Waarom moet oververhitte stoom worden gereduceerd tot verzadigde stoom?

01. Verzadigde stoom
Wanneer water onder een bepaalde druk tot koken wordt verhit, begint het te verdampen en verandert het geleidelijk in stoom. Op dat moment is de stoomtemperatuur de verzadigingstemperatuur, wat "verzadigde stoom" wordt genoemd. De ideale verzadigde stoomtoestand verwijst naar de een-op-eenverhouding tussen temperatuur, druk en stoomdichtheid.

02. Oververhitte stoom
Wanneer de verzadigde stoom verder wordt verhit en de temperatuur stijgt en de verzadigingstemperatuur onder deze druk overschrijdt, wordt de stoom "oververhitte stoom" met een zekere mate van oververhitting. Op dit moment zijn druk, temperatuur en dichtheid niet één-op-één met elkaar in overeenstemming. Als de meting nog steeds gebaseerd is op verzadigde stoom, zal de fout groter zijn.

In de daadwerkelijke productie zullen de meeste gebruikers kiezen voor thermische centrales voor centrale verwarming. De oververhitte stoom die door de centrale wordt geproduceerd, heeft een hoge temperatuur en hoge druk. Deze moet door het desuperheating- en drukverlagingsstationsysteem stromen om de oververhitte stoom om te zetten in verzadigde stoom voordat deze naar de centrale wordt getransporteerd. Voor gebruikers kan oververhitte stoom de meest bruikbare latente warmte pas vrijgeven wanneer deze wordt afgekoeld tot een verzadigde toestand.

Nadat oververhitte stoom over een lange afstand is getransporteerd, verandert de werkconditie (temperatuur en druk). Als de mate van oververhitting niet hoog is, daalt de temperatuur door warmteverlies. Hierdoor kan de stoom van een oververhitte toestand naar een verzadigde of oververzadigde toestand overgaan en vervolgens transformeren tot verzadigde stoom.

Waarom moet oververhitte stoom worden gereduceerd tot verzadigde stoom?
1.Oververhitte stoom moet worden afgekoeld tot de verzadigingstemperatuur voordat de verdampingsenthalpie kan worden vrijgegeven. De warmte die vrijkomt bij het afkoelen tot de verzadigingstemperatuur van oververhitte stoom is zeer gering vergeleken met de verdampingsenthalpie. Als de oververhitting van de stoom gering is, is dit deel van de warmte relatief gemakkelijk af te geven, maar als de oververhitting groot is, zal de afkoeltijd relatief lang zijn en kan slechts een klein deel van de warmte in die tijd worden vrijgegeven. Vergeleken met de verdampingsenthalpie van verzadigde stoom is de warmte die vrijkomt bij afkoeling tot de verzadigingstemperatuur van oververhitte stoom zeer gering, wat de prestaties van productieapparatuur zal verminderen.

2.In tegenstelling tot verzadigde stoom is de temperatuur van oververhitte stoom niet precies bekend. Oververhitte stoom moet worden afgekoeld voordat het warmte kan afgeven, terwijl verzadigde stoom alleen warmte afgeeft via faseverandering. Wanneer hete stoom warmte afgeeft, ontstaat er een temperatuurgradiënt in de warmtewisselaar. Het belangrijkste in de productie is de stabiliteit van de stoomtemperatuur. Stoomstabiliteit is bevorderlijk voor de verwarmingsregeling, omdat warmteoverdracht voornamelijk afhangt van het temperatuurverschil tussen stoom en temperatuur. De temperatuur van oververhitte stoom is moeilijk te stabiliseren, wat niet bevorderlijk is voor de verwarmingsregeling.

3.Hoewel de temperatuur van oververhitte stoom onder dezelfde druk altijd hoger is dan die van verzadigde stoom, is de warmteoverdrachtscapaciteit ervan veel lager dan die van verzadigde stoom. Daardoor is de efficiëntie van oververhitte stoom tijdens warmteoverdracht bij dezelfde druk veel lager dan die van verzadigde stoom.

Tijdens de werking van de apparatuur wegen de voordelen van het omzetten van oververhitte stoom in verzadigde stoom via de desuperheater daarom op tegen de nadelen. De voordelen kunnen als volgt worden samengevat:

De warmteoverdrachtscoëfficiënt van verzadigde stoom is hoog. Tijdens het condensatieproces is de warmteoverdrachtscoëfficiënt hoger dan de warmteoverdrachtscoëfficiënt van oververhitte stoom via "oververhitting-warmteoverdracht-koeling-verzadiging-condensatie".

Door de lage temperatuur biedt verzadigde stoom ook veel voordelen voor de werking van apparatuur. Het bespaart stoom en is zeer gunstig voor het verminderen van het stoomverbruik. Verzadigde stoom wordt over het algemeen gebruikt voor warmtewisseling in de chemische productie.