蒸汽系统为什么要减压

百科 2024-09-04 08:03 北京

大家都知道，蒸汽要”高压输送、低压使用”，可是为什么呢？

1、高压输送的好处：

A、如果蒸汽压力越高，密度越大，单位质量蒸汽所占用的空间会越少。所以蒸汽锅炉经常在高压力运行，较小的锅炉也能产生很多蒸汽，然后通过比较小的管道输送到用汽点。

B、压力越高，温度也越高，蒸汽冷凝的速度就越慢，因此，输送热效率要高。

2、蒸汽减压（使用低压蒸汽）的原因：

A、压力越低，蒸汽的热焓值越高，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。

因此使用低压蒸汽可以减少锅炉的蒸汽负荷，可以节约能源（来源易配管公众号）。为减小锅炉的尺寸，大多数蒸汽锅炉的设计压力都相对较高，且不应运行在较低的压力下，那样会导致蒸汽“带水”，干度下降。由于这个原因，通常比较经济的做法是让锅炉生产较高压力的蒸汽，然后在使用点进行减压。只有增加减压站，才可以得到高品质的稳定的低压饱和蒸汽，这是设备工艺所需要的。

B、蒸汽压力越低，越适合于设备使用，可以降低下游管道中的阀门、设备、管道及附件的压力等级，低压设备的采购成本比使用高压蒸汽的设备要低得多，寿命也更长。

C、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，损失的热量也就相应降低了。

D、因为饱和蒸汽的物理性质是，压力和温度是一一对应的，在某些制程中，可以通过控制压力来间接控制温度，因为压力控制比较简单且可以提供精确的温度控制。这一点在杀菌锅、接触式干燥器、硫化机、压延机上比较普遍，因为这些设备的表面温度很难通过温度感应器测量。所以说压力控制，也是换热器温度控制的基础。

E、有时候，减压也是为了稳压。现在越来越多的工厂，被要求使用热电厂集中供应的蒸汽，因为用汽单位数量很多，大家的生产时间可能都集中在白天，一到晚上很少厂使用，因此晚上一般压力都很高，达到峰值，这时必须减压才能满足工厂要求。即使白天，蒸汽压力降下来了，但是压力也是很不稳定，来源易配管公众号，所以也需要通过减压阀来使压力稳定下来。

3、减压装置：使用自作用减压阀，或者使用气动控制阀，可以准确控制蒸汽压力。

自作用减压阀包括：先导式减压阀和直接作用式减压阀；

气动控制阀，则需要配套高温型压力传感器和压力控制器使用。

3、使用低压蒸汽的节能效益分析

1、比如：35t/H的锅炉1台，压力9barg，车间使用压力要求为5barg，由此来计算可节约的能源。

2、效益计算：由饱和蒸汽表查出（查表时注意，上表中绝对压力=表压+1），9barg压力时（查表时应查绝对压力为1.0MPa一栏的参数）的蒸汽的热焓值为2014.44 kJ·kg-1，5barg压力时的蒸汽的热焓值为2085.64 kJ·kg-1，因此将压力从9减至5barG时，可以增加2085.64-2014.44=71.2kJ·kg-1的热量，35t/h的锅炉，则一共可增加35000kg/h*71.2 kJ·kg-1=2492000 kJ/h的热量，实际用汽量一定的情况下，我们完全可以少生产这么多的热量，也就是说我们可以节约这么多的热量。现在，我们将此热量转换成蒸汽量，我们的锅炉是生产9barg的蒸汽，因此，刚才的热量也就相当于2492000（ kJ/h）/2014.44（kJ·kg-1）=1237kg/h的9barg压力的蒸汽，一天则可节约1237*24=29688kg蒸汽。由此得出可节约煤炭的比例或所能提高的热效率为1237/35000=3.5%

锅炉的热效率为80%，9bar饱和蒸汽的总热量为2777.12 kJ/kg-1=2777.12/4.2=662.9Kcal/kg，662.9Kcal/kg *35000kg/h=23201500Kcal/h

一般使用的是三级燃煤，其燃烧值只有6308Kcal/kg,锅炉耗煤量为23201500/6308=3678kg/h=3.678 （T/h）。来源易配管公众号，所以，若使用5bar的低压蒸汽，每天可节约煤为：3.678*24*3.5%=3.1T，目前三级燃煤的单价为780元/T，由此算出每天可以节约3.1*780=2418元。一年按360天工作日计算，可以节约共2418*360=87万元。

