸汽涡轮机来说,铜、铁、硅、钾、钠的最大限度总溶解固体(TDS)也是经常规定的。

类型的蒸汽

下面几节将讨论几种不同类型的蒸汽。

不饱和蒸汽或湿蒸汽

当我们使用“蒸汽”这个词时,我们通常指的是湿蒸汽或不饱和蒸汽.锅炉通常提供95%至97%质量的蒸汽,换句话说,含有高达5%的水分。为了将水滴从蒸汽中分离出来,一种叫做分隔符(例如,疏水阀)在系统中。

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饱和蒸汽或干蒸汽

饱和蒸汽(也称为干蒸汽)定义为t在一定的压力和温度下,水的液态和气态同时发生而产生的蒸汽。饱和蒸汽是蒸汽生产速率等于沸水蒸发速率的点。

当水被加热时,质量的温度上升,直到它达到沸点对于现有的压力。加热的任何进一步增加都会导致蒸汽的形成,而温度不会上升,因为现在提供的任何热能都被用作蒸发潜热.饱和的蒸汽是肉眼看不见的,因为它没有水滴。在正常大气压下,饱和蒸汽产生于100°C(212°F)左右。大多数加热应用都要求使用饱和蒸汽。

过热蒸汽

过热蒸汽在恒压下,持续加热饱和蒸汽或不饱和蒸汽,直至其温度高于饱和蒸汽,通常在200°C至800°C(392°F至1472°F)之间。在相同压力下,这种蒸汽比饱和蒸汽储存更多的热量。过热蒸汽主要用于涡轮机驱动应用,而饱和蒸汽是加热和灭菌应用的首选。

通过使用过热蒸汽,叶片的危险侵蚀破坏由于蒸汽不会因叶片上的冷凝而产生水滴,因此汽轮机驱动装置的腐蚀破坏被最小化。(相关阅读:水泵,阀门,叶轮和配件的防腐.)然而,设备必须由更坚固的材料制成,因为它们必须承受过热蒸汽的更高温度。

超临界流体的蒸汽

当在高温下对蒸汽施加临界压力时,分子聚集在一起,使蒸汽成为超临界流体它类似于水,但保留了气体的主要特征。换句话说,它既不是气体也不是液体。超临界流体具有热效率高、CO低的优点,正在被现代电厂所采用2排放。

应用蒸汽

蒸汽在家庭和工业设施中有各种各样的应用。蒸汽的一些主要用途包括:

电力发电机

在美国,大部分(几乎85%)的电力是由蒸汽驱动的汽轮发电机组产生的。事实上,世界上大部分的电力都是通过蒸汽产生的。过热蒸汽和超临界流体蒸汽都是电力行业的常用蒸汽。

除了驱动汽轮机,蒸汽还用于驱动大型涡轮压缩机、涡轮泵和空气和气体压缩机在这个行业。

在热电厂中,蒸汽被用来驱动汽轮发电机组和取暖。

雾化的燃油

雾化基本上是把固体和液体燃料分解成非常小的颗粒的过程。这样做是为了实现更高的燃料经济更有效的燃烧。

锅炉该系统以燃油为燃料,注入蒸汽分解重物粘性燃料油变成非常微小的液滴,以确保更有效的燃烧。

除了改善燃烧,雾化还减少了空气污染。

干燥的产品

干蒸汽用于去除某些工业产品中的水分。虽然有些工厂使用热空气来达到这个目的,但蒸汽干燥更安全、更经济

加湿

在工业工厂、实验室、医院、家庭和办公室,保持湿度在要求的范围内是HVAC服务提供商的一个关键问题。一个过低湿度造成人员健康风险以及材料和设备损坏。带有蒸汽加湿器的暖通空调线圈用于湿度和温度控制。当冷空气在寒冷的季节被加热时,湿度会进一步下降,因此蒸汽会被注入加热的空气中,以增加风道内的湿度。

灭菌

医院使用正压饱和蒸汽对器具和包装物品进行消毒。蒸汽冷凝时释放的热量根据蒸汽的温度和压力在规定的时间内杀死微生物。但是,只有那些没有被热损坏的物品可以用蒸汽消毒

蒸汽灭菌或高压灭菌法它的优点是简单而几乎为零毒性.外科器械、牙科器械和纺织品是用饱和蒸汽消毒的一些物品。

清洁

蒸汽是一种方便的介质,可以用来清洁简单和复杂的表面,而这些表面是用其他方法无法轻易清洁的。例如,在燃烧煤和油的锅炉中,炉壁不断积聚烟尘,导致性能欠佳。通过吹灰器喷嘴提供的蒸汽用于吹除和清除这种难以清除的烟灰沉积在墙上的表面。

过程加热

在温度超过100°C的正压下,蒸汽被产生并分配到各种设备中进行加热。化学加工、炼油厂和食品生产商是一些需要蒸汽加热的行业。大多数人更喜欢饱和蒸汽。

保湿

在某些工艺中,蒸汽提供热量和可控制的湿度。例如,在纸浆和造纸厂,蒸汽为纸张提供水分,使它可以在滚筒上移动而不被撕裂。

结论

蒸汽可分为饱和、不饱和、过热或超临界流体蒸汽。它在全球被用来发电,为现代经济提供动力。它还用于从工艺工业到个人家庭的一切供暖,以及其他应用,如灭菌和加湿。

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Shivananda Prabhu的头像

Shivananda Prabhu是印度卡纳塔克邦迈索尔大学的工程师研究生,也是XLRI的PGDBM(相当于MBA), XLRI是一个排名前十的管理学院。他曾在Jamshedpur的塔塔钢铁公司(Tata Steel)担任维护经理和摩擦学、润滑、磨损预防、腐蚀预防、维护管理和状态监测方面的专家。他对损失预防和价值工程以及知识管理倡议做出了贡献。

他后来担任过技术培训师、安全培训师、ISO 9001、ISO 14001首席审核员、管理培训师、培训和人力资源专家。

在大约四年的时间里,他在PG机构的学术机构工作,担任教授,后来在浦那担任IPS(管理学院)主任。他还担任了三年的研究论文、报纸、行业期刊和网站的编辑和作者。总的来说,他的经验超过25年。

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