一個非常重要的問題要問自己：

                                                                       您是否對這兩種工業蒸汽鍋爐的識別區別有疑問？

那么花一些時間閱讀本指南可能是一個好主意。
                                                                       在應優先使用兩種類型鍋爐的地方存在很大差異。

最終，通過做出正確的選擇，它會帶來明顯的優勢。

鍋爐法蘭

蒸汽產生的理論

術語“蒸汽”與工藝應用一起使用更多，而術語“蒸氣”或“蒸氣”是從液相（或固相）生成的氣態物質的理論上通用的術語。 。

水和蒸汽通常在加熱系統中利用熱載體。替代，水在大氣壓下于100°C沸騰并蒸發。對于大多數人而言，也是常識，當暴露于較高壓力下時，水會在適當時的較高溫度下蒸發（并最終也凝結）。

例如，10巴表壓（絕對值11巴）的壓力等于184°C的蒸發溫度。這些溫度/壓力關系和其他熱特性從所謂的蒸汽表中出現。

在蒸發（和冷凝）過程中，壓力和溫度保持恒定（等壓）。在該熱力學階段，大量的熱量被用于使水分子以更高的速度運動，從而從液相中釋放出來，從而進入一種釋放的“飛行”氣相中。在此過程中，蒸汽會以不同的程度被“潤濕”，直到所有水顆粒都被汽化-然后將蒸汽定義為處于干飽和狀態。它只是被100％蒸發，但不是處于過熱狀態（超過蒸發溫度），因為通常已知的氣態物質處于正常的已知溫度（例如空氣和天然氣）。

在這一點上（干燥的飽和狀態），蒸汽包含大量所謂的潛熱，與蒸發過程中提供的熱量相對應。該熱量對應于所有釋放的氣態水分子的能量，它們以很高的速度運動，因此具有很高的能量含量。 

如果您從干燥的飽和狀態（100％氣態流體）進一步加熱蒸汽，則該蒸汽會變成-如前所述-所謂的過熱蒸汽，實際上它會變成一種普通氣體，例如空氣和氣體，可以獨立于任何溫度在相同的壓力（等壓）下，加熱只會使分子運動更快，能級增加。

換句話說，簡而言之，-盡管在蒸發（或冷凝）的開始和結束時溫度和壓力是恒定的，即分別對于液體和蒸氣，在蒸氣相中的熱量要比在蒸氣相中的要高得多。液相。

這種保留的勢能被稱為“潛熱”，在干飽和蒸汽（沸點中的蒸汽）中，這種熱能可有效地用于不同的應用中，例如過程加熱。

另一方面，過熱蒸汽主要用于高性能的熱力學過程，例如驅動蒸汽輪機。但是，在過程加熱中通常會使用略微過熱的蒸汽，以補償蒸汽管道中的熱量損失，從而確保蒸汽不會變濕，而是在需要使用的位置以高質量的干燥飽和蒸汽形式存在。

下面僅討論用于飽和蒸汽和蒸汽加熱系統的鍋爐。用于其他不同熱力學應用的過熱蒸汽的鍋爐和系統是一個完全不同的主題，其他文獻也對此進行了介紹。

蒸汽供應

在蒸汽加熱系統中，蒸汽鍋爐（包括蒸汽發生器鍋爐）通過蒸汽和冷凝水管道與用戶連接。當蒸汽施加到消耗器上時，其冷凝并因此釋放出大量的上述潛熱。冷凝水（即熱水）然后可以返回給水箱，從那里再次被泵出，并作為給水提供給蒸汽鍋爐/蒸汽發生器。但是，有時蒸汽會從系統中取出并在開放式系統中被消耗-例如，當蒸汽注入到產品中或以其他方式排出或噴出時（例如，蒸汽清潔或空氣加濕）。

因此，在密閉系統中，蒸汽冷凝水分別返回冷凝水箱和給水箱。由于蒸汽加熱應用中的蒸汽壓力通常很高（超過大氣壓），因此必須在用戶的冷凝水出口處（即在冷凝水最終返回之前）以疏水閥或節流孔的形式降低壓力。給水水箱（通常為大氣壓或低壓）和蒸汽鍋爐。

由于以上討論的熱力學關系，該壓力下降會導致產生閃蒸蒸汽-通常就在用戶之后緊接一個或多個疏水閥之后（無論它可能是熱交換器還是任何種類的容器）。

這會在蒸汽系統中產生眾所周知的“冷凝水熱損失”，即產生了高能的閃蒸蒸汽，并且有很大的噪音將其引入冷凝水管道并返回大氣罐，然后在大氣罐中被蒸汽排放到周圍環境中。

閃蒸蒸汽的這種質量損失還代表了進料水含量的相應的物理和昂貴的損失，這隨后需要將恒定量的新鮮的和預處理的補充進料水添加到回路中。蒸汽壓力越高，熱量損失就越大（等于對昂貴的新處理過的鍋爐給水提出了更高的要求）。