由此可见，低于一些低压设备，一定要使用减压阀，将蒸汽压力减至设备需求的压力来运行，可以大大减少能耗。

附表：饱和蒸汽表

Pressure	Temp	Specific Volume		Density	Specific Enthalpy
MPa	℃	m³·kg^-1		kg·m^-3	kJ·kg^-1
p	t	v’	v”	p^,,	h_f	H_g	h_fg
0.1	99.606	0.00104315	1.69402	0.590311	417.44	2674.95	2257.51
0.3	133.53	0.00107318	0.605785	1.65075	561.46	2724.89	2163.44
0.35	138.86	0.00107858	0.524196	1.90768	584.31	2731.97	2147.65
0.4	143.61	0.00108356	0.462392	2.16287	604.72	2738.06	2133.33
0.45	147.91	0.00108820	0.413900	2.41604	623.22	2743.39	2120.16
0.5	151.84	0.00109256	0.374804	2.66806	640.19	2748.11	2107.92
0.6	158.83	0.00110061	0.315575	3.16882	670.50	2756.14	2085.64
0.70	164.95	0.00110797	0.272764	3.66617	697.14	2762.75	2065.61
0.80	170.41	0.00111479	0.240328	4.16099	721.02	2768.30	2047.28
0.90	175.36	0.00112118	0.214874	4.65390	742.72	2773.04	2030.31
1.00	179.89	0.00112723	0.194349	5.14539	762.68	2777.12	2014.44
1.10	184.07	0.00113299	0.177436	5.63584	781.20	2780.67	1999.47
1.20	187.96	0.00113850	0.163250	6.12558	798.50	2783.77	1985.27

关于举办“2024连续流技术及工艺开发案例与首次工艺论证培训班”的通知

连续流技术可以使化工生产微型化、本质安全化，使生产过程更加安全、高效、环保。本次培训从连续流反应器、工艺技术、案例解析、依据项目小试、中试、扩试、工业化生产等全生命周期各环节本质安全的要求，化学反应安全风险评估、国内首次使用化工工艺安全可靠性论证报告编制（首次工艺论证报告编制）几个方面展开交流，本单位在2024年9月20日-22日在上海市举办“2024连续流技术及工艺开发案例与首次工艺论证培训班”。两个会场同时召开，邀请多年实践经验和连续流工艺案例的企业和大学老师授课，请各有关单位积极派员参加，现将有关事项通知如下：

一、培训组织：

主办单位：北京中科安化工业技术中心

支持媒体：化学工业网化工服务联盟

二、培训时间地点：

时间：2024年9月20日-22日（20日全天报到）21和22两天课程(两个会场同步进行）

地点: 上海市（地点会前一周直接通知报名者）线上+线下

三、培训费用：

2800元/人（含培训费、资料费、两天午餐费等费用）。提前汇款2500元/人，住宿统一安排，费用自理。展位、发言及其它赞助方案请与会务组联系。

四、培训对象：

从事化工、医药、合成、轻工等工艺、专业技术人员;工程项目管理人员以及各高校、职业技术学院化工专业相关教师均可报名参加。

五、学员要求与教学方法：

1、熟知化工专业基础知识，课堂讲授与讨论相结合，并将结合案例，课堂讨论交流。

六、报名联系方式：

电话/传真：010-60354362 祁慧杰：18518206941（同微信）

姜岩言：手机微信同号: 13260460335（报名微信）

手机咨询：18515638512

七、培训主要内容：见课程表

9月

21日

8:30-12:00

会场一

1.流体化学技术介绍

2.适合的反应类型

3.具体案例分享

4.旭流化学介绍

5.流体项目研发交流

主讲老师:唐心华，上海旭流化学科技有限公司研发副总监（流体化学），在原料药的工艺开发领域工作12年，前6年在大型CDMO从事原料药传统釜式工艺的研发和生产管理，近6年专注于流体化学的工艺开发和生产应用。曾任清华大学科研助理，对流体化学的基础理论知识和在具体的原料药工艺开发应用中有深入的理解。

