正文课件第八章换热与蓄热装置.ppt

对于固-液相变储热，储热物质在热力学和化学方面应主要具有下列性质： ①具有合适的熔点温度。②有较大的熔解热。③密度大。④稳定性好。⑤腐蚀性没有或很小。 从储热的温度范围可将储热物质分为高温（120~850℃）和中低温（0~120℃）两种。目前，使用最多的是低温用的无机水合盐类和石蜡等有机物。 （三）热化学法储存 可分为三种：化学反应蓄热、浓度差蓄热及化学结构变化蓄热。 化学反应蓄热是指利用可逆化学反应的结合热储存热能。这些反应有气相催化反应、气固反应、气液反应、液液反应等等。 用于蓄热的化学反应必须满足下列条件：在放热温度附近的反应热大；反应系数对温度敏感；反应速度快；反应剂稳定；对容器的腐蚀性小等。 化学反应热是储存在物质内部的化学能，通过化学反应以热的形式释放出的能量。化学反应热通常在恒压下测定，则反应热就等于反应焓，即 反应热△H﹦生成物焓之和－反应物焓之和 可见，如果△H是正值，则为吸热反应。反之，为放热反应。 例如，己醇CH3OH的热分解储存热能反应为气/气的催化反应（温度420K） CH3OH （气） 2H2（气）+CO（气） △H﹦92.1kJ/mol 己醇CH3OH储存和利用热能的过程为： 先生成气态的H2和CO 再储存或输送到反应器中 H2和CO重新化合成气态CH3OH并放出热量 产生的高温蒸气可用于发电等。 潜热储存最具有实际发展前途，也是目前研究和应用最多、最重要的储能方法。 热化学法储存具有储能密度高的优点。但系统很复杂，价格也高。 8.4 蓄热技术的应用及蓄热器热设计 8.4.1 蓄热技术的应用 主要有以下几方面： 1、工业热能储存。 2、太阳能热储存。对于太阳能供热、制冷、供电等系统，必须要储能。 3、电力调峰及电热余热储存。 4、交通及武器装备等许多特殊场合。 5、在太空中的应用。 今以蒸汽蓄热系统为列作一说明。 为了使蒸汽的供求关系能基本保持平衡，对负荷较大的系统，应设置（蒸汽）蓄热器，建立蒸汽蓄热系统。 蒸汽蓄热器是蓄积热量的压力容器。它是以水为载热体间接储蓄蒸汽的蓄热装置。 图8-16为常见的卧式蒸汽蓄热器的结构，在该图中它与锅炉并联。这是一种压力并非恒定的蓄热器，称为变压式蓄热器。蓄热器的最高压力和最低压力之差决定了蓄热器的蓄热容量。 蓄热器的使用能使锅炉的产汽量与使用侧的负荷变化无关，锅炉能按平均负荷运行，燃烧稳定，实现经济运行。 1-锅炉； 2-高压分汽缸； 3-高压侧自动控制阀； 4-低压侧控制阀； 5-低 分汽缸； 6-蓄热本体； 7-汽水分离器； 8-炉水循环套管； 9-蒸汽喷嘴；10-水位计； 11-压力计； 12-保温层罩壳； 13-保温层 图8-16 卧式蒸汽蓄热器结构 图8-17 是两种实用的蓄热器供汽系统。它的特点是有高、低压蒸汽两类用户。蓄热器连接在高、低压蒸汽母管之间。 其中（a）是高压蒸汽负荷稳定，而低压蒸汽负荷有变动。 系统（b）是高压蒸汽负荷有波动，而低压蒸汽负荷无变化。 不论那个系统，蓄热器依靠热量的储存和释放起到调节负荷平衡的作用。 (a) 高压负荷稳定； (b) 低压负荷稳定 A－稳定热流； B－波动热流 1－锅炉； 2－高压管路； 3－充蓄调节器； 4－稳定负荷热用户； 5－减压调节器； 6－蓄热器； 7－被动负荷； 8－低压管路； 9－溢流调节阀 图8-17 蓄热器供汽系统 插图8—8 8.4.2 蒸汽蓄热器的热设计计算 蒸汽蓄热器的热设计计算主要是根据供热系统的蒸汽产出情况，正确计算蒸汽蓄热器的单位容积蓄热量q及蓄热器容积V这两个参数值，从而选定合适的蓄热器。 （一） 储热量的确定 蒸汽蓄热器容积的的大小决定于用于平衡 负荷波动所必须的储热量。 储热量的确定（即储汽量的计算）有三种方法： ⑴近似全日积分曲线法 当蒸汽蓄热器用于平衡锅炉蒸发量和连续的波动负荷时，可用积分曲线法来确定储汽量。 图8-18(a)是以一昼夜为一个周期的平均负荷 kg/h为基准的全日负荷曲线。 图8-18(b)为由(a)得到的近似全日积分曲线。在［0，t］一昼夜时间周期内蓄热器应有的储汽量（即储热量） ，它为曲线上的最高点和最低点间的绝对差值，即