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为过程应用系统选择最佳的蒸汽压力
发布时间:2012-02-05     作者:Kelly Paffel, 世伟洛克能源顾问
摘要:对于一个给定的应用系统,合适的蒸汽压力是多少?这是每个蒸汽系统相关人员所必须正视的问题。现在就学习怎么选择正确的压力以同时保证过程设备和系统可靠性都能达到最佳性能。

  对于一个给定的应用系统,合适的蒸汽压力是多少?这是每个蒸汽系统相关人员所必须正视的问题。现在就学习怎么选择正确的压力以同时保证过程设备和系统可靠性都能达到最佳性能。
  这个系统正确的压力设定点是什么?
  涉及蒸汽系统的每个人在某些时候必须解决的一个常见问题是:对于某个应用,它的正确蒸汽压力是什么?所选蒸汽压力高于应用所需值,将会导致很多负面影响。高蒸汽压力具有高蒸汽温度,但反过来会有较低的可利用(潜在的)能量。这往往是在"更大的蒸汽压力会更好"观念下所忽视的一个事实。一份蒸汽的报告表明,当我们提高蒸汽压力时,可感知能量增加的同时潜在的能量实则在降低。
  典型的蒸汽过程应用仅利用蒸汽中潜在的能量。可感的能量会从冷凝水系统中流走。相比之下,在确保过程成功运行的前提下选择最低的有效蒸汽压力和蒸汽温度才是最好的选择。

  利用最低的有效蒸汽压力来达到过程目标会带来:
  ·较低的蒸汽消耗
  ·较低的零部件热膨胀
  ·较低的闪发蒸汽,特别是在存水管的流出处
  ·更好的温度控制,因为更接近过程散热器
  ·更长的设备寿命
  不幸的是,历史表明,蒸汽过程工厂会采用蒸汽设备制造商所建议的所需蒸汽压力。实践中,蒸汽过程工厂才应是蒸汽压力的指定者。
  另一种错误的做法是直接将锅炉运行蒸汽压力值提供给过程设备制造商。由于蒸汽管道压力下降和其他限制性设备如蒸汽管道阀门等因素,在设备的过程应用中,蒸汽压力和锅炉的工作压力是不相同的。蒸汽控制往往通过压降来实现蒸汽流动。低压降蒸汽控制阀是非常大和昂贵的。在蒸汽应用中,过大的蒸汽控制阀将难以或无法控制。因此,通过选择阀门来克服锅炉恶劣工作点并不是一个解决方案。

  选择蒸汽压力设定点太高,会导致以下的负面情况:
  1. 较高的能量消耗来产生蒸汽
  2. 对所有蒸汽组件更为苛刻的运行要求
  3. 更多的热膨胀
  4. 更大的闪发蒸汽体积
  5. 温度控制问题
  6. 较短的设备运行寿命
  7. 较高的表面大气热损失
  制造商通常能够提供能运行在任何压力的工程设备,有一个例外,那就是有较低或最小蒸汽压力限制。最好的"正确"的蒸汽压力限制是可用的并满足过程需求的最低蒸汽压力。了解并选择正确的蒸汽压力将会提升蒸汽的过程应用。
  低温应用中正确的蒸汽压力
  低压蒸汽(小于15 PSI)应用系统,是以下几种加热应用:
  1. 水加热
  2. 单元热器
  3. 空间加热
  4. 缓和加热的蒸汽盘管
  对这些应用来说利用高压蒸汽并没有什么好处。因此,一般供给蒸汽压力低于15 psi的加热循环。


  例如:水需要加热到180°F;因此从1 psi 到15 psi的蒸汽压力可以用于这个应用系统。1 psi的蒸汽压力通常不是用来加热水的,而通常用于排气冷凝器。讨论这些应用时,不包括直接喷射蒸汽加热水。
  高过程温度应用中正确的蒸汽压力
  过程应用中通常需要高的过程温度;因此,需要较高的蒸汽压力满足过程要求。过程系统人员如何找到正确的蒸汽压力?
  下面的一个例子说明找到正确蒸汽压力的步骤:
  1. 假设一个过程需要280 ° F温度
  2. 查阅蒸汽表,并找到280 ° F
  3. 与280 ° F相对的"蒸汽"的压力是35 PSI
  4. 增加45 psi到所需的压力
  5. 新增45 psi 到 35 psi = 80 psi 蒸汽压力


  蒸汽80 psi的压力是提供给设备制造商用于热传导之用的。 80 PSI应是蒸汽控制阀后的压力或可交付给过程的蒸汽压力
  例如:所需的过程温度为310°F;利用蒸汽表,定位到相应的蒸汽压力。
  1. 310°F = 63 psi
  2. 增加45 psi到63 psi = 108 psi
  3. 108 psi 是提供给制造商所需递交的蒸汽压力

  结论
  为每个应用选择正确的蒸汽压力能在确保系统的可靠性的同时使得过程设备达到最佳性能,
  翻译:杨亚民