冬季蒸汽系統(tǒng)問題原因探析
在冬季，蒸汽系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題不僅影響生產(chǎn)，而且還浪費(fèi)能源，有時(shí)甚至危及安全。冬季日漸臨近，工業(yè)蒸汽用戶應(yīng)提前檢查和評(píng)估蒸汽系統(tǒng)，及時(shí)采取行動(dòng)，保證冬季安全穩(wěn)定生產(chǎn)，并達(dá)到節(jié)能降耗和減碳效果。
那么，冬天蒸汽系統(tǒng)會(huì)有哪些問題，其具體原因又是什么呢？孚雷德根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)對(duì)此略作探討和分析。
供汽壓力低 在冬季，蒸汽用戶的外供汽源壓力往往偏低，到達(dá)生產(chǎn)區(qū)域時(shí)會(huì)更低，有的甚至嚴(yán)重影響到企業(yè)正常生產(chǎn)。究其原因，主要包括：1）冬天，大多數(shù)用汽單位都會(huì)增加用汽點(diǎn)，比如供暖和伴熱。另外，生產(chǎn)過程中來料溫度較低，冷空氣溫度下降達(dá)40℃左右，因此多數(shù)用汽單位用汽量增加。2）對(duì)于供汽方，可能還新增了有供暖需求的客戶；3）環(huán)境溫度低，蒸汽管網(wǎng)和用汽設(shè)備的散熱損失都增大。對(duì)于由自備鍋爐供汽的企業(yè)，冬季用汽端蒸汽壓力低也主要源于類似原因（冬季環(huán)境溫度低引起鍋爐效率下降也有關(guān)系）。
蒸汽含水多 冬天，蒸汽含水多問題非常普遍，以至于不少企業(yè)正常生產(chǎn)都受到影響。蒸汽含水多的原因主要有：1）對(duì)于自備鍋爐情形，冬天蒸汽負(fù)荷增加且波動(dòng)大，鍋爐易發(fā)生汽水共騰而導(dǎo)致蒸汽帶水；2）冬季環(huán)境溫度低，蒸汽在分配和輸送過程中散熱損失大，使得蒸汽含水量增加（主要指飽和蒸汽），管網(wǎng)末端問題尤為嚴(yán)重；3）對(duì)于間歇生產(chǎn)情形，停車時(shí)蒸汽管道和設(shè)備內(nèi)的積水問題會(huì)使得恢復(fù)生產(chǎn)起機(jī)瞬間蒸汽含水問題更加嚴(yán)重；4）蒸汽管網(wǎng)疏水問題是蒸汽含水多的另一個(gè)原因。
工藝溫度低 冬天，一些企業(yè)會(huì)遭遇工藝加熱溫度不達(dá)標(biāo)而影響生產(chǎn)的狀況，這種問題以干燥和烘干設(shè)備最為常見，涉及到化工、造紙、印染、糧食加工等行業(yè)。其原因主要包含：1）供汽壓力和溫度降低，蒸汽在用汽設(shè)備進(jìn)出口算術(shù)平均溫度下降，設(shè)備換熱效率降低；2）蒸汽含水多，熱焓值下降，影響工藝升溫；3）二次側(cè)被加熱介質(zhì)入口溫度低，尤其當(dāng)一次側(cè)蒸汽品質(zhì)較低和設(shè)備換熱面積裕量不足時(shí)，二次側(cè)介質(zhì)就無法被加熱到目標(biāo)溫度；4）用汽設(shè)備保溫差，在冬天散熱損失增大，這也是影響工藝溫度的因素。
計(jì)量偏差大 蒸汽計(jì)量精度問題一直困擾著很多企業(yè)，在冬季蒸汽計(jì)量偏差會(huì)更大。首先，上游流量計(jì)后的蒸汽沿途散熱，部分蒸汽放熱發(fā)生相變而成為冷凝水后流經(jīng)下游流量計(jì)時(shí)未被納入計(jì)量中，使得上下游計(jì)量數(shù)值偏差增大；其次，蒸汽中的冷凝水還會(huì)影響蒸汽流量計(jì)的計(jì)量精度?？傮w而言，蒸汽含水越多流量計(jì)計(jì)量精度越差；另外，蒸汽管道中冷凝水量大時(shí)，表體內(nèi)蒸汽的實(shí)際流通面積會(huì)小于流量計(jì)的標(biāo)定值，在實(shí)際流量不變的前提下，蒸汽速度增加，這時(shí)流量計(jì)的顯示值就會(huì)高于實(shí)際值。這些都會(huì)導(dǎo)致蒸汽流量計(jì)在冬季計(jì)量誤差更大。
設(shè)備效率低 冬天里，一些用汽設(shè)備的換熱和生產(chǎn)效率降低，常見的原因是汽源問題。首先，如上所言，壓力和溫度降低時(shí)，蒸汽在用汽設(shè)備進(jìn)出口算術(shù)平均溫度下降，設(shè)備換熱效率降低；其次，蒸汽中含水量大時(shí)，不僅熱焓值下降，而且冷凝水占據(jù)了用汽設(shè)備有效的換熱面積，而水的放熱效率遠(yuǎn)低于蒸汽；更嚴(yán)重的是，由于冷凝水的熱傳導(dǎo)系數(shù)很小，僅有鋼板的百分之一，即1毫米的冷凝水膜相當(dāng)于增加了100毫米鋼板厚度?？梢?，冷凝水在換熱器表面形成的水膜對(duì)換熱效率影響極大。
生產(chǎn)能耗高 綜上所述，在冬天，供汽壓力變低，蒸汽熱焓值下降，生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品所消耗的蒸汽勢(shì)必會(huì)增加；蒸汽含水多，不僅單位質(zhì)量蒸汽所含熱能降低，而且用汽設(shè)備因換熱面水膜增厚換熱效率降低，從而導(dǎo)致生產(chǎn)耗汽量提高；冬天被加熱物料（包括冷空氣）溫度的下降增大了對(duì)熱能的需求量；冬季環(huán)境溫度的下降（尤其北方地區(qū)）必然會(huì)增加管網(wǎng)和設(shè)備的散熱損失；此外，蒸汽含水多，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱水量就會(huì)增加，冷卻循環(huán)系統(tǒng)負(fù)載加大，耗電量增加；對(duì)于一些轉(zhuǎn)動(dòng)用汽設(shè)備，如烘缸、管束機(jī)等，蒸汽含水多時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電耗也會(huì)相應(yīng)提高。