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蒸汽的绝热节流与应用探讨

2021-11-04沈粹卿曹伟伟

硫酸工业 2021年7期

沈粹卿,曹伟伟

(江苏中建致远工程技术有限公司,江苏扬州225115)

目前余热锅炉已经在硫酸行业普遍应用,所产蒸汽有饱和蒸汽和过热蒸汽两种,蒸汽压力均为中压。饱和蒸汽一般在减压后供化工装置使用,过热蒸汽一般用于驱动汽轮机带动发电机或工业机泵。中压蒸汽一般在减压后供至压力低于1.0 MPa的低压蒸汽管网。过热蒸汽在遇到设备停用而锅炉继续运行时,要通过减温减压后供至低压蒸汽管网,因此蒸汽绝热节流过程是常见的生产过程。

1 绝热节流过程原理分析

气体在管道的流动过程中,由于受到局部阻力(如减压阀等)而压力下降,而气体与外界并没有热交换,这种现象称为绝热节流,简称为节流[1]。

气体节流截面示意见图1。

图1 气体节流截面示意

气体在接近孔口时截面积突然缩小,流速迅速增加。经过孔口之后,截面积又逐渐扩大,流速又渐渐减低。由于各截面上的焓与动能总值不变,即是定值,故气体的焓值在接近孔口时将减小,而流过孔口后又逐渐增加。因为有强烈的扰动,气体状态是极不平衡的,不能用热力学方法加以分析。但在距孔口较远的地方,如图1截面1-1和2-2,气体的状态是平衡的,对此两截面用绝热流动的能量守恒式表示,可得:

式中:i——气体的焓;

C——气体流速;

g——重力加速度;

A——热功当量系数。

在工业生产情况下,C1与C2的差别不大,与i和i相比极小,可忽略不计,于12是就得到式(2):

这表明在经过节流之后,气体的焓仍回到原值,这为后续讨论奠定了基础。……

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