过热蒸汽与饱和蒸汽的区别

蒸汽发生器是以生产好的蒸汽为目的的热能设备，因此提供饱和蒸汽和过热蒸汽两种加工产生的蒸汽。过热蒸汽与饱和蒸汽的区别在于它们的热力学状态。

饱和蒸汽是指在一定压力下，液体与气体同时存在于一个平衡状态。在这种状态下，液体会不断蒸发，而气体则会不断凝结，直到两者达到一个动态平衡。此时，蒸汽的温度和压力是固定的，称为饱和温度和饱和压力。平衡初期的蒸汽是湿饱和蒸汽，继续加热至饱和水中的水分完全蒸发后会形成干饱和蒸汽，蒸汽从湿饱和到干饱和的过程中温度是不增加的（即湿饱和到干饱和过程中温度保持不变），干饱和蒸汽在定压条件下继续加热则温度会上升，成为过热蒸气，过热蒸气中绝不含液滴或液雾，属于实际气体。

通俗的讲：

01

水在一定压力下，加热至沸腾，水就开始气化，也就逐渐变为蒸汽，这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。

一定的压力下的水对应一个饱和温度。这个温度与其所受压力大小有关，压力愈大，则饱和温度也就越高；反之，压力小，则饱和温度也低。例如压力为0.10MPa(1atm)时，其饱和温度为99.09°C；压力为4.05MPa（40atm)时，其饱和温度为249.18°C；压力10.13MPa（100atm)时，其饱和温度为309.53°C。

02

把饱和蒸汽继续进行加热，其温度将会升高，并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。在这种状态下，蒸汽的温度和压力不再是固定的，而是随着热量的增加而增加。过热蒸汽具有更高的热能和热容量。

03

过热蒸汽与饱和蒸汽的热量对比

表1.6.1 过热蒸汽表举例

表1.6.2 饱和蒸汽表举例

从上表1可以看出，在大气压下，即压力1.013 bar a(0 bar g) 、温度300℃的过热蒸汽，其蒸汽焓hg = 3278 kJ /kg (过热蒸汽表)。

从上表2可以看出，在大气压下，即压力1.013 bar a(0 bar g) 、温度100℃的饱和蒸汽，其蒸汽焓hg = 2676 kJ /kg (饱和蒸汽表)。

两者过热部分的焓 = 3278 – 2676=602kJ /kg这样看起来好像过热蒸汽比饱和蒸汽可利用的能量多了，但是实际上，利用过热蒸汽来加热，效率非常低。这是因为过热蒸汽必须先冷却到饱和温度才能释放出蒸发焓，从过热蒸汽冷却到饱和温度所放出的热量与蒸发焓相比来说很小。如果蒸汽过热度很小，这很小的一部分热量比较容易释放出来，但是过热度很大的时候，冷却的时间相对要长很多，而且，在这段时间内仅能放出很少一部分热量。在实际的换热设备中，使用过热蒸汽会在换热设备内形成干墙，干墙区会很快结垢,造成管壁超温导致管子失效。因此，尽管相同压力下的过热蒸汽的温度是高于饱和蒸汽的，但它的加热能力要远低于饱和蒸汽。

所以在实际生产中，电厂生产出来的高温高压的过热蒸汽，都需要先通过减温减压站系统，把过热蒸汽变成饱和蒸汽以后，再输送给各用户使用，过热蒸汽只有在冷却到饱和状态时，才能释放出最有用的潜热。

使用过热蒸汽对材质的要求更高；使用过热蒸汽时需要的换热面积大，因为加热主要用的是蒸汽的冷凝潜热，需要很大的换热面积来将过热蒸汽冷却为饱和蒸汽，这部分面积就浪费了。根据实际经验，如果过热度每增加2℃，则换热器需要增加1%的换热面积。一般不推荐使用过热度超过10℃的过热蒸汽，主要是因为换热面积不成比例以及经济性差，而且易造成设备结垢损坏设备。

综上所述

过热蒸汽与饱和蒸汽的区别在于温度、热量、压强、能量传递方式和应用场景等方面。

1温度不同

过热蒸汽的温度高于饱和蒸汽的温度，即过热蒸汽的温度高于其饱和温度。例如，水在100℃时达到饱和蒸汽，而在100℃以上，水变为过热蒸汽。

2热量不同

过热蒸汽比饱和蒸汽具有更多的热量，即过热蒸汽的比焓值高于饱和蒸汽的比焓值。例如，1kg的饱和蒸汽和1kg的过热蒸汽，尽管它们的温度相同，但过热蒸汽具有更多的热量。

3压强不同

在相同温度下，过热蒸汽的压强高于饱和蒸汽的压强。例如，水在100℃时的饱和蒸汽压强为1个大气压，而水的过热蒸汽压强则高于1个大气压。

4能量传递方式不同

过热蒸汽传递热量的方式是通过对物体的直接加热，而饱和蒸汽传递热量的方式是通过热量的相变，即水蒸气的液化过程来完成。例如，在汽轮机中，过热蒸汽直接加热涡轮发电机，而饱和蒸汽相变热传递热量。

5应用场景不同

由于过热蒸汽具有更高的温度和压力，适用于一些需要高温高压的应用场景，如汽轮机、高压锅炉等；而饱和蒸汽适用于一些相对较低温度、较低压力的应用场景，如加热、干燥、蒸煮等。