冬季蒸汽系统问题原因探析

在冬季，蒸汽系统经常出现的一些问题不仅影响生产，而且还浪费能源，有时甚至危及安全。冬季日渐临近，工业蒸汽用户应提前检查和评估蒸汽系统，及时采取行动，保证冬季安全稳定生产，并达到节能降耗和减碳效果。

那么，冬天蒸汽系统会有哪些问题，其具体原因又是什么呢？孚雷德根据多年经验对此略作探讨和分析。

供汽压力低 在冬季，蒸汽用户的外供汽源压力往往偏低，到达生产区域时会更低，有的甚至严重影响到企业正常生产。究其原因，主要包括：1）冬天，大多数用汽单位都会增加用汽点，比如供暖和伴热。另外，生产过程中来料温度较低，冷空气温度下降达40℃左右，因此多数用汽单位用汽量增加。2）对于供汽方，可能还新增了有供暖需求的客户；3）环境温度低，蒸汽管网和用汽设备的散热损失都增大。对于由自备锅炉供汽的企业，冬季用汽端蒸汽压力低也主要源于类似原因（冬季环境温度低引起锅炉效率下降也有关系）。

蒸汽含水多 冬天，蒸汽含水多问题非常普遍，以至于不少企业正常生产都受到影响。蒸汽含水多的原因主要有：1）对于自备锅炉情形，冬天蒸汽负荷增加且波动大，锅炉易发生汽水共腾而导致蒸汽带水；2）冬季环境温度低，蒸汽在分配和输送过程中散热损失大，使得蒸汽含水量增加（主要指饱和蒸汽），管网末端问题尤为严重；3）对于间歇生产情形，停车时蒸汽管道和设备内的积水问题会使得恢复生产起机瞬间蒸汽含水问题更加严重；4）蒸汽管网疏水问题是蒸汽含水多的另一个原因。

工艺温度低 冬天，一些企业会遭遇工艺加热温度不达标而影响生产的状况，这种问题以干燥和烘干设备最为常见，涉及到化工、造纸、印染、粮食加工等行业。其原因主要包含：1）供汽压力和温度降低，蒸汽在用汽设备进出口算术平均温度下降，设备换热效率降低；2）蒸汽含水多，热焓值下降，影响工艺升温；3）二次侧被加热介质入口温度低，尤其当一次侧蒸汽品质较低和设备换热面积裕量不足时，二次侧介质就无法被加热到目标温度；4）用汽设备保温差，在冬天散热损失增大，这也是影响工艺温度的因素。

计量偏差大 蒸汽计量精度问题一直困扰着很多企业，在冬季蒸汽计量偏差会更大。首先，上游流量计后的蒸汽沿途散热，部分蒸汽放热发生相变而成为冷凝水后流经下游流量计时未被纳入计量中，使得上下游计量数值偏差增大；其次，蒸汽中的冷凝水还会影响蒸汽流量计的计量精度。总体而言，蒸汽含水越多流量计计量精度越差；另外，蒸汽管道中冷凝水量大时，表体内蒸汽的实际流通面积会小于流量计的标定值，在实际流量不变的前提下，蒸汽速度增加，这时流量计的显示值就会高于实际值。这些都会导致蒸汽流量计在冬季计量误差更大。

设备效率低 冬天里，一些用汽设备的换热和生产效率降低，常见的原因是汽源问题。首先，如上所言，压力和温度降低时，蒸汽在用汽设备进出口算术平均温度下降，设备换热效率降低；其次，蒸汽中含水量大时，不仅热焓值下降，而且冷凝水占据了用汽设备有效的换热面积，而水的放热效率远低于蒸汽；更严重的是，由于冷凝水的热传导系数很小，仅有钢板的百分之一，即1毫米的冷凝水膜相当于增加了100毫米钢板厚度。可见，冷凝水在换热器表面形成的水膜对换热效率影响极大。

生产能耗高 综上所述，在冬天，供汽压力变低，蒸汽热焓值下降，生产同样的产品所消耗的蒸汽势必会增加；蒸汽含水多，不仅单位质量蒸汽所含热能降低，而且用汽设备因换热面水膜增厚换热效率降低，从而导致生产耗汽量提高；冬天被加热物料（包括冷空气）温度的下降增大了对热能的需求量；冬季环境温度的下降（尤其北方地区）必然会增加管网和设备的散热损失；此外，蒸汽含水多，生产过程中产生的热水量就会增加，冷却循环系统负载加大，耗电量增加；对于一些转动用汽设备，如烘缸、管束机等，蒸汽含水多时驱动电机电耗也会相应提高。