工厂蒸气系统节能解读

多年来，我们与各行业用户在沟通过程中，经常看到用户反馈，对于蒸气系统节能，由于涉及到方方面面，不晓得该从哪下手？该如何做？也有一点，就是大部份用户不晓得自己车间现在的煤耗是否算合理水平？究竟有没有节能潜力？是否还要做节能扩建？假如是企业集团公司的，可以各兄弟公司之间相互比较，大致可以晓得自家的煤耗水平；倘若不是企业集团公司的，则没法同行业之间来比较，通常每位行业还会有一些经验值，多少产能对应消耗多少蒸气，由此来评估自家的煤耗水平。

节能降耗是全球关注并持续研究的共同课题，虽然只是老生常谈了。下边我们就从蒸气系统的五个方面来展开说明，期望能帮助我们的用户科学合理的进行节能改建，降低环境污染，增加蒸气费用！

一、蒸汽系统由这些部份组成？

1.蒸气形成系统；

2.蒸气输送系统；

3.蒸气疏水系统；

4.冷凝水回收系统；

5、冷凝水处理系统

二、蒸汽用户普遍存在的问题：

•蒸气系统不平衡

•二次蒸气、余热不借助

•跑冒滴漏、浪费严重

•冷凝水不回收

•关键球阀品质不合格

•设计选型管理维护存在较大问题

节能扩建得从以下五个方面开始

三、蒸汽形成系统的节能技术：

蒸气来源现在主要是自备机组或则外部热电站集中供水。

3.1假如是自备机组：

A、首先必须采用一个能效较高新一代节能机组，显然需要考虑是否符合环保要求（例如今天这些城市要求使用天然气机组，不准使用燃煤机组，那用户须要尽早进行煤改气改建）；

B、尽量选择燃烧效率小于80%的机组；

C、锅炉压力宜尽量高，尽量接近额定压力；

D、尽量运用回收余热，减少机组的给水体温，事实证明，给水气温每增加6℃，则机组还要的燃料将提高1%，这个数字是十分可观的。大部分工厂只要做正常的冷凝水回收，机组回水气温都可达80-85℃（其实这是指没有蒸气泄露的状况下，假如是以疏水阀泄露为代价，而造成的回水体温提升，那是十分得不偿失的）。

E、锅炉排污水应当回收：机组连续排污系统从机组顶部排出的排污水是高压开水，大概占总蒸发量的5~10%，并且会形成大量闪蒸气，建议运用排污滤饼罐进行回收二次借助。

3.2若果是热电站蒸气：

通常电站都是生产低温高压的过热蒸气，大部份的电站通常就会先做减温减压，再供汽给各企业，但还有些电站只是把压力降下去了，并没有降温，相当于供给企业的还是过热蒸气，那这时企业应当自己做减温系统，把过热蒸气转换成饱和蒸气，由于饱和蒸气的热效能远远小于过热蒸气，且愈发容易控制。

四、蒸汽输送系统的节能技术：

许多用户的蒸气管网是在逐年不断改造中而产生的，管线只是不断的提高、续接而成，所以常常存在许多比较复杂的问题，有时侯无法综合考虑，只好是“两害相权取其轻”。

蒸气传输的要领是提高“跑冒滴漏”，并保证蒸气质量，实际生产中，这些企业忽视了蒸气质量的保障，由于很难准确的预测和控制管线内蒸气的状态，以及达到用汽点的实际压力和饱和度等参数。

