脱过热

过热蒸汽是指温度高于蒸汽压力饱和温度的蒸汽。例如，蒸汽在3bar g压力下的饱和温度为143.762℃。如果进一步的热量被添加到蒸汽中，并且压力保持在3巴克，它就会变得过热。额外的热量会产生蒸汽:

• 高于饱和温度。
• 含有比饱和蒸汽更多的能量。
• 具有比饱和蒸汽更大的比体积。

这三个属性之间的关系良好记录，并且可以在与蒸汽热力学性质有关的大多数文本中找到。

超热蒸汽主要用于发电厂作为涡轮机的驱动力。

对兰金气体循环的回顾将证明，对于驱动涡轮机来说，过热蒸汽比饱和蒸汽更具有热效率。

过热蒸汽具有进一步的重要优势：

• 湿蒸汽在涡轮内部会导致水滴和涡轮叶片的侵蚀，以及增加摩擦。
• 可以使用更高的管道速度(高达100米/秒)。这意味着可以使用较小的分配管道(只要压降不过大)。
• 对于连续运行的电站，过热蒸汽意味着管道中没有凝结，因此，在启动过程中只需要集汽。

过热蒸汽的使用具有许多缺点：

虽然过热蒸汽含有大量的热能，但这种能量有三种形式;水的焓，蒸发焓（潜热）和超热焓。能量的大部分是蒸发的焓，并且过热中的能量代表较小的比例。

例如，在10巴和300°C下取得过热蒸汽，然后：
水焓= 763 kj / kg
蒸发焓= 2 015 kJ/kg
超热焓= 274 kJ / kg

• 采用过热蒸汽作为加热介质时，传热系数变化大，低，难以准确量化。这使得传热设备的精确尺寸和控制变得困难，也将导致更大和更昂贵的热交换器。

一旦过热的蒸汽冷却到饱和温度，传热系数急剧增加，蒸汽冷凝回水的温度是恒定的。这极大地帮助了传热设备的精确尺寸和控制。

与饱和蒸汽相关的高传热系数的存在导致了比那些使用过热蒸汽的更小和更便宜的热交换器。

• 有些过程(例如，蒸馏塔)在提供过热蒸汽时效率较低。
• 过热蒸汽的较高温度可能意味着更高的额定值，因此需要更昂贵的设备。
• 过热蒸汽温度过高，可能会损坏敏感设备。

这些缺点意味着过热蒸汽通常不适合用于热加工应用。然而，有些地方的过热蒸汽被用来发电，在发电周期的某个点对这些蒸汽进行降温是有经济意义的，然后将其用于工艺应用。(有关过热蒸汽的更多信息，请参阅模块2.3)。
也有大量废物被用作锅炉燃料的地方。如果废弃物的数量足够大，就可以产生过热蒸汽来发电。
这种类型的植物的实例可以在造纸和糖精炼行业中找到。
在具有过热蒸汽的植物中可用于工艺用途，将过热蒸汽分布到工厂的远程点，因为这将确保蒸汽保持干燥。
如果产生点和使用点之间有很长的管道，这就变得很重要。

基本的蒸汽desuperheating.

减过热是将过热蒸汽恢复到饱和状态或降低过热温度的过程。大多数用于恢复饱和状态的减热器产生的放电温度接近饱和(通常为饱和温度的最小值3°C以内)。放电温度超过饱和3°C的设计也是可能的，并且经常使用。

基本上有两大类减温器:

• 间接接触式 - 用于冷却过热蒸汽的介质不会与其直接接触。冷却器液体或气体可以用作冷却介质，例如围绕空气。这种DESUPERER的实例是壳和管热交换器。

这里，过热的蒸汽被供应到热交换器的一侧，并且将冷却器介质供应到另一侧。随着过热的蒸汽通过热交换器，热量从蒸汽中丢失，并通过冷却介质获得。

减温蒸汽的温度可以通过进口过热蒸汽压力或冷却水流量来控制。对此目的的过热蒸汽流量控制通常是不实际的，大多数系统都是调节冷却介质的流量。

• 直接接触型-用于冷却过热蒸汽的介质直接与蒸汽接触。在大多数情况下，冷却介质与要减热的蒸汽相同，但处于液态。例如，在蒸汽减热器的情况下，用水。一个典型的直接接触减过热站如图15.1.3所示。

当减温器运行时，通过减温器内的混合装置，将一定量的水添加到过热蒸汽中。当它进入减温器时，冷却水通过吸收过热蒸汽的热量而蒸发。因此，蒸汽的温度降低了。
加水量的控制通常是通过测量减温器下游蒸汽的温度来实现的。减过热蒸汽的设定温度通常比饱和时高出3°C。因此，在这种安排下，过热蒸汽的进口压力应保持恒定。

Desuperheating计算

添加的水量必须足以将蒸汽冷却到所需的温度;如果水太少，蒸汽就会冷却不够，而过多的湿饱和蒸汽就会产生，需要通过分离器进行干燥。
使用等式15.1.1，基于能量守恒，可以轻松快速地确定冷却液的要求：

例15.1.1

确定下表中的条件所需的冷却水流量：

解决方案:

可以从硬拷贝蒸汽表中获得或内插必要的信息;相关提取物如表15.1.1和表15.1.2所示。或者，可以使用Spirax Sarco在线蒸汽表。

因此，满足式15.1.1所需的信息为:
m_dot - body text.jpgs =过热蒸汽质量流量= 10 000 kg/h
hs =过热度(从蒸汽表300°C在10 bar a) = 3 052 kJ/kg
HCW =冷却液的焓= 4.2 kJ / kg°C x 150°C = 630 kJ / kg
确定减热条件下的焓，hd:
从蒸汽表，10巴A的饱和温度（TS）为180°C，因此在所需的脱气状态下，温度将是：
TS + 5°C = 185°C

在10bar a和饱和温度下的蒸汽焓和10bar a和200°C下的蒸汽焓之间的插值:
10巴A，Ts（饱和蒸汽表）= 2 778 kj / kg
在10bar a, 200°C(过热蒸汽表)下的焓= 2 829 kJ/kg
在10巴和185°C时插入焓：

最后，应用公式15.1.1:

注意，减温蒸汽的供应速率为:10 000 + 1 208 kg/h = 11 208 kg/h
以速度提供：
如果减热蒸汽要求为10 000 kg/h，初始过热蒸汽流量可以用简单的比例法确定: