蒸汽管网设计五大问题

蒸汽管网包括供汽总管、车间分管、生产单元支管、用汽设备供汽管和各层级分汽缸等。蒸汽管网设计主要包括蒸汽分配和输送两方面内容。蒸汽分配涉及总汽源到各用汽车间、车间分管到各生产单元直至用汽设备，将蒸汽从锅炉等蒸汽生产单元合理分配到各用汽点，保证蒸汽到达用汽端时能满足生产需要；蒸汽输送涉及汽源压力/温度控制、管路走向布局、管道选型、管路坡度和膨胀余量设计、取汽点设置、疏水排气点布置、管道连接以及蒸汽品质提升等。

布置于室内外的蒸汽管道总长度少则数千米，多则上万米。庞大的管网系统形成了一个散热面积巨大的散热器，其热能散失于周围，不仅造成能源浪费，而且增加排放量，损害环境。在满足用汽要求的前提下，缩短管道总长度，降低管道压损，减少管网热损，实现蒸汽高效分配和输送，为用汽设备提供高品质蒸汽，是蒸汽管网设计的目标和责任。

然而，孚雷德经过多年调研发现，我国蒸汽管网设计存在问题很多，下面是五个最为常见的问题。

分汽缸设置错误 出于用能效率考虑，最佳的蒸汽分配方式是将一根高压主蒸汽管通向用汽点集中的地方，并通过该主蒸汽管道环绕生产现场向各用汽点辐射。只有必须在同一位置向多个方向供汽而无法采用一根主管供汽时才需要分汽缸。而且，分汽缸的设计要在满足分汽要求的前提下尽量减小散热面积。其口径需要根据最大负荷和合理蒸汽速度进行正确选型，其长度只要满足进出口管道、阀门、仪表等布局即可。然而现实情况是，大约85%以上的分汽缸可以省却（分汽缸增加还伴随着管道的额外增加），95%以上的分汽缸口径和长度过大，造成投资和热能的浪费。

管路预留问题 管路预留通常体现在两个方面：其一是管路预设，即多铺设一些管道，以备日后增加用汽点；其二是管道扩径，即蒸汽管径增大，以备将来蒸汽负荷增加所需。许多企业考虑到未来扩容增产的可能性，在铺设蒸汽管道时做足了预留，结果往往是五年内甚至很多年用热负荷都远低于设计值。从企业长远发展角度来看，这是一种战略性的周全之策，但这样做会导致很大浪费。第一种情形，预留管道即使处于关断状态而不造成能源浪费，也会导致投资浪费；第二种，也是最常见的情形，既增大投资又会导致长期热能浪费和排放增加。实际上，这种以数年浪费能源的确定性作代价为未来的不确定性做不必要的准备，既不经济也不务实。一种有效而经济的举措应该是：根据两年内的蒸汽负荷布局管道（管网改造节能投资回收期通常在两年左右）。未来确要扩容时，首先要做的是通过用汽端节能降耗来降低总负荷，以期原有管网即可满足。若确实需要，再根据负荷增量增加管道，毕竟增设管道并非难事。

管道冗余太多 这里讲的管道冗余指的是进行蒸汽管网设计时在蒸汽分配、输送以及用汽梯度布局等方面因未找到最佳路径和最优方案而导致的管道总长度增加的现象。与管道预留不同，管道冗余是设计人员受技术能力（不排除也有责任心问题）所限的无意之举，属于技术性问题；而管道预留属于发展规划层面问题，乃有意而为之。在我国各行各业的生产企业中，管道冗余问题比比皆是，绝大部分的蒸汽用户蒸汽管道冗余量在10%以上，冗余量近100%的用户亦不在少数，更有甚者冗余高达好几倍之多。管道冗余也是浪费蒸汽的一个重要问题。

管径选择过大 蒸汽管道口径选型偏大必然导致散热表面积增大，造成能源浪费。比如，错把DN100管径选成DN150，裸管散热面积增加了约50%。此外，管道口径大时配套的弯头、阀门等管件口径也变大，这些都增大了管道散热损失。实验测得，在同样的保温情况和蒸汽参数、环境气候条件下，DN150管道散热比DN100增加了28.6%。实际上，管径偏大问题非常普遍，而且多数大过两个等级。大过三个等级现象也经常见到，这时散热损失将增大很多。

汽源减压不当 多数情况下，蒸汽用户的外供蒸汽压力往往较高于客户用汽端所需压力，蒸汽用户通常对汽源进行降压处理，但是否需要对总汽源减压以及在哪里进行减压是一个关系着蒸汽系统能效的问题。孚雷德经过多年现场考察发现，绝大多数蒸汽用户将蒸汽减压阀安装在外供蒸汽刚入厂区的总管道上，即贸易结算流量计正后方。这样的后果是，低压长距离供汽导致压损增加以及蒸汽带水问题加重，有时还会严重影响生产。对这种经历，许多处于热力公司管网末端的蒸汽用户深有体会，而在冬季这个问题则更加严重。