蒸气输送管网的有效节能保障举措有以下几点：

4.1保证蒸气管路的流速

由于管内蒸气流速过大，蒸气压降就减小，用汽点的蒸气质量逐渐衰退，最终会消耗更多的蒸气。相反地，假若管内流速过高，冷凝速率加速，热损也就逐渐减小。

解决：按照实际载荷工艺需求节能锅炉，严苛估算蒸气流量，于是按照压力、流量和流速等参数，估算出相应的孔径，采用与之匹配的球阀，也可按照下表直接选管。

4.2尽量减少蒸气管路的散热

所有蒸气管路表面、法兰、阀门等都应保温节能锅炉，提高幅射散热损失。

另外，假如不是十分必要，总管尽量采用一根大专员输直到工厂，不要太早的分成几根小管输送，由于一根大管的散热面积较小些，散热较少，我们应当尽或许采用大管输送蒸气。

比如：在同样压力下，一根DN150的蒸气管路的输送能力与4根DN80的管线大概

相同，然而，4根DN80的散热损失却是DN150的2.5倍。

4.3正确设计总监道疏水

A、蒸汽经理沿管崤山均间隔30-50米应当成立疏水点；在管线的高点、拐弯处和末端也要设置疏水点；

B、如果疏水点或管道设计错误，冷凝水难以及时排出，都会对球阀管线、弯头、设备等导致严重的水锤冲击和破坏，且增加了后续换热的传热效率。

C、主管疏水，还要先在管线上做一个集机井，于是再接小口径的疏水管线，那样冷凝水能够顺利的失陷到集机井，于是通过疏水阀排出。否则，没有集机井的话，这些时侯冷凝水难以失陷，直接继续被蒸气推走，造成前端蒸气温度大，形成水锤等问题。

4.4蒸气分支管要正确设计

所有蒸气支管都应从经理的底部引出取汽，那样能够得到尽或许烘干的蒸气。由于冷凝水是顺着经理上方流动的，假如支管从经理的顶部引出，那上面取得的是冷凝水和湿蒸气的混和物。

从低位经理引出到地面的支管，在送到设备之前的高点也应当疏水。

4.5防止管道上管件“跑冒滴漏”

建议采用way’s波纹管密封截至阀，继电器轻松，零泄露，寿命很长（起码5年以上），那为何呢？拜见下边的节能估算：

A、波纹管截至阀解决外漏问题：若使用滤料密封管件，容易外漏。

例子：DN100的滤料截至阀，介质为10barg压力的蒸气，若由于滤料被磨耗掉1mm，也就是说滤料与导轮的间隙为0.5mm，已知阀盖内径为35mm，由此可估算出泄露量：(式中V为流速，ρ为密度)

Q=AVρ*3600=【3.14*（0.0352-0.03452）/4】*10*5.63584*3600=5.5kg/h

这么若车间持续运行，则一年由于这一个DN100的滤料截至阀泄露而损失的蒸气量为：5.5*24*365=48180kg=48.18T,根据现在每桶蒸气总价200元估算,则每年为此而损失了9636元!

而订购一个DN100的波纹管截至阀的费用大概为3000元，不到耗损费用的30%！损失掉的能源费用足以订购3~4台优质的波纹管截至阀了！因此说，截至阀的显著外漏是坚决要避免的！而使用波纹管截至阀则可以彻底解决此泄露，完全不或许形成这些耗损。

B、截止阀的内漏问题：

例子：DN100的截至阀，其喷嘴内外径为100MM，介质为10barg压力的蒸气，截至阀内漏，主要是由于密封面上被冲刷或杂质卡坏，我们把他看成是这些个小孔在泄露，假定有10个0.2MM的小孔，则其耗损的蒸气量为：

按照Napier多项式,推导入流量估算公式,流量(kg/h)=0.4d2(P1+1)式中d=外径（mm）,P1=表压（Barg），这么10个0.2mm的小孔在10Barg压力时损失的蒸气量=10*0.4*0.22*(10+1)=1.76kg/h，这么若车间持续运行，则一年由于这个DN100的截至阀内漏而损失的蒸气量为：1.76*24*365=15418kg=15.418T,根据现在每桶蒸气总价200元估算,则每年为此而损失了3083元!—这足以订购1台密封挺好的优秀品牌波纹管截至阀的。

