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如何設計良好的蒸汽系統，提高蒸汽運行的效率和安全

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良好的蒸汽系統設計和優化體現在蒸汽的產生、輸送、換熱使用、余熱回收等各個環節。

蒸汽系統是一個復雜的自平衡系統，蒸汽系統的設計、安裝施工、維護、保養、優化等每一個過程都可能導致設計意愿胡優化目標不能落實。經驗表明，多數客戶都有著巨大的節能潛力和機會。良好的蒸汽系統可以幫助蒸汽用戶減少5-50%的能源浪費，具有良好的經濟意義和社會意義。

在蒸汽的產生過程中，首先要選用良好設計和生產的蒸汽鍋爐。鍋爐的設計效率最好達到95%以上。鍋爐能源浪費的影響因素較多，看的見的部分包括鍋爐排煙溫度、鍋爐給水溫度和燃燒器空氣預熱，排污量控制，鍋爐本體的散熱、除氧器的排放。

看不見的部分包括不完全燃燒、燃燒的空氣過剩系數、燃氣鍋爐的排煙汽化潛熱回收。其中一個被忽經常略和意識不到的因素就是鍋爐攜帶（濕蒸汽）。蒸汽攜帶也叫蒸汽帶水。

蒸汽攜帶是經常被用戶忽略的或不知道的部分，5%的攜帶（很普遍）意味著鍋爐效率降低1%，而且蒸汽帶水會導致整個蒸汽系統的維修維護量增加，降低換熱設備的輸出和更高壓力的要求。蒸汽攜帶的冷凝水沒有任何熱量貢獻而被排除，意味著巨大的能源浪費。

依據負載對蒸汽鍋爐、蒸汽管路、換熱器、疏水閥等進行謹慎選型，任何過大的選型都可能意味著能源浪費和初始投資的增大。負荷不匹配是蒸汽能源浪費的一個重要原因，大馬拉小車或小馬拉大車都會導致蒸汽系統的效率低下。瓦特節能的經驗是對于峰谷負載頻繁的應用采用瓦特蒸汽蓄熱平衡器。

蒸汽在輸送過程中必須加熱整個蒸汽管網至蒸汽的溫度，這勢必會產生蒸汽的冷凝，

當輸送蒸汽時，由于外部環境與管道內蒸汽的溫差，蒸汽持續地向環境散熱，散熱導致部分蒸汽冷凝，產生冷凝水。我們把蒸汽中冷凝水含水量高低定義為蒸汽的干度。良好的保溫是減少蒸汽浪費的一個重要因素，大多數保溫材料的效果取決于如礦物棉、纖維玻璃或硅酸鈣非活潑材料內含有的微小空氣囊。

通常安裝采用包鋁的纖維玻璃、包鋁的礦物棉和硅酸鈣。重要的是保溫材料不能變形或被水浸濕。有必要進行適當的機械保護和防水處理，尤其室外安裝。

蒸汽管道散發到水、或潮濕保溫材料的熱損失將是散熱至空氣熱量的50倍之多。因此要特別注意保護安裝于積水地面，或管道內的蒸汽管道，以防止被水浸沒。同樣也要保護絕緣層不會被梯子等物件損壞，避免雨水的侵入。

當含有部分冷凝水的蒸汽將變得潮濕而富有侵蝕性，同時隨著冷凝水的增多，高速流動的蒸汽會為其提供做夠的“水頭”，形成高動能的“水彈”或水錘。水錘會對蒸汽系統產生一系列的破壞，管道、閥門、彎頭、法蘭、儀表、換熱設備均有可能被水錘的沖擊力而變形或損壞，嚴重時造成安全事故。所以正確管道必須沿程設置若干疏水閥，實現即時自動排除蒸汽冷凝水。而不適合的蒸汽疏水閥是造成蒸汽浪費的一個重要途徑。

在蒸汽的分配系統中，對于間歇式蒸汽用戶，長時間停止用汽時，要在蒸汽源頭（比如鍋爐房分氣缸）進行切斷。對于季節性使用蒸汽的管道必須使用獨立的蒸汽管道，在停汽時段采用瓦特高溫球閥切斷供應。

進入用汽點的蒸汽必須盡可能的不含冷凝水和不凝性氣體及污垢，使用在線過濾器和截污措施可確保進入換熱的蒸汽是干凈的干飽和蒸汽。蒸汽品質的降低會造成更多的流量需求，形成隱形的蒸汽浪費。汽水換熱器必須采用溫控，溫度控制閥可以安裝于蒸汽系統，也可以控制冷凝水系統。任何超出需求的溫度意味著過度的加熱和能源的浪費。

蒸汽系統任何減壓閥的使用意味著蒸汽品位的降低，合適的蒸汽壓力是減少蒸汽浪費的重要因素。減壓使用是一個隱形的能源浪費。蒸汽最好的使用是階梯利用，逐層利用蒸汽能源。使用靜態混合器替代蒸汽減壓閥可有效利用高品位蒸汽的勢能提升低品位蒸汽（廢汽、閃蒸汽），實現蒸汽的分級逐層利用。

換熱器的疏水閥必須保證自由通暢的疏水，換熱器的選擇可以盡可能利用蒸汽的顯熱，降低冷凝水的溫度，減少閃蒸蒸汽的可能。如果一定要飽和態排水，則要考慮閃蒸蒸汽的回收利用。

換熱器疏水閥的泄漏是蒸汽浪費的主要渠道之一，選取合適的蒸汽疏水閥，及時的檢測維護保養可以減少蒸汽浪費。蒸汽疏水閥必須保證換熱器任何狀態可以自由排水，避免開啟疏水閥旁通造成蒸汽浪費。

換熱后的冷凝水必須及時回收。冷凝水回收的益處回收高溫凝結水的顯熱以節省燃料, 每升高6℃水溫鍋爐燃料可節省約1%。提高鍋爐出率，可將鍋爐產生蒸汽的能力保持在最大程度.冷凝水不含鹽分，使用冷凝水可減少鍋爐排污的次數,因而減少成本.回收凝結水可減少除氧器補給水的供應，從而節省水費和水處理費。

良好的溫度控制是蒸汽換熱的重要環節，溫度控制不僅保護了被加熱產品，依據負載的變化及時調整蒸汽供給，實現滿足工藝的最小蒸汽消耗。

使用最少的手動閥門，避免蒸汽的跑冒滴漏和壓力損失，要增加足夠的顯示和指示儀表，及時判斷蒸汽的狀態和參數。安裝足夠的蒸汽流量計可有效監控蒸汽負載的變化，發現蒸汽系統的潛在的泄漏。

回收冷凝水增加鍋爐工作穩定性,從而提高蒸汽的質量，降低能耗.通過提高給水之溫度,最大程度地減少氧含量,因此可以減小系統腐蝕。降低燃料氣體的排放,減少高溫水向環境的排放,從而保護環境.