二次蒸汽（水的相变过程）

简介

二次蒸汽是指水的一种相变过程，具体如下所述：

对于一定压力（或温度）的饱和水，压力降低后部分饱和水汽化生成二次蒸汽。对于某压力和温度下的未饱和水而言，当压力降低至其对应的饱和温度低于降压前的温度时，也会有部分水汽化生成二次蒸汽。对于同一状态的凝结水而言，随着闪蒸压力的下降，生成二次蒸汽的比例会随之提高。

蒸汽在用热设备之中转变为凝结水之后，往往是通过疏水阀排出，再依靠凝结水自身的压力通向冷凝水回收泵或闪蒸罐等处。这一路为了克服管路的沿途阻力或者提升高度等等，都会使凝结水的压力降低，且造成部分凝结水闪蒸。注意，冷凝水管线之中往往是汽液两相流的，而且由于蒸汽的比容大，闪蒸汽所占体积远远大于冷凝水所占体积。

在凝结水经过回收管线进到闪蒸罐后，因闪蒸罐内空间的突然增大使得凝结水压力瞬时降低，产生大量的二次蒸汽。这些二次蒸汽可以回收利用，达到节能效果。

如果凝结水管道泄漏或者凝结水直接外排，就会产生常压的二次蒸汽。由于压差相对较高，二次蒸汽的产生比例也较高，这就是我们经常在现场看到的大量“白烟”现象，既浪费能源，又影响环境。

根据质量守恒和能量守恒得出：h11*（q21+q22）=q21*h21+q22*h2；

解得二次蒸汽产生比例µ=[q22 /(q21+q22)]*100%=[(h11-h21）/(h2-h21)]*100%

=[(h11-h21)/h22]*100%

其中：

q21—闪蒸后的凝结水质量，kg/h；

q22—二次蒸汽质量，kg/h；

h11—凝结水在压力为P1时的饱和水焓值，即降压前凝结水的显热，kJ/kg；

h21—压力降到P2时饱和水焓值，即降压后凝结水的显热，kJ/kg；

h22—压力降到P2时凝结水的蒸发热，即降压后蒸汽的潜热，kJ/kg；

h2—压力降到P2（闪蒸压力）时二次蒸汽的饱和汽焓值，即降压后蒸汽的全热，kJ/kg。

应用

某厂用汽设备所用的高压蒸汽，只是汽化潜热得到了利用，利用率仅为70%左右，剩余20%左右为凝结的饱和水(简称凝结水).这些凝结水所携带的热量，则从用汽设备的尾部经疏水器疏水后，通过管道进人凝结水箱。目前，对凝结水回收所采用的系统，效率较低。因此，如何提高蒸汽供热系统凝结水的回收率，是节约能源、保护环境的重要途径之一至低压供热系统。

煮沸过程产生二次蒸汽的热量用水置换回收并贮存于储能罐中，将储能罐水温由78℃升温至97℃,再将储能罐中的热水用饱和蒸汽加热至103℃以上，用此热水去预热麦汁至97℃以上，进如煮沸锅能迅速达到沸腾状态。这样既节省了蒸汽消耗，又缩短了麦汁在锅内升温时间，缩短煮沸锅的周转时间。采用二次蒸汽回收系统既减少了对周围环境的污染，又将二次蒸汽的绝大部分能量回收，大大节约了糖化车间的蒸汽消耗，在充分利用二次蒸汽的情况下所耗蒸汽量仅为传统煮沸的三分之一左右。事实上煮沸二次蒸汽回收的热能会大于麦汁预热所需的热能，此部分多余热能可以再利用起来去制备热水供发酵及灌装使用，达到将热能尽量回收的目的。