蒸汽系統(tǒng)梯級用能必須掌控的五個方面
為了減少能源浪費和提高熱能利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減碳目標，蒸汽系統(tǒng)的熱能利用需要按能源品位逐級充分利用，高能高用、低能低用、溫度對口、壓力匹配。蒸汽系統(tǒng)梯級用能，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。
如何實現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)梯級用能的有效性和穩(wěn)定性呢？根據(jù)多年實踐經(jīng)驗，孚雷德整理出必須掌控的五個方面，與大家交流和分享如下：
梯級用能本質(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)過程中，不同的用汽設(shè)備和生產(chǎn)工藝對蒸汽壓力/溫度等參數(shù)要求各有不同。可謂：蒸汽能級有高低，設(shè)備用汽有不同。在使用蒸汽過程中，應(yīng)根據(jù)不同設(shè)備和工藝對蒸汽等級的不同需求采取梯級用能策略，按需供汽，按質(zhì)用能，逐級多次利用，提升蒸汽熱能利用效率。蒸汽系統(tǒng)梯級用能本質(zhì)是：高能高用，低能低用，能盡其用。
梯級用能條件 蒸汽系統(tǒng)梯級用能，需滿足兩大條件——汽源壓力足夠高而便于設(shè)置梯度、設(shè)備對蒸汽壓力需求有高有低。汽源壓力只要相對用汽側(cè)真正需求的蒸汽壓力相對足夠高即可。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就可考慮梯級用能；同時，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。
梯級用能布局 這方面主要包括：不同設(shè)備所需蒸汽壓力確認、工藝要求和用能安全評估、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，更要杜絕對低品質(zhì)熱能進行不必要的提質(zhì)使用。要以最經(jīng)濟的方式提升熱能利用效率。在各行業(yè)蒸汽用戶中，用汽壓力偏高問題非常普遍，對低壓蒸汽進行不必要升壓而造成二次浪費的做法也屢見不鮮。
梯級用能控制 梯級用能，“用能”是目的，“梯級”是手段，梯級設(shè)置的目的是有效和高效用能，提升能源利用效率。為此，要對布局好的用能梯次進行有效控制，達到梯級有層次、層次要分明、能級需穩(wěn)定、供需要對等。沒有拉開層次的“梯級”往往存在高能低用問題；各層級蒸汽壓力波動大通常會導(dǎo)致一些設(shè)備供能不足而另些設(shè)備卻用能過度。更嚴重的是，下游能級壓力過高會抑制上游用能單元/設(shè)備的生產(chǎn)和用能效率。
梯級用能平衡 在蒸汽系統(tǒng)梯級用能過程中，正確進行熱衡算以保證各梯級內(nèi)部和整個系統(tǒng)熱平衡是實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)和提高能效的前提。對于每一梯級，熱能供不應(yīng)求會導(dǎo)致工藝不達標，而熱能供過于求則會引起本梯級熱能壓力過高和梯度混亂，進而掣肘上游梯級用汽設(shè)備效率和影響產(chǎn)品品質(zhì)。對于系統(tǒng)整體，熱能供不應(yīng)求最直接的后果是生產(chǎn)無法滿足和效率降低，還會影響產(chǎn)品質(zhì)量；熱能供過于求則會導(dǎo)致投資和能源的雙重浪費。