9月

21日

13:30-16:30

会场一

1、化工过程热风险；

2、化工物料的热危险性评估；

3、化学反应过程热危险性评估；

3.1快反应与连续流反应技术，

3.2连续流反应的反应安全风险评估。

4、国内首次使用化工工艺安全可靠性论证；

4.1国内首次使用化工工艺的定义及范围，

4.2如何编制国内首次使用化工工艺安全可靠性论证报告。

5、化工过程本质安全化设计。

主讲老师：舒理建，男，正高级工程师，浙江工业大学客座教授、浙江师范大学兼职教授，中国化学品安全协会专家，浙江省应急管理专家。现任长三角绿色制药协同创新中心、国家化学原料药合成工程技术研究中心医药化工过程安全研究院院长、浙江华颀安全科技有限公司董事长，九三学社东阳市基层委员会副主委。1989年7月毕业于浙江工业大学化学工程系工业分析专业，长期从事药品研发、合成工艺研究、工艺安全研究、产业化研究、工程设计和产业化工作。历任医药上市公司研究所所长、总工程师、副总经理、总经理，先后主持完成了国家级项目3个、省级项目9个，主持制定国家标准4项，获得省级技术发明一等奖1项、省级科技进步二等奖1项；获得浙江省优秀科技工作者、九三学社浙江省委员会优秀社员等荣誉称号。

9月

22日

8:30-9:30

会场一

微化工技术及其在精细化工过程中的应用

一.研究背景二.目前的主要研究进展三.结论与展望

主讲老师：凯尔曼·亚森，山东微井化工科技有限公司/技术副总监，公司工艺开发负责人，主要从事流动化学，化学工程中的连续流合成反应，工艺过程强化，连续过程强化，连续过程工程技术，本质安全化工技术，绿色合成工艺研究及产业化，拥有10余项发明专利。

9月

22日

9:30-11:30

会场一

1、连续流技术简介

1）技术原理2）技术理论研究3）流体模拟技术

2、连续流技术设备简介

1）设备类型及特点2）设备特殊形式3）材质发展4）加工方式

3、辅助设备简介

1）进料系统2）在线检测系统3）自动控制系统4）其它系统

4、连续流技术实践经验

1）传质分析2）传热分析3）方案的设计与设备选择4）设备的使用与维护5）使用技巧与经验

5、连续流技术理论研究的思考

1）选择性问题2）动力学、热力学研究3）反应热分析4）数值模拟

主讲老师：黄长如，现在就职于山东欣龙装备制造有限公司负责研发，丁全有,黄长如,李鹏飞主编《连续流反应器及工艺设计》已经出版，连续多年从事连续流技术研发工作，实践经验丰富，帮助企业提质增效。

9月

22日

13:30-16:30

会场一

工程案例的技术总结

1、塔的工程实践和技术总结

案例一：脱水；案例二：溶剂回收；案例三：间歇精馏的扩产；案例四：汽提塔；案例五：共沸物的分离；案例六：反应精馏

2、反应的工程实践和技术总结

案例一：气固反应；案例二：气液反应；案例三：酰氯化反应

3、其它的工程实践和技术总结

案例一：连续萃取；案例二：强化液液传质；案例三：精馏塔提产；案例四：尾气甲苯超标；案例五：塔顶冷凝器能力不够

4、工作的基本观点

寻找问题的源头、理论和实际要对应起来

主讲老师：王炜，华东理工大学化学工程专业硕士毕业。曾多次参加主持过石油化工装置、精细化工装置的建设；有多年大型化工企业工作经验，任工艺部门负责人。近几年，专注于精细化工行业的工程优化工作。现为多家农药生产公司的技术顾问，为企业工程优化改进提供解决方案。

下午5点左右培训结束，交流讨论。

9月

21日

8:30-12:00

会场二

精细化学品的连续流合成开发

内容：主要介绍利用连续流技术进行新型精细化学品的开发

（1）连续流合成技术的基本介绍

（2）连续流反应开发精细化学品的基本装置

（3）连续流合成微纳米材料简介

（4）连续流技术结晶简介

（5）连续流技术合成药物中间体简介

（6）高通量合成与连续流技术的结合

（7）人工智能与连续流技术的结合

主讲老师：陶胜洋，大连理工大学化学学院，教授，院长。长期从事微流体、连续化反应、智能化学等化学化工与信息技术交叉的科学研究；获评国家级青年人才，担任大连市智能化学重点实验室主任；担任中国化学会胶体与界面化学专业委员会青年委员会副主任；中国化工学会微化工技术、智能制造两个专业委员会委员；中国化学会会员期刊《化学通讯》首届科普教育类编委、辽宁省石油石化学会副理事长。

