蒸汽鍋爐為什么要按照設(shè)計(jì)壓力工作

高溫高壓的鍋爐水作為能量儲存在鍋爐中，鍋爐越大，儲存的能量越多。事實(shí)上，能量儲存在飽和溫度下的水中，而不是蒸汽中。

在鍋爐的內(nèi)部，蒸汽空間與水空間相比相當(dāng)小。從蒸汽表中也可看到，10bar壓力的蒸汽其比容為0.177m3/kg，而水為0.001m3/kg，即密度為177倍。

當(dāng)鍋爐必須供應(yīng)比它的蒸發(fā)量多的蒸汽時(shí)，鍋爐內(nèi)的壓力將下降。鍋爐中的水在高壓下的飽和狀態(tài)，當(dāng)壓力下降時(shí)，水中的一部分過剩的能量將使部分鍋爐水閃蒸為二次蒸汽。

假定鍋爐壓力為10bar。鍋爐為火管鍋爐，蒸發(fā)量為5,500kg/h，鍋爐內(nèi)的儲存水量約為2,400kg。蒸汽壓力下降至9barg時(shí)，將產(chǎn)生23kg補(bǔ)充蒸汽，注意這并不是23kg/h的蒸汽，而是23kg的蒸汽。壓力由10bar降至9bar的過程可能只有幾秒鐘。例如，假定壓降在10秒鐘內(nèi)完成，則相當(dāng)于蒸汽流量為8,280kg/h。壓力下降，蒸汽體積增大，必須以更高的速度離開鍋爐的水面。速度的增大與比容的變化成比例。

壓力的變化與比容并非成線性。壓力越低，變化越快。例如，壓力從10bar變至9bar時(shí)，比容變化為11％，但壓力從4bar變至3bar時(shí)，比容變化為23％。

這一點(diǎn)很重要。隨著蒸汽速度越來越高，水滴與蒸汽分離的時(shí)間也越少，引起鍋爐中出來的蒸汽越濕。最后當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界點(diǎn)時(shí)，水和蒸汽一起進(jìn)入蒸汽管道中，這就是汽水共騰，對設(shè)備將造成損壞。

? 鍋爐廠商在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)采用的是同一邏輯，因而很少會有鍋爐設(shè)計(jì)運(yùn)行在7bar以下。因?yàn)樵谶@一壓力下，蒸汽的壓力與比容曲線變得很陡。但有時(shí)，鍋爐必須在低壓下運(yùn)行，此時(shí)必須意識到兩點(diǎn)：

? 鍋爐的蒸發(fā)量低于額定量

? 必須盡可能避免鍋爐負(fù)荷的突然變化，因?yàn)榇藭r(shí)在鍋爐的運(yùn)行壓力與汽水共騰點(diǎn)間僅有很小的余地。