所有蒸汽:蒸汽的多种类型和用途

你有没有想过，你厨房里的高压锅怎么能比得上一个巨人锅炉在发电厂?两者都有相似之处，因为它们都是通过加热水产生蒸汽的。

当水从液态变为气态时就产生了蒸汽。换句话说，蒸汽是气态的水。蒸汽通常被描述为沸腾的水产生的薄雾。Steam也用来描述能量或势头，当我们说股票市场已经失去了动力。

虽然蒸汽易于识别和理解从茶壶发出时，但在使用时需要考虑许多重要方面过程蒸汽系统为工业用途。

蒸汽质量和纯度

蒸汽的纯度考虑了污染物以蒸汽、液体或固体形式存在的。另一方面，蒸汽质量通常考虑蒸汽中存在的水分（水颗粒）。98％的质量蒸汽意味着它存在百分之两种水分．蒸汽中水分过多可能是由于故障造成的蒸汽疏水阀，锅炉水的携带，或穷人绝缘在导致过量的蒸汽管上冷凝．在灭菌应用中，含有过量水分的蒸汽不具有对设备进行灭菌所需的热量。在涡轮应用中，液滴冷凝会导致涡轮叶片的腐蚀，导致耐久性和可靠性差。(相关阅读:打击cav腐蚀和侵蚀腐蚀)。

蒸汽纯度要求可能说明最大允许的水分含量或可能指定各种化学杂质的浓度限制．正常建筑物加热系统和低压工艺需要蒸汽耗电水分含量而对于发电厂的蒸汽涡轮机来说，铜、铁、硅、钾、钠的最大限度总溶解固体(TDS)也是经常规定的。

蒸汽的类型

下面几节将讨论几种不同类型的蒸汽。

不饱和蒸汽或湿蒸汽

当我们使用“蒸汽”这个词时，我们通常指的是湿蒸汽或不饱和蒸汽．锅炉通常提供95%至97%质量的蒸汽，换句话说，含有高达5%的水分。为了将水滴从蒸汽中分离出来，一种叫做分隔符(例如，疏水阀)在系统中。

饱和蒸汽或干蒸汽

饱和蒸汽(也称为干蒸汽）被定义为t在一定的压力和温度下，水的液态和气态同时发生而产生的蒸汽。饱和蒸汽是蒸汽生产速率等于沸水蒸发速率的点。

当水被加热时，质量的温度增加，直到它到达沸腾温度对于现有的压力。加热的任何进一步增加都会导致蒸汽的形成，而温度不会上升，因为现在提供的任何热能都被用作蒸发潜热．我们的眼睛不能看到饱和的蒸汽，因为它没有水滴。饱和蒸汽在正常大气压下发生在约100℃（212°F）。大多数加热应用将饱和蒸汽指定为要求。

过热蒸汽

过热蒸汽在恒压下，持续加热饱和蒸汽或不饱和蒸汽，直至其温度高于饱和蒸汽，通常在200°C至800°C(392°F至1472°F)之间。在相同压力下，这种蒸汽比饱和蒸汽储存更多的热量。过热蒸汽主要用于涡轮机驱动应用，而饱和蒸汽是加热和灭菌应用的首选。

通过使用过热的蒸汽，叶片的风险侵蚀破坏由于蒸汽不会因叶片上的冷凝而产生水滴，因此汽轮机驱动装置的腐蚀破坏被最小化。(相关阅读:水泵，阀门，叶轮和配件的防腐)。然而，设备必须由更坚固的材料制成，因为它们必须承受过热蒸汽的更高温度。

超临界流体的蒸汽

当在高温下对蒸汽施加临界压力时，分子聚集在一起，使蒸汽成为超临界流体，类似于水，但保留气体的主要特征。换句话说，它既不是气体也不是液体。这种超临界流体是在现代发电厂采用的，因为卓越的热效率和较低的CO₂排放。

应用蒸汽

蒸汽在家庭和工业设施中有各种各样的应用。蒸汽的一些主要用途包括:

电力发电机

在美国，大多数（近85％）所产生的电力由蒸汽驱动的涡轮发电机组产生。事实上，全世界的大部分电力是通过使用蒸汽产生的。过热的蒸汽和超临界流体蒸汽均在电力部门中使用。

除了驱动汽轮机，蒸汽还用于驱动大型涡轮压缩机、涡轮泵和空气和气体压缩机在这个行业。

在热电厂中，蒸汽被用来驱动汽轮发电机组和取暖。

雾化的燃油

雾化基本上是将固体和液体燃料破碎为非常小的颗粒的过程。这是通过实现更有效的燃烧来实现更高的燃料经济性。

在锅炉该系统以燃油为燃料，注入蒸汽分解重物粘性燃料油变成非常微小的液滴，以确保更有效的燃烧。

除了改善燃烧，雾化还减少了空气污染。

干燥的产品

干燥的蒸汽用于去除一些工业产品的水分。虽然有些工厂使用热空气来达到这个目的，但蒸汽干燥更安全、更经济．

加湿

在工业工厂、实验室、医院、家庭和办公室，保持湿度在要求的范围内是HVAC服务提供商的一个关键问题。一个过低湿度水平有助于人们的健康风险和材料和设备损坏。具有蒸汽加湿器的HVAC线圈用于湿度和温度控制。当在较冷的季节加热冷空气时，湿度进一步降低，因此将蒸汽注入加热的空气中以增加空气管道内的湿度。

灭菌

医院使用正压饱和蒸汽对器具和包装物品进行消毒。蒸汽冷凝时释放的热量根据蒸汽的温度和压力在规定的时间内杀死微生物。但是，只有那些没有被热损坏的物品可以用蒸汽消毒．

蒸汽灭菌或高压灭菌具有简单性和几乎零的优点毒性．手术设备，牙科仪器和纺织品是饱和蒸汽灭菌的一些物品。

清洁

蒸汽是一种方便的介质，可以用来清洁简单和复杂的表面，而这些表面是用其他方法无法轻易清洁的。例如，在燃烧煤和油的锅炉中，炉壁不断积聚烟尘，导致性能欠佳。通过吹灰器喷嘴提供的蒸汽用于吹除和清除这种难以清除的烟灰矿渣沉积在墙上的表面。

加热加热

在温度超过100°C的正压下，蒸汽被产生并分配到各种设备中进行加热。化学加工、炼油厂和食品生产商是一些需要蒸汽加热的行业。大多数人更喜欢饱和蒸汽。

保湿

在一些过程中，蒸汽提供热量和控制的水分。例如，在纸浆和造纸厂中，蒸汽为纸张提供水分，使得它可以在没有被撕裂的情况下移动辊。

结论

蒸汽可分为饱和、不饱和、过热或超临界流体蒸汽。它在全球被用来发电，为现代经济提供动力。它还用于从工艺工业到个人家庭的一切供暖，以及其他应用，如灭菌和加湿。