我們所說的不是中等損失，而是熱能損失和昂貴的處理給水損失10％到30％之間的損失！這種現象是使用蒸汽加熱的巨大缺點-如今，或多或少地需要您在設計蒸汽系統并將其適應相關應用過程時投資于閃蒸蒸汽熱回收解決方案。

不僅可以減少熱量和給水的損失，而且有時還可以通過投資“智能”的熱回收功能（最好將其集成到完整的加熱系統設計中）來完全消除熱量和給水損失。

其他解決方案也可以最大程度地減少這些損失，例如自由循環蒸汽系統，您可以在自動控制的冷凝冷凝回路中利用靜態高度和重力，但是只能在局部的小型且高大系統中使用-不是大型的蒸汽分配系統。
 鍋爐本體

 

蒸汽鍋爐的運行原理

“需求與交付”

任何蒸汽鍋爐的工作原理都相同。

一個典型的誤解是您控制蒸汽鍋爐的生產率。這是不正確的。

蒸汽鍋爐的輸出恰好是系統中消耗的蒸汽。蒸汽鍋爐始終設置為特定的蒸汽壓力，并且蒸汽鍋爐的運行僅通過該蒸汽壓力設定點進行控制。

系統中的用戶通過降低蒸汽壓力來要求蒸汽，因為與蒸汽鍋爐實際輸送的蒸汽相比，過多的蒸汽在用戶處冷凝。

因此，系統中蒸汽壓力的降低由蒸汽鍋爐中的控制器和壓力傳感器檢測到，這些傳感器和傳感器初始化鍋爐中的熱量（更多熱量）以蒸發更多的蒸汽。

當似乎要建立足夠的蒸汽流量時，您將與蒸汽的消耗量（系統的消耗量）保持平衡，并且蒸汽壓力將回到穩定的狀態。

 

當用戶最終停止需求蒸汽時，蒸汽壓力開始增加-蒸汽鍋爐的控制也檢測到這一點，然后將蒸發蒸汽的熱量降低到較低的水平，從而建立新的平衡。

蒸汽鍋爐不能像機器一樣工作。它不會向系統施加蒸汽，而只是補償系統消耗的蒸汽不足。

 

蒸汽鍋爐是一種自主裝置。它是純粹的自控單元，因此決不能出于安全原因被其他人手動控制。

 

 

蒸汽發生器

蒸汽的替代品

 

用于加熱目的的蒸汽的替代品，使用沒有蒸發和冷凝的熱載體。當然，最廣為人知的是常規的熱水系統。但是，在工業流程中，另一個更有趣的替代方法是 傳熱流體（HTF）-一種特殊的導熱油，您可以在300°C以上的溫度下在大氣（未加壓）下運行。但是，這是一個完全不同的系統，您不能僅將現有的蒸汽系統（或暴露在其中）用于另一種熱載體（如導熱油）。

 

您可以使用以下鏈接獲取有關此主題的更多信息： 導熱油與蒸汽。

 

 

 

 

蒸汽發生器鍋爐與經典火管式蒸汽鍋爐相比蒸汽管鍋爐

 

的原理是，蒸汽從大量給水的表面蒸發掉。該沸騰過程被燃燒室的壁（輻射部分）和穿過形成鍋爐對流部分的所謂的火管或煙管束的廢氣加熱。

 

在所謂的蒸汽發生器鍋爐中，操作是完全不同的。原則上，給水和蒸汽會通過一根長管-長管設計成多個連續纏繞的纏繞管。

 

在此長管盤管組件中，給水在管盤管的第一部分中加熱到蒸發溫度，然后在第二部分中蒸發。熱量的強度，給水流量和管子的尺寸/長度都經過調整，以使水在管子的出口處幾乎完全蒸發。這確保了非常小的總水和蒸汽量，即小的壓力容器。沸騰點處沒有多余的水形成蒸汽發生器中的蒸發緩沖器，并且-蒸汽發生器暫時超載超過其標稱蒸汽容量時，會因運行故障而發出警報，并警告高溫蒸汽（過熱蒸汽） 。防止這種情況的解決方案通常只是在蒸汽管線中放置一個壓力維持閥。由于不受控制的高蒸汽消耗超過其最大極限，該閥將保護蒸汽發生器免受極低的蒸汽壓力。容量。但是，使用的另一種解決方案是在蒸汽發生器旁邊安裝并連接一個單獨的緩沖罐，以吸收大部分蒸汽壓力波動（在所有安裝中，大約有10％至15％會需要額外的蒸汽緩沖）。這將提供火管式蒸汽鍋爐的一些優勢。最終的替代解決方案當然是安裝一個真正的火管式蒸汽鍋爐，而不是-對蒸汽壓力波動不敏感（波動是蒸汽消耗）。但是，使用的另一種解決方案是在蒸汽發生器旁邊安裝并連接一個單獨的緩沖罐，以吸收大部分蒸汽壓力波動（在所有安裝中，大約有10％至15％會需要額外的蒸汽緩沖）。這將提供火管式蒸汽鍋爐的一些優勢。最終的替代解決方案當然是安裝一個真正的火管式蒸汽鍋爐，而不是-對蒸汽壓力波動不敏感（波動是蒸汽消耗）。但是，使用的另一種解決方案是在蒸汽發生器旁邊安裝并連接一個單獨的緩沖罐，以吸收大部分蒸汽壓力波動（在所有安裝中，大約有10％至15％會需要額外的蒸汽緩沖）。這將提供火管式蒸汽鍋爐的一些優勢。最終的替代解決方案當然是安裝一個真正的火管式蒸汽鍋爐，而不是-對蒸汽壓力波動不敏感（波動是蒸汽消耗）。

 

 

與火管式蒸汽鍋爐相比，使用蒸汽發生器的優勢在于：

 

      易于操作-通常不需要鍋爐授權

 

       快速啟動并建立全蒸汽壓力

 

       緊湊且易于適應現有機械設備

 

       價格具有吸引力-尤其是在低蒸汽速率下。

 

       由于小尺寸管的小壓力容器，因此更安全。沒有蒸汽爆炸的風險，因此通常更容易獲得當局和保險公司的批準。

 

 

與火管式蒸汽鍋爐相比，使用蒸汽發生器 的缺點是：

 

      蒸汽消耗量即使在最大容量范圍內也無法達到很小和短暫的峰值。要添加單獨的緩沖區安排。

 

       容量不超過3.000公斤/小時

 

       蒸汽壓力不能低于3 -4 bar，這意味著蒸汽速度會很高。如果是這樣，則需要使用減壓站。

 

       低于50％的負載容易導致嚴重的壓力變化。尤其是在使用氣體的情況下（啟動前需要排空時間）。要添加單獨的緩沖區安排。

 

       低于30-40％的劇烈波動負載會導致操作失敗的風險。

 

       不能用于生產用于渦輪機運行的蒸汽（需要高等級且通常非常過熱的蒸汽）。

 

       蒸汽中總會有一點水分（水含量）。如果應用對此敏感，則應添加蒸汽分離器，

蒸汽發生器的交付和選件

 

蒸汽發生器鍋爐可以水平執行（低高度）或垂直執行（占用有限的地面空間）進行交付。與火管蒸汽鍋爐一樣，它們交付時用不銹鋼蓋板絕緣，并配有燃燒器，電樞，儀表，安全裝置和控制面板-并附有完整的文件，包括必要的證書。

 

蒸汽發生器鍋爐是用無縫管制成的盤管制成的，其中給水在流經這些管的過程中被預熱并蒸發。熱量在燃燒室中以輻射熱的形式傳遞到水/蒸汽混合物中，內圓柱管和扁管線圈分別形成燃燒室的壁和底部。因此，避免了燃燒室末端的耐火混凝土。燃燒氣體此后在外部對流部分中被冷卻，因為氣體經過兩個管形盤管之間的空間。

 

蒸汽發生器的熱設計確保了相對于加熱器尺寸而言適中的蒸汽量，并且由于高溫而允許無限的熱膨脹。在歐洲，所有蒸汽發生器和蒸汽鍋爐必須根據歐洲法規進行設計和配置，包括歐盟的壓力設備指令PED 2014/68 / EU代碼和蒸汽鍋爐的EN標準。

電加熱-未來的選擇？

 

如今，對 電蒸汽鍋爐的需求不斷增長 。特別是小規格（蒸汽高達250-300 kg / h）非常受歡迎。它們通常具有很高的價格競爭力，并且易于安裝。沒有煙囪，沒有燃料安排-而且非常干凈。如今，由于許多地區的電力越來越多地來自非化石能源，它們被認為具有環保性。但是，由于全球范圍內的電價和稅收仍然很高，因此電的耗電量（kWh）常常非常昂貴。而且，如果必須建立一個全新的更大尺寸的完整電源來獲得所需的蒸汽容量。根據經驗，每千克/小時的蒸汽需要1安培（@ 3 x 400V）。

可選的蒸汽鍋爐/發生器設計

 

除了標準執行方式外，蒸汽發生器鍋爐還可以按以下方式交付：

 

      EX設計中的電加熱

       不銹鋼-與不銹鋼制蒸汽接觸的所有零件。

       高壓設計，適用于高達190 bar / 350°C的特殊應用

       完全滑行安裝， 配有水箱和預處理設備。

       內置于集裝箱中 或拖車上以進行移動操作。

 

 

熱風爐

廢氣蒸汽鍋爐

 

蒸汽不僅可以通過燃油/燃氣燃燒器產生，還可以通過電加熱產生。蒸汽鍋爐也可以設計為所謂的同流換熱器，其利用例如熱煙道氣或廢氣中的大量廢熱。蒸汽蒸發與蒸汽發生器一樣完成，因此提供了快速動作和緊湊的單元。這些被稱為 廢氣燃氣鍋爐（EGSB）或廢氣蒸汽發生器（EGSG）。

 

將蒸汽鍋爐或蒸汽發生器本身的煙氣中的廢熱用于提高鍋爐效率的熱交換器稱為 鍋爐節能器 。它可以用于預熱給水，也可以用于外部目的，包括預熱補充水，生活用水或中央熱水。

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