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洁净蒸汽与工业蒸汽的不同
杭州瓦特节能工程有限公司 李少鹏
工业蒸汽主要是指普通自备锅炉产生的蒸汽和电厂供应的热网蒸汽。
普通蒸汽锅炉直接加热炉水而产生的蒸汽。工业蒸汽作为热量载体一般用于间接加热或直接接触加热使用,也可以用于加湿使用。普通蒸汽锅炉产生的工业蒸汽基本满足大多数的直接或间接加热要求,相对于其它加热介质或流体,蒸汽是干净、安全、无菌、高效的热媒介。
自备蒸汽锅炉的给水品质会影响蒸汽的品质。我们知道,锅炉内蒸汽在蒸发的同时,不可避免会携带部分炉水进入蒸汽系统,而蒸汽携带的肮脏炉水对蒸汽系统产生一定的破坏和影响。
同时根据美国FDA的规范, 用来作为蒸汽锅炉阻垢的六偏磷酸钠,缓蚀用的氢氧化钠,除氧用水处理药剂是不能用于和食材或食品和食品容器有直接接触的。这对直接接触加热和灭菌是有一定影响的。
蒸汽在输送中,会由于冷凝而产生对碳钢管道的腐蚀,腐蚀物,形成黄水。一旦黄水、杂质被携带至生产工艺中,可能对产品形成影响。
当蒸汽中含有3%以上的冷凝水时,在产品表面的冷凝水对热量传递的阻碍,使得到达产品的实际接触温度会低于设计温度要求。所以通常在蒸汽入口采用瓦特高效汽水分离器会非常有效。
锅炉给水中除氧不彻底,会导致蒸汽中混有空气等不凝性气体,空气等不凝性气体的存在会对蒸汽的温度形成另外的影响,蒸汽系统内的空气未排除或未完全排除,一方面由于空气是热的不良导体,空气的存在会形成冷点,使得附着空气的产品达不到设计温度。
电厂供应的热网蒸汽一般是热电厂发电以后的副产品,首先为了确保发电效率和安全,蒸汽的过热是必不可少的,有时过热度超过100℃。
蒸汽过热度是影响蒸汽加热和灭菌的一个重要因素,经常会被忽略。饱和蒸汽灭菌原理是蒸汽遇冷产品凝结而释放出大量的潜热能,使产品的温度上升。而过热蒸汽,其性质相当于干燥的空气,其本身的传热效率低下;另外一方面,过热蒸汽释放显热而温度下降没有达到饱和点时,不会发生冷凝,此时放出的热量非常小,使得热量传输达不到加热和灭菌要求。此现象在过热3℃以上时即表现明显。蒸汽过热还可导致物品快速老化。
热网蒸汽在远距离输送中,会由于散热冷凝而产生大量冷凝水,冷凝水的存在对碳钢蒸汽管道形成腐蚀,典型的腐蚀后冷凝水呈现黄水或黄褐色污水。这些污染蒸汽会对蒸汽系统产生较大的影响。
热网蒸汽的其它用户在建设、维护、使用过程中,也会有潜在的风险杂质进入蒸汽系统。瓦特蒸汽工程师在实践中,在热网蒸汽中发现过多余的连接材料、没有完全冲洗的管道焊接杂质、甚至一些安装工具、阀门内件和垫片等。
热网蒸汽往往是同时供应多个客户,客户负载的变化会导致管网蒸汽的温度、压力、流量、过热度变化,这些变化有时会影响到蒸汽用户的正常使用。所以常见热网蒸汽问题包含蒸汽黄水污染、蒸汽中各种杂质、压力波动等现象,也包含蒸汽中含有的空气、过热蒸汽、蒸汽潮湿等不容易发现的潜在影响因素。所以洁净蒸汽至少包含给水纯度、蒸汽本身的干度(冷凝水含量)、不凝性气体含量、过热度、合适的蒸汽压力和温度、以及足够的流量。
洁净蒸汽是经过处理的蒸汽,包括超滤蒸汽、水浴蒸汽和汽—汽洁净蒸汽发生器产生的干净的、符合要求的蒸汽。
超净过滤装置滤材采用不锈钢烧结毡(纤维高温烧结)多级过滤蒸汽中的杂质,同时通过汽水分离及时去被污染的冷凝水和溶解在冷凝水中的可溶性固态和气体。超净过滤装置的自动排气阀有效地排除蒸汽中的不凝性气体。
超净过滤装置的过滤精度高达0.5μm,其过滤效率完全符合3-A关于洁净蒸汽过滤的标准,可以有效过滤蒸汽中含有的水垢、铁锈、颗粒等杂质,提高蒸汽质量。
水浴蒸汽装置专为电厂的热网蒸汽设计,热网不干净的蒸汽在RO水中洗澡,在去除污染物的同时,消除过热度,稳定供给压力,将洁净蒸汽发生器、减温器和蓄热器集于一体,实现热网蒸汽的洁净供应,而几乎没有工业蒸汽的衰减和效率下降。
汽—汽洁净蒸汽发生器把RO水经不锈钢板式换热器加热后,以汽水混合物的状态进入汽水分离罐。在汽水分离罐中实现汽水分离后,洁净的干蒸汽由上部出口输出进入用汽设备,未蒸发的水分保留在汽水分离罐内。分离罐中的水位通过自动水位控制器,由进水电动控制阀控制在设定的水位。自动排污检测系统不断检测汽水分离罐中水的盐值,控制盐水的排放。
工业蒸汽在进入板式换热器之前通过气动控制阀,受到洁净蒸汽所需压力的控制,从而调节进入换热器的工业蒸汽的流量,确保产生的洁净蒸汽达到要求的压力和温度,也使得洁净蒸汽发生器的效率得到提高。
瓦特食品级洁净蒸汽发生器具有本质的区别。洁净蒸汽发生器的流程、结构、能耗、控制和文件,与洁净蒸汽品质作为核心要素予以考量。
特别是洁净蒸汽的流量,流量的波动直接导致洁净蒸汽的压力和温度变化,同时洁净蒸汽流量的变化也会很大程度地影响到蒸汽的干度。
洁净蒸汽的洁净度保证不仅在于洁净蒸汽的产生,还包含其洁净输送管道系统设计以及洁净蒸汽加热系统的控制和冷凝水排放方案。所以其初始投资和运行费用、管理和维护成本都有较大幅度的提高。
只有依据蒸汽来源不同,品质不同,蒸汽品质的需求不同,来选择适合的蒸汽等级和蒸汽处理装置。
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