如何设计良好的蒸汽系统，提高蒸汽运行的效率和安全

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如何设计良好的蒸汽系统，提高蒸汽运行的效率和安全

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良好的蒸汽系统设计和优化体现在蒸汽的产生、输送、换热使用、余热回收等各个环节。

蒸汽系统是一个复杂的自平衡系统，蒸汽系统的设计、安装施工、维护、保养、优化等每一个过程都可能导致设计意愿胡优化目标不能落实。经验表明，多数客户都有着巨大的节能潜力和机会。良好的蒸汽系统可以帮助蒸汽用户减少5-50%的能源浪费，具有良好的经济意义和社会意义。

在蒸汽的产生过程中，首先要选用良好设计和生产的蒸汽锅炉。锅炉的设计效率最好达到95%以上。锅炉能源浪费的影响因素较多，看的见的部分包括锅炉排烟温度、锅炉给水温度和燃烧器空气预热，排污量控制，锅炉本体的散热、除氧器的排放。

看不见的部分包括不完全燃烧、燃烧的空气过剩系数、燃气锅炉的排烟汽化潜热回收。其中一个被忽经常略和意识不到的因素就是锅炉携带（湿蒸汽）。蒸汽携带也叫蒸汽带水。

蒸汽携带是经常被用户忽略的或不知道的部分，5%的携带（很普遍）意味着锅炉效率降低1%，而且蒸汽带水会导致整个蒸汽系统的维修维护量增加，降低换热设备的输出和更高压力的要求。蒸汽携带的冷凝水没有任何热量贡献而被排除，意味着巨大的能源浪费。

依据负载对蒸汽锅炉、蒸汽管路、换热器、疏水阀等进行谨慎选型，任何过大的选型都可能意味着能源浪费和初始投资的增大。负荷不匹配是蒸汽能源浪费的一个重要原因，大马拉小车或小马拉大车都会导致蒸汽系统的效率低下。瓦特节能的经验是对于峰谷负载频繁的应用采用瓦特蒸汽蓄热平衡器。

蒸汽在输送过程中必须加热整个蒸汽管网至蒸汽的温度，这势必会产生蒸汽的冷凝，

当输送蒸汽时，由于外部环境与管道内蒸汽的温差，蒸汽持续地向环境散热，散热导致部分蒸汽冷凝，产生冷凝水。我们把蒸汽中冷凝水含水量高低定义为蒸汽的干度。良好的保温是减少蒸汽浪费的一个重要因素，大多数保温材料的效果取决于如矿物棉、纤维玻璃或硅酸钙非活泼材料内含有的微小空气囊。

通常安装采用包铝的纤维玻璃、包铝的矿物棉和硅酸钙。重要的是保温材料不能变形或被水浸湿。有必要进行适当的机械保护和防水处理，尤其室外安装。

蒸汽管道散发到水、或潮湿保温材料的热损失将是散热至空气热量的50倍之多。因此要特别注意保护安装于积水地面，或管道内的蒸汽管道，以防止被水浸没。同样也要保护绝缘层不会被梯子等物件损坏，避免雨水的侵入。

当含有部分冷凝水的蒸汽将变得潮湿而富有侵蚀性，同时随着冷凝水的增多，高速流动的蒸汽会为其提供做够的“水头”，形成高动能的“水弹”或水锤。水锤会对蒸汽系统产生一系列的破坏，管道、阀门、弯头、法兰、仪表、换热设备均有可能被水锤的冲击力而变形或损坏，严重时造成安全事故。所以正确管道必须沿程设置若干疏水阀，实现即时自动排除蒸汽冷凝水。而不适合的蒸汽疏水阀是造成蒸汽浪费的一个重要途径。

在蒸汽的分配系统中，对于间歇式蒸汽用户，长时间停止用汽时，要在蒸汽源头（比如锅炉房分气缸）进行切断。对于季节性使用蒸汽的管道必须使用独立的蒸汽管道，在停汽时段采用瓦特高温球阀切断供应。

进入用汽点的蒸汽必须尽可能的不含冷凝水和不凝性气体及污垢，使用在线过滤器和截污措施可确保进入换热的蒸汽是干净的干饱和蒸汽。蒸汽品质的降低会造成更多的流量需求，形成隐形的蒸汽浪费。汽水换热器必须采用温控，温度控制阀可以安装于蒸汽系统，也可以控制冷凝水系统。任何超出需求的温度意味着过度的加热和能源的浪费。

蒸汽系统任何减压阀的使用意味着蒸汽品位的降低，合适的蒸汽压力是减少蒸汽浪费的重要因素。减压使用是一个隐形的能源浪费。蒸汽最好的使用是阶梯利用，逐层利用蒸汽能源。使用静态混合器替代蒸汽减压阀可有效利用高品位蒸汽的势能提升低品位蒸汽（废汽、闪蒸汽），实现蒸汽的分级逐层利用。

换热器的疏水阀必须保证自由通畅的疏水，换热器的选择可以尽可能利用蒸汽的显热，降低冷凝水的温度，减少闪蒸蒸汽的可能。如果一定要饱和态排水，则要考虑闪蒸蒸汽的回收利用。

换热器疏水阀的泄漏是蒸汽浪费的主要渠道之一，选取合适的蒸汽疏水阀，及时的检测维护保养可以减少蒸汽浪费。蒸汽疏水阀必须保证换热器任何状态可以自由排水，避免开启疏水阀旁通造成蒸汽浪费。

换热后的冷凝水必须及时回收。冷凝水回收的益处回收高温凝结水的显热以节省燃料, 每升高6℃水温锅炉燃料可节省约1%。提高锅炉出率，可将锅炉产生蒸汽的能力保持在最大程度.冷凝水不含盐分，使用冷凝水可减少锅炉排污的次数,因而减少成本.回收凝结水可减少除氧器补给水的供应，从而节省水费和水处理费。

良好的温度控制是蒸汽换热的重要环节，温度控制不仅保护了被加热产品，依据负载的变化及时调整蒸汽供给，实现满足工艺的最小蒸汽消耗。

使用最少的手动阀门，避免蒸汽的跑冒滴漏和压力损失，要增加足够的显示和指示仪表，及时判断蒸汽的状态和参数。安装足够的蒸汽流量计可有效监控蒸汽负载的变化，发现蒸汽系统的潜在的泄漏。

回收冷凝水增加锅炉工作稳定性,从而提高蒸汽的质量，降低能耗.通过提高给水之温度,最大程度地减少氧含量,因此可以减小系统腐蚀。降低燃料气体的排放,减少高温水向环境的排放,从而保护环境.