一、閃蒸汽是什么?怎樣產(chǎn)生的?
閃蒸:是指高壓水突然降壓變?yōu)榈蛪汉螅幸徊糠炙畷烧羝Q為閃蒸汽;如果高壓水的溫度低于低壓水的飽和溫度,就不會產(chǎn)生閃蒸汽。
正常有兩個渠道產(chǎn)生閃蒸汽,一是從回收冷凝水的集水罐(包括閃蒸罐)排出來的,二是從對空排放的蒸汽疏水閥后排出來的,因為冷凝水通過疏水閥時,只要前端設(shè)備和管內(nèi)不積水,通常上游溫度都足夠高,肯定高于后端低壓水的溫度,所以都會產(chǎn)生閃蒸汽。但整個過程中,沒有外來的熱量,這些冷凝水是怎樣變成蒸汽的呢?

5barg壓力冷凝水飽和溫度為159℃,具有的能量是671 KJ/kg,通過蒸汽疏水閥后壓力為0 bar g,根據(jù)熱力學第一定律,低壓側(cè)的冷凝水含有的能量與高壓側(cè)的能量必然相同,遵守能量守恒定律。
因此,低壓側(cè)的冷凝水的能量同樣也是671 KJ/kg,但是,0 bar g的水中最多含有419kJ/kg熱量,低壓側(cè)的能量就與高壓側(cè)不平衡,多出671-419 = 252 /kg這樣,對于水來說,就會產(chǎn)生過熱。這些多出來的熱量就會使部分冷凝水沸騰形成閃蒸蒸汽,這個沸騰的過程就叫閃蒸。因此,原來存在于高壓側(cè)冷凝水中的能量現(xiàn)在就存在于低壓側(cè)的水和蒸汽的混合物之中了。
另外舉個例子:

5barg壓力冷凝水,但是溫度只有90℃,屬于不飽和水,具有的能量只有377 KJ/kg,小于大氣壓下飽和水的能量,也就是說,沒有多余的能量去產(chǎn)生閃蒸汽,經(jīng)過疏水閥后僅僅是壓力降低了而已,沒有閃蒸汽。如熱靜力疏水閥后就沒有閃蒸汽。
90℃對應(yīng)的蒸汽壓力為0.7bar,如果低壓側(cè)的壓力低于這個0.7bar的絕對壓力(真空),仍然會產(chǎn)生閃蒸汽。
換句話說,當熱的冷凝水排放到低壓的環(huán)境中,它的熱焓(總熱量)保持不變,但飽和溫度降低(水的氣態(tài)和液態(tài)共存的溫度)。為了保持總熱量不變,部分的水吸收了熱量蒸發(fā)成蒸汽。
二、水汽和閃蒸汽的區(qū)別
水汽:空氣中的小水滴通常是白色的霧氣。換句話說,水汽是漂浮在空氣中的液態(tài)的水。
閃蒸汽:一種無色透明的氣體,由液態(tài)的水通過吸收潛熱轉(zhuǎn)換成氣態(tài)。 與正常蒸汽沒什么區(qū)別。
水汽為何從疏水閥噴出呢?如果冷凝水擁有的熱量比大氣壓下的飽和水的熱量多,一部分從疏水閥排出的冷凝水在進入大氣時將再次轉(zhuǎn)換成蒸汽。 在冷凝水轉(zhuǎn)換成蒸汽(閃蒸汽)的瞬間,在疏水閥出口處,肉眼就可以觀察到蒸發(fā)形成的水汽。盡管因排放溫度的不同水汽的量也不盡相同,但高溫冷凝水排放時總會伴隨著部分水汽。
三、閃蒸汽的計算
hfl,即將水加熱到該溫度所需的能量值(顯熱hf);
hf2,即將水加熱至低壓側(cè)壓力相對應(yīng)的沸點時所需能量值(顯熱hf).hfl-hf2的差值表示把冷凝水轉(zhuǎn)變成一定比例低壓蒸汽,如閃蒸汽時所需的能量;
hfg2,即低壓側(cè)壓力相對應(yīng)的沸水完全變成蒸汽需的能量值(潛熱hfg) (hg=hf+hfg);
高溫冷凝水產(chǎn)生閃蒸汽的質(zhì)量百分比可由下式計算:

閃蒸汽流量可由下式計算:

閃蒸量vs.凝結(jié)水量(以疏水閥前壓力為4barg,冷凝水1000kg/h,后面對大氣排放為例)

閃蒸汽量表
1、公制
一定壓降飽和溫度冷凝水產(chǎn)生閃蒸汽的質(zhì)量百分比
| 一次壓力(barg) | 二次壓力(barg) |
| 0 0.2 0.5 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 | |
| 0.2 | 0.97 |
| 0.5 | 2.21 1.25 |
| 1 | 3.90 2.94 1.71 |
| 2 | 6.38 5.44 4.22 2.54 |
| 4 | 9.88 8.96 7.77 6.13 3.65 |
| 6 | 12.40 11.50 10.33 8.72 6.28 2.70 |
| 8 | 14.44 13.55 12.40 10.81 8.41 4.88 2.23 |
| 10 | 16.12 15.24 14.11 12.53 10.17 6.69 4.06 1.87 |
| 12 | 12.63 16.76 15.63 14.08 11.74 8.30 5.71 3.55 1.70 |
| 14 | 18.95 18.09 16.98 15.44 13.12 9.72 7.16 5.02 3.20 1.52 |
| 16 | 20.15 19.30 18.19 16.67 14.37 11.00 8.47 6.35 4.55 2.89 1.39 |
| 18 | 20.73 19.88 18.78 17.26 14.97 11.62 9.10 6.99 5.20 3.55 2.05 0.68 |
| 21 | 22.76 21.93 20.84 19.35 17.10 13.80 11.32 9.26 7.50 5.88 4.42 3.07 2.41 |
上表中設(shè)定冷凝水的溫度與飽和蒸汽相同。若冷凝水的溫度低于飽和蒸汽的溫度,產(chǎn)生的閃蒸汽量將減少。這種情況下,閃蒸汽的質(zhì)量百分比應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的公式進行計算。