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蒸汽熱量計量及常用方法

2016-06-13 08:15:53 點擊:
蒸汽質量計量與熱量計量 
  熱力公司向用戶供熱所采用的載熱工質,最常用的有熱水和蒸汽,而熱的結算卻有很大差別,熱水自然而然按熱量計量,而蒸汽幾十年以來卻大多以質量計量,直至目前。

  熱用戶向熱力公司購買蒸汽,為的是要得到蒸汽所包含的熱量,而不是蒸汽本身,當然,有個別用戶是既利用水蒸汽所包含的熱量,又利用水蒸氣本身。例如在合成氨廠的變換流程中,將蒸汽噴入變換爐,在催化劑的作用下,與煤氣(原料)一起進行化學反應,水蒸氣中的氧原子與一氧化碳反應生成二氧化碳,并放出熱量,水蒸氣中的氫原子被脫出來,作為合成工序的原料。在此例中,水蒸氣包含的熱量和水蒸氣本身都得到了利用。

  熱用戶從水蒸氣中獲得熱量的方法大多是通過熱交換器,即水蒸氣從熱交換器的一側通入,其熱量傳遞給被加熱流體后,水蒸氣凝結成水,經疏水器排入凝結水管,然后返回熱力公司。也有的熱負荷不是熱交換器,例如食堂用蒸汽蒸飯,浴室用蒸汽直接加熱洗澡水。
食堂在用蒸汽蒸飯時,通入飯車的蒸汽,部分與被加熱物品接觸后放出熱量,變成凝結水,然后從凝結水出口排出,未被凝結的水蒸氣從飯車上部逸出。

  浴室用蒸汽直接加熱洗澡水,是將蒸汽從微小的噴孔直接噴入水槽,蒸汽放出熱量變成凝結水,凝結水混入被加熱的水中,也變成洗澡水,所以,不存在凝結水返回熱力公司的問題。

  以蒸汽的質量結算熱費是依據水蒸氣的下列性質,即水蒸氣滿足規定的工況指標后,單位質量蒸汽所包含的熱量(即比焓)就等于或大于某一規定值,在這種情況下計出蒸汽的質量也就可換算出蒸汽的熱量。

  盡管人們對這種方法的合理性早有質疑,但由于質量流量測量相對較簡單,而熱量計量方法在模擬式儀表中實現較為困難,因而,質量計量法還是為人們所接受。

  在計算機技術進入流量儀表之后,蒸汽熱量計量和質量計量都變得簡單了,于是人們實現熱量計量的呼聲就變成了具體行動。

  水蒸氣在其發生和輸送過程中,狀態變化難以避免,鍋爐出口或減溫減壓站出口的蒸汽,溫度和壓力總是有一定幅度的變化,于是蒸汽的比焓相應變化。更嚴重的問題是蒸汽經過長距離輸送后,由于沿途損失熱量,蒸汽的品位下降,例如在減壓站出口處,蒸汽的工況為p = 0.9 MPa(A)、t = 280℃,這時的比焓為3012.0 kJ/kg,而到末端用戶處,工況就可能變成p = 0.8 MPa的飽和蒸汽,這時的比焓降為2767.5 kJ/kg。而且這種工況也不是固定不變的,隨著季節的變化,天氣的變化,用戶負荷的變化等,管道中的蒸汽壓力和溫度總是在變化著的。采用質量計量法最吃虧的是末端用戶。

  質量計量方法對供方來說也并不總是合算的。因為供方對用戶承諾的蒸汽品質指標不可能恰到好處。為了確保承諾的指標,供方總是要留有裕度,此裕度對供方來說就意味著利潤的流失。

  改用熱量計量后,計量結果既包含了蒸汽的數量,也包含了蒸汽的品質,上述的幾種不合理現象全被消除,因而體現了計量的公平和公正。
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