蒸汽系统减压原理与经济效益分析

蒸汽系统减压原理与经济效益分析

蒸汽系统为什么要减压？为什么需要使用蒸汽减压阀？本文将从蒸汽输送和使用的角度，详细解释高压输送、低压使用的原则，并探讨蒸汽减压的具体原因和经济效益。

高压输送的好处

1. 密度与空间占用：蒸汽压力越高，密度越大，单位质量蒸汽所占用的空间会越少。因此，蒸汽锅炉经常在高压力下运行，较小的锅炉也能产生大量蒸汽，通过较小的管道输送到用汽点。

2. 热效率：压力越高，温度也越高，蒸汽冷凝的速度就越慢，输送热效率更高。

蒸汽减压（使用低压蒸汽）的原因

1. 热焓值与节能：压力越低，蒸汽的热焓值越高。例如，1.6MPa时热焓值为1922.64kJ/kg，0.8MPa时热焓值为2030.31kJ/kg，0.3MPa时热焓值为2133.33kJ/kg。使用低压蒸汽可以减少锅炉的蒸汽负荷，节约能源。

2. 设备成本与寿命：蒸汽压力越低，越适合设备使用。低压设备的采购成本更低，使用寿命更长。

3. 冷凝水处理：压力越低，冷凝水温度也越低，疏水阀后冷凝水闪蒸比例降低，损失的热量相应减少。

4. 温度控制：饱和蒸汽的物理性质是压力和温度一一对应。在某些制程中，可以通过控制压力来间接控制温度，提供精确的温度控制。

5. 稳压需求：集中供应的蒸汽系统中，通过减压阀可以稳定压力，满足工厂要求。

6. 减压装置：使用自作用减压阀（如先导式减压阀和直接作用式减压阀）或气动控制阀，可以准确控制蒸汽压力。

使用低压蒸汽的节能效益分析

以35t/H的锅炉为例，压力从9barg降至5barg，可以增加71.2kJ·kg-1的热量。通过具体计算，每天可节约煤炭3.1吨，每年可节约约87万元。