同样的道理，若球阀和管道上有穿孔现象，若此内径为2mm，10barg压力下，每小时将损失17.6kg/h蒸气，这还要立刻解决。因此，请坚决抵制“跑冒滴漏”。

4.6增加蒸气质量：

建议采用way’s饮料分离器，分离效率高达99%，可以得到高质量的“干蒸气”，那为何呢？拜见下边的节能估算：

A、虽然疏水阀可以消除蒸气中大部份水份，但没法排除早已产生的液态冷凝水，并不能分离出漂浮在蒸气中的气态水份（液滴），所以这些载荷只是安装疏水阀是不够的。为分离掉那些漂浮液滴，还要在蒸气管路上安装饮料分离器。

·此设备可极大地增加蒸气质量，排除蒸气中99%的水份，100%的空气，极大地增加了蒸气质量，减少热效率。

·经过饮料分离器后的干蒸气加热物料，确保物料传热均匀。

·可有效地避免水锤，延长后续蒸气管路、阀门及传热设备的寿命，降低管道中的振动和噪音。

·将少后续管线设备烧损的问题，减少传热效率。

B、为什么使用饮料分离器能减少热效率、节约能源？

例子：

假如饮料分离器的效率为98%，上游蒸气的干度为0.90，请问下游蒸气的干度？

答案:假如蒸气干度为0.90，这么1000g中含水为：

（1-0.90）×1000g=100g水

因为饮料分离器的效率为98%，去不仅0.98x100g=98g的水。意味着蒸气干度变为:1-【（100-98）/1000】=0.998那样，我们完全可以觉得是得到了干蒸气。

再估算一下热效率：

由前面看出，上游蒸气的干度为0.90，这么1KG蒸气中实际有效的蒸气只有1*0.9=0.9KG；

经过饮料分离器后，下游蒸气的干度减小为0.998，这么这1KG蒸气中实际有效的蒸气就有1*0.998=0.998KG；

也就是说蒸气热效率提升了【（0.998-0.9）/0.9】*100%=10.89%，对于蒸气系统，节能10.89%是十分可观的！

4.7要遵守“高压输送、低压使用”蒸汽的原则

4.7.1高压输送的弊端：

A、如果蒸气压力越高，密度越大，单位品质蒸气所占用的空间会越少。因此蒸气机组时常在高压力运行，较小的机组也能形成这些蒸气，于是通过比较小的管线输送到用汽点。

B、压力越高，气温也越高，蒸气冷凝的速率就越慢，所以，输送热效率要高。

4.7.2蒸气减压（使用低压蒸气）的成因：

A、压力越低，蒸气的热焓值越高，1.6MPa时热焓值为1922.64kJ/kg，0.8MPa时热焓值为2030.31kJ/kg，0.3MPa时热焓值为2133.33kJ/kg。

假定孔径为DN100，蒸气流量为4t/h，运用DN80减压阀从0.8减到0.3MPa时，节省了4000*103kJ/kg=412000kJ/h的糖分，相当于节省了蒸气412000/2030.31=203kg/h，转化成比率203/4000=5%，即改装一个DN80减压阀可以节能5%，十分可观！！

然而使用低压蒸气可以提高机组的蒸气负荷，可以节省能源。因而尽量让机组生产较高压力的蒸气，于是在使用点进行减压。只有提高减压站，才可以得到高质量的稳定的低压饱和蒸气，这是设备工艺所须要的。

B、蒸汽压力越低，后续球阀管线及设备的投资费用更低，运行费用也更低。

C、压力越低，冷凝水水温也越低，疏水阀后冷凝水滤饼比列增加，损失的糖分也就相应减少了，更节能。

4.8要及时排出管线中的空气

空气的传质黏度是钢的1500~3000倍，是铜的8000~16000倍，这表示0.025mm厚的空气层相当于400mm厚铜壁形成的信噪比。

信噪比越大，湿度梯度越大，这表示为了达到同样的产品体温，还要更高的蒸气压力，如右图：

然而在制程和空间加热应用中，所有的蒸气加热设备换热表面，空气膜和冷凝水膜是普遍存在的，为了得到最佳的产品品质，为了节能，应当及时排除冷凝水和空气，是十分有效的方法，可以大大热发烧效率。建议使用专门的手动进气阀。

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