蒸汽系統(tǒng)梯級(jí)用能必須掌控的五個(gè)方面
為了減少能源浪費(fèi)和提高熱能利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳目標(biāo)，蒸汽系統(tǒng)的熱能利用需要按能源品位逐級(jí)充分利用，高能高用、低能低用、溫度對(duì)口、壓力匹配。蒸汽系統(tǒng)梯級(jí)用能，作為一種綜合性的能源利用策略，既適用于作為一次能源的生蒸汽，又適合于工藝乏汽和冷凝水余熱的回收利用。
如何實(shí)現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)梯級(jí)用能的有效性和穩(wěn)定性呢？根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，孚雷德整理出必須掌控的五個(gè)方面，與大家交流和分享如下：
梯級(jí)用能本質(zhì) 根據(jù)熱力學(xué)第二定律，蒸汽的熱能品質(zhì)存在高低差異，呈梯次存在。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，不同的用汽設(shè)備和生產(chǎn)工藝對(duì)蒸汽壓力/溫度等參數(shù)要求各有不同?？芍^：蒸汽能級(jí)有高低，設(shè)備用汽有不同。在使用蒸汽過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同設(shè)備和工藝對(duì)蒸汽等級(jí)的不同需求采取梯級(jí)用能策略，按需供汽，按質(zhì)用能，逐級(jí)多次利用，提升蒸汽熱能利用效率。蒸汽系統(tǒng)梯級(jí)用能本質(zhì)是：高能高用，低能低用，能盡其用。
梯級(jí)用能條件 蒸汽系統(tǒng)梯級(jí)用能，需滿足兩大條件——汽源壓力足夠高而便于設(shè)置梯度、設(shè)備對(duì)蒸汽壓力需求有高有低。汽源壓力只要相對(duì)用汽側(cè)真正需求的蒸汽壓力相對(duì)足夠高即可。譬如，汽源壓力雖然僅有0.6Mpag,但只要有些設(shè)備所需蒸汽壓力低于0.5Mpag就可考慮梯級(jí)用能；同時(shí)，設(shè)備用汽壓力有高也有低，低者可以在0.1～0.5Mpag間呈梯度分布。關(guān)鍵的步驟是，確定設(shè)備真正需要的滿足生產(chǎn)的最低蒸汽壓力。
梯級(jí)用能布局 這方面主要包括：不同設(shè)備所需蒸汽壓力確認(rèn)、工藝要求和用能安全評(píng)估、供汽分組和梯度確定、蒸汽分配和壓力控制、低品位蒸汽回收利用方案制定、冷凝水余熱回收利用策略制定等。整體布局中，不僅要避免高能低用，更要杜絕對(duì)低品質(zhì)熱能進(jìn)行不必要的提質(zhì)使用。要以最經(jīng)濟(jì)的方式提升熱能利用效率。在各行業(yè)蒸汽用戶中，用汽壓力偏高問(wèn)題非常普遍，對(duì)低壓蒸汽進(jìn)行不必要升壓而造成二次浪費(fèi)的做法也屢見(jiàn)不鮮。
梯級(jí)用能控制 梯級(jí)用能，“用能”是目的，“梯級(jí)”是手段，梯級(jí)設(shè)置的目的是有效和高效用能，提升能源利用效率。為此，要對(duì)布局好的用能梯次進(jìn)行有效控制，達(dá)到梯級(jí)有層次、層次要分明、能級(jí)需穩(wěn)定、供需要對(duì)等。沒(méi)有拉開層次的“梯級(jí)”往往存在高能低用問(wèn)題；各層級(jí)蒸汽壓力波動(dòng)大通常會(huì)導(dǎo)致一些設(shè)備供能不足而另些設(shè)備卻用能過(guò)度。更嚴(yán)重的是，下游能級(jí)壓力過(guò)高會(huì)抑制上游用能單元/設(shè)備的生產(chǎn)和用能效率。
梯級(jí)用能平衡 在蒸汽系統(tǒng)梯級(jí)用能過(guò)程中，正確進(jìn)行熱衡算以保證各梯級(jí)內(nèi)部和整個(gè)系統(tǒng)熱平衡是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)和提高能效的前提。對(duì)于每一梯級(jí)，熱能供不應(yīng)求會(huì)導(dǎo)致工藝不達(dá)標(biāo)，而熱能供過(guò)于求則會(huì)引起本梯級(jí)熱能壓力過(guò)高和梯度混亂，進(jìn)而掣肘上游梯級(jí)用汽設(shè)備效率和影響產(chǎn)品品質(zhì)。對(duì)于系統(tǒng)整體，熱能供不應(yīng)求最直接的后果是生產(chǎn)無(wú)法滿足和效率降低，還會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量；熱能供過(guò)于求則會(huì)導(dǎo)致投資和能源的雙重浪費(fèi)。