蒸汽熱能高效利用的“三大紀(jì)律”

蒸汽作為一種熱能載體，因其熱值高、傳熱快、便于輸送和控制以及放熱效率高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的企業(yè)生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，蒸汽費(fèi)用占到企業(yè)能耗總費(fèi)用的30%～80%。蒸汽節(jié)能是工業(yè)節(jié)能的重要組成部分，是企業(yè)節(jié)能降本和健康發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和推動(dòng)工業(yè)綠色發(fā)展的重要內(nèi)容。

如何提升蒸汽系統(tǒng)熱能利用效率？根據(jù)我國(guó)目前蒸汽系統(tǒng)現(xiàn)狀，結(jié)合二十多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，孚雷德提出蒸汽熱能高效利用的“三大紀(jì)律”：1）高送低用，過(guò)熱要減溫；2）冷熱有度，控制要精準(zhǔn)；3）防漏減損，余熱再利用。

1） 高送低用，過(guò)熱要減溫。

高壓送汽，低壓用汽。蒸汽高壓輸送時(shí)，管徑減小，散熱損耗和壓力損失減少，安裝和保溫費(fèi)用降低；低壓用汽時(shí)，蒸汽潛熱提高，換熱設(shè)備蒸汽耗量降低。同時(shí)，冷凝水壓力降低，閃蒸“白汽”量減少。此外，管道、設(shè)備壓力等級(jí)要求和相應(yīng)投資隨蒸汽壓力降低。

過(guò)熱蒸汽使用前要先降溫。過(guò)熱蒸汽具有與空氣一樣低的導(dǎo)熱系數(shù)。使用過(guò)熱蒸汽會(huì)降低設(shè)備效率, 增加汽耗。此外，工藝介質(zhì)容易在換熱表面形成干墻并結(jié)垢，不僅阻礙熱傳遞，而且會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器因換熱壁超溫而失效。另外，換熱設(shè)備承受著溫度的高低交替變化，且上下溫度不均，易產(chǎn)生局部應(yīng)力和變形，進(jìn)而引起開(kāi)焊和密封泄漏。還有，過(guò)熱蒸汽在放熱過(guò)程中存在的溫度梯度也影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2） 冷熱有度，控制要精準(zhǔn)。

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，蒸汽換熱設(shè)備種類繁多，包括不同種類的換熱器、蒸煮鍋、蒸餾塔、反應(yīng)釜、空氣干燥器等等。對(duì)于蒸汽換熱設(shè)備，工藝加熱溫度的精確控制不啻是改善工藝、提升產(chǎn)品品質(zhì)的要求，更是提升熱能利用效率和節(jié)能減排的重要步驟。當(dāng)工藝加熱溫度為60℃時(shí)即可滿足要求，但實(shí)際加熱溫度70℃時(shí)，就會(huì)引起高達(dá)28.6%的蒸汽浪費(fèi)?？梢?jiàn)，在蒸汽使用過(guò)程中，工藝加熱溫度的精確控制對(duì)蒸汽節(jié)能的意義不可小覷。

同樣，對(duì)于需要冷卻的工藝，對(duì)冷卻溫度的精確控制不僅可以降低冷源所需能耗，而且也會(huì)降低熱能消耗。這是由于在生產(chǎn)過(guò)程中，很多情形都是加熱和冷卻循環(huán)進(jìn)行，往往冷卻工序后很快會(huì)進(jìn)入加熱制程，而過(guò)度的冷卻必然會(huì)增加下次加熱時(shí)需要的熱能消耗。

3） 防漏減損，余熱再利用。

既要杜絕由管道、法蘭密封、閥門盤(pán)根、彎頭等管道部件泄漏而造成的蒸汽或冷凝水浪費(fèi)以及因安全閥頻繁起跳或無(wú)法關(guān)閉而造成的蒸汽外冒，更要防止疏水閥泄漏而造成的能源浪費(fèi)；減少管道冗余，正確選擇管道口徑，并對(duì)設(shè)備、管道和閥門高效保溫，最大限度降低蒸汽系統(tǒng)散熱損失。

有效回收和利用冷凝水余熱。蒸汽冷凝水中所含熱能隨蒸汽壓力升高而增大。壓力1barg～20barg的蒸汽，其飽和冷凝水所含顯熱值占其熱焓比例18.7%～32.9%。冷凝水余熱回收利用是節(jié)能降耗的重要環(huán)節(jié)之一。