蒸汽小流量下减温减压器的实验研究

2022-11-11

1. 前言

减温减压器的主要作用是调节压力和温度。目前工作中应用的比较广泛, 在轮船以及汽车行业中, 蒸汽排放的装置得到了比较广泛的应用, 这是系统安全运行的重要保障。对于负载和安全的排放起到了至关重要的作用。传统的减温减压装置的工作范围较小, 但是蒸汽小流量是生活中常见的一种状态, 文章就对此状态下减温和减压的实验规律进行了探索。分析此状态下装置的工作状态。

2. 实验装置

2.1 工作原理

装置的主要组成部分包括了保护装置, 给水系统和蒸汽管道等, 同时也包括了热控装置对其进行调节。[1]

本实验装置的最大亮点就在于可以将减压阀和喷水的装置很好的结合在一起, 降温和降压是同时在同一结构内进行的。

压力变送器的调节是整个调节的核心所在, 最基本的原理是通过对通道面积大小的改变来达到节流减压的作用和目的。

装置的上方一般会配备有2个网罩, 起到一个减低温度同时又增强雾化的作用, 温度降低的水会通过装置内部的机械雾化的装置喷出。在途径水蒸气后, 利用对流换热的作用, 会从水蒸气中吸取热量, 经历过这一过程之后, 蒸汽的温度就会逐渐降低, 降温的目的就此达到了。[2]

在降温的一些操作过程中, 系统内部压力的大小, 往往是和气体的单位流量以及气体的气流密度有着密切相关的联系的, 当流量基本一致的时候, 减压阀的开口越大时, 流速就会越大, 单位时间内的流量也就会越大。

2.2 试验系统以及测量的过程

实验中的气流来源于气锅, 蒸汽的流量是利用截止阀进行控制的。同时, 气压阀的作用主要在于将减温减压器的蒸汽压力控制在可控的范围之内, 常规是1MPa左右, 这种状态下, 装置往往是可以较安全得进行下去的。[3]

在经过降温减压的装置处理之后, 系统所排出的气体往往可以直接被排入大气中, 往往是处于一种饱和或者基本饱和的状态。在整个系统运行的过程中, 我们对八个关键点进行了较为系统的检测, 其中检测的数据主要包括了系统气体的压力, 温度和流量, 以及内部液体的压力, 温度和流量。

3. 实验结果分析

为了更好得对实验数据进行统计并合理分析整理, 我们将降低和降压的过程进行了一个合理的分开处理。[4]

3.1 减温过程实验

在减温的过程中, 利用实验设备对水的温度进行合理调节, 在水阀的控制之下, 保证水可以和蒸汽有效的结合, 同时观察蒸汽的温度变化曲线, 并做好实验的记录。在此过程之中, 蒸汽的流量基本维持在1000kg/h不变, 此时的蒸汽压力基本为0.123MPa (所对应的饱和温度基本为99.5℃) , 这是一个较为复杂和繁琐的过程, 所以只对水的流量大小和水的温度变化做出分析和对比, 在本次试验中, 实验的采样间隔时间为200ms.

通过实验可以发现, 水的温度在一秒内迅速上升到1L/s, 在这之后基本处于一个稳定的状态, 不会再出现一系列的波动。蒸汽的初始温度基本为140摄氏度, 在此之后的三秒左右的时间内, 温度基本会维持在一百摄氏度左右整个过程基本是维持三秒, 时间很短但是效果十分显著。侧面也反映出雾化的效果十分好, 传热的效果达到要求。[5]

经过理论温度150.12℃, 但是水蒸汽温度测量在出口之前是140摄氏度, 这是蒸汽和其环境的建立结果发生装置和热交换之间的一部分热量造成的, 蒸汽温度低于理论值。同时, 在实验室中发现, 当出口后, 水在0.121mpa降低蒸汽压力, 出口热水喷淋不受蒸汽压力的影响。经过试验也可以发行, 汽温差与水的比较具有延时的过程, 因为这是温度上升缓慢造成的。与温度和压力阀之间的一定距离的减小, 而仪器是装置的响应。在仪器的测量中, 没有蒸汽的产生, 所以可能会产生喷水过多的情况, 从而影响到实际的试验效果。[6]

3.2 减压过程实验

在实验前, 利用相关设备测得控制表附近的出口蒸汽压力值0.133MPa。随着试验的逐步进行, 蒸汽的压力值在0.125MPa至0.115MPa的范围内波动, 基本在0.123MPa左右, 一般不会出现过大的波动范围, 稳定性还是比较有保障的, 这是因为设备可以进行自我的调节和控制的过程, 根据流量与压力的变化可以做成一个自我的调节实现。在实验中, 通过在炎热的台上的仪器盘, 能够清楚地观察阀门的打开度的变化。0~10秒, 蒸汽流量增加, 进出口的蒸汽压的差距加大, 那个时候阀门开度同期化。10至25秒, 进出口蒸汽压差持平蒸汽流量减少, 阀门开度又小, 25至40秒, 进出口蒸汽压差持平, 蒸汽流量增加, 同时增加阀门开度。可以发现证明实验结果是正确的.

4. 实验发现

通过对实验的数据进行处理和分析, 可以发现一下几点结论, 首先蒸汽流量较小的时候, 减温减压器依然处于一个较为稳定的工作状态, 可以起到原有的工作效果, 也有自我调节的功效;和一些其他的系统比较, 该系统的蒸汽流量、温度和压力都偏低, 但是变化的规律和趋势基本是符合研究标准的;这套设备使用过程没有太多复杂的操作, 比较简单方便, 调节过后可以对压力和温度进行一个简单的控制和调度, 反应也比较迅速, 可以较好的利用在现代的生产工业中。

5. 结束语

文章介绍了减温减压器的工作原理, 同时对在小流量蒸汽的工作情况过程中进行了一个合理的分析和研究。实验发现, 在蒸汽小流量的情况下, 蒸汽收到减温减压器的效果是比较显著的, 可以保持较好的工作状态。传统的减温减压装置的工作范围较小, 但是蒸汽小流量是生活中常见的一种状态, 文章就对此状态下减温和减压的实验规律进行了探索。分析此状态下装置的工作状态, 希望可以给广大同行的设计提供一些参考依据。

摘要：文章介绍了减温减压器的工作原理, 同时对在小流量蒸汽的工作情况过程中进行了一个合理的分析和研究。实验发现, 在蒸汽小流量的情况下, 蒸汽收到减温减压器的效果是比较显著的, 可以保持较好的工作状态, 从而获得我们所需要的参数值, 希望可以为我国蒸汽排放的同行提供一些参考经验。

关键词：小流量,减压,排放装置,研究