9月

21日

13:30-15:30

会场二

1、连续结晶技术的选择；

2、连续结晶技术开发；

3、连续结晶工艺设计；

4、连续结晶器设计；

5、连续结晶操作；

6、连续结晶工程应用；

7、连续结晶存在的一些问题以及解决方案

主讲老师：龚俊波，天津大学讲席教授，博士生导师，现任国家工业结晶工程技术研究中心主任，国家结晶科学与工程国际联合研究中心执行主任。

9月

21日

15:30-16:30

会场二

康宁反应器技术工艺开发案例介绍

1、康宁反应器产品介绍、

2、康宁反应器无缝放大原理、工艺开发应用案例等。

主讲老师：吴茂诚，硕士毕业于第二军医大学，曾在上海医药工业研究院及亚邦医药研究院从事药物合成工艺研发与中试放大工作，目前担任康宁反应器技术中心（中国）技术中心副主任一职，负责康宁反应器技术应用与推广以及工艺开发。加入康宁反应器技术有限公司 5 年内，先后负责完成十余个连续流工业化项目的工艺开发，在康宁微通道反应器技术应用方面有丰富的经验。

9月

21日

16:30-17:30

会场二

最有价值的药物连续制造应用

1.药物连续制造的背景

2.关于药物连续制造政策的解读

3.药物连续制造技术与案例

4.安微连续流技术简介

主讲老师：程汉，山东大学化学学士，纽约大学化学硕士，现任安微连续流技术售前技术支持经理。在纽约大学Ryan Hartman教授指导下研究连续流反应器在制药领域非均相催化中的应用，以及微通道反应器的设计与开发。加入安微连续流以来，主导了多个药企和精细化工企业工业化项目的开发，其中数项已经工业化落地或即将落地，研究范围涉及加氢、硝化、重氮化、磺化、过氧化等等，有着丰富的连续流开发及工业化落地相关经验。

9月

22日

8:30-12:00

会场二

1、微通道反应器的设计与开发

2、高剪切反应器的设计与开发

3、连续流反应工艺的设计与开发

4、精馏系统热集成技术的设计与开发

5、膜与吸附分离技术的设计与开发

6、连续流分离工艺的设计与开发

主讲老师：李文鹏，副教授，硕士生导师，中共党员，中国化工学会微化工专委会青年委员、中国化工学会混合与搅拌专业委员会委员、河南省石油和化学工业协会智能制造推进委员会副秘书长。主要从事连续流反应及节能分离工艺包的设计与开发、化工过程强化设备的设计与开发（微通道反应器&高剪切反应器）、膜与吸附分离技术的应用与开发、精馏系统节能改造（系统热集成）等方面的基础与应用研究工作。设计开发出具有自主知识产权的阴阳鱼板式微通道及管壁式微通道反应器、射流鱼板式微通道反应、微孔射流强化套管式微通道反应器、超声强化孔射流套管微通道反应器、微管射流强化高剪切反应器等，所开发“微管射流高剪切混合器”获上海市高新技术转化项目。

9月

22日

13:30-14:30

会场二

化工本质安全微通道在硝化、重氮化、氧化中的工业化应用

1、微通道反应系统介绍 2、反应案例分析硝化案例讲解

3、重氮化反应工业化现状 4、常大微通道连续流重氮化反应案例

5、微通道在工业化应用中存在的问题

主讲老师：张跃，教授，博士，博士生导师，加拿大圣西维尔大学访问学者，主要研究方向为化学工程、流动化学、过程强化、制药工程以及安全工程方面研究。常州大学环境科学与工程学院院长，常州大学化学工艺学科带头人和科技创新团队负责人，江苏省化学化工学会副秘书长，江苏省化学化工学会微通道技术专业委员会主任委员，石油和化工行业连续流技术工程实验室主任。

9月

22日

14:30-17:00

会场二

1、研究背景；

2、微流场技术工程化新方法；

3、微流场技术系统集成；

4、微流场工程化装备研发。

主讲老师：何伟，南京工业大学制药工程系主任，教授，博士生导师，主持“十三五”重点研发计划课题/子课题、国家自然科学基金面上项目、军委科技委国防科技创新项目、江苏省重点研发计划、教育部产学研协同育人项目等科研项目10余项，与中国石化、陕西煤业、中建安装、京博集团等企业开展产学研合作，以通讯、第一作者身份在Appl. Catal. B、Chem. Eng. J.等期刊发表SCI论文30篇，入选高被引文章1篇；获授权美国专利2项，中国发明专利40余项，其中10余件获得工业化应用，经济社会效益显著；2022年、2016年分别获中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖，2020年获中国化工学会基础研究成果奖一等奖。

下午5点左右培训结束，交流讨论。

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