討論了高壓蒸汽分配和低壓蒸汽使用的優(yōu)點后，現(xiàn)在讓我們看看如何選擇合適的蒸汽管道尺寸進(jìn)行分配，并了解為什么蒸汽管道尺寸如此重要。
蒸汽分配系統(tǒng)的重要性在于從蒸汽發(fā)生器（鍋爐）中提取蒸汽并將其輸送到用戶部分，根據(jù)其在數(shù)量和質(zhì)量上的要求。
? 定量：蒸汽提供工藝所需的必要熱負(fù)荷，為此必須提供適量的蒸汽。考慮到季節(jié)變化、工廠負(fù)荷因素和過程變化，定量輸送設(shè)想了過程所需的最大蒸汽流量。此外，蒸汽的輸送應(yīng)處于工藝/工藝設(shè)備所需的壓力。
? 定性：定性交付設(shè)想蒸汽質(zhì)量，即干度、無污染、安全因素，以適應(yīng)預(yù)期的工藝批次周期。
飽和蒸汽管道尺寸
對于給定的應(yīng)用，只有一種技術(shù)上正確的管道尺寸。如果管道設(shè)計計算不正確，蒸汽管道最終可能尺寸過小或過大——兩者都會產(chǎn)生如下不利影響
如果蒸汽管道過大會怎樣？ 
 選擇 DN 100  的管道尺寸代替正確的 DN 80尺寸將產(chǎn)生以下影響
? 與 DN 80 管相比，DN100  管在相同流速下產(chǎn)生的壓降更小。
? 因此，蒸汽用戶將接收到所需壓力的蒸汽。不會有蒸汽饑餓的機(jī)會，蒸汽可用性是可靠的。
? DN 100  管線降低了與蒸汽流相關(guān)的噪音。
? 但是，DN100  管比 DN 80  貴。另外，其安裝和保溫成本較高。因此，安裝過大的管道在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。
? DN 100 管線具有更大的表面積，因此傳熱面積增加。因此，對流和輻射損失更多。
因此，管道損失增加并形成更大量的冷凝物。必須產(chǎn)生更多的蒸汽來彌補(bǔ)這種損失，從而增加了蒸汽成本。
因此，作為管道設(shè)計計算的一部分，正確確定蒸汽管線的尺寸對于確保盡可能降低管道損失至關(guān)重要。

如果管道尺寸過小會發(fā)生什么？
選擇 DN 80  管道尺寸代替 DN 100  管道的正確尺寸將產(chǎn)生以下影響 –
? 對于相同的蒸汽流量，DN 80  比 DN 100  管線產(chǎn)生更大的壓降。因此，蒸汽用戶接收可能不適合工藝參數(shù)的低壓蒸汽。
? 與 DN 100  相比，DN 80  管的容積流量承載能力較低。因此，它將無法以所需的流速向蒸汽用戶輸送蒸汽并導(dǎo)致蒸汽不足。這將再次影響工藝參數(shù)并阻礙產(chǎn)品的生產(chǎn)率/質(zhì)量
? 由于管道尺寸過小，蒸汽速度增加并導(dǎo)致水錘和侵蝕。水錘具有危險作用。
因此，為給定應(yīng)用選擇正確的管道尺寸具有重要意義。管道尺寸的確定基于兩種方法：
管道定徑的速度法和壓降法
速度法
在流體速度法中，假設(shè)蒸汽速度，并通過以下公式計算所需流量的管線尺寸：
Q = A xv
其中，Q = 體積流量 (m3/s) =（蒸汽流量 Kg/hr * 比容 M3/kg）/3600
A = 管道截面積公式 (m2) = D24
v = 蒸汽速度 (m/s)
由于 Q 和 v 是上述等式中的已知值，因此可以計算 A 和 D！
用于計算以下線尺寸的假定速度為：
閃蒸汽 = 15 m/s
飽和蒸汽 = 25 m/s ……長途旅行
飽和蒸汽 = 30 m/s ……短距離行駛
過熱蒸汽 = 30 至 40 m/s ……取決于管道長度和壓降。
蒸汽速度不應(yīng)超過上述值，因為它會導(dǎo)致重水錘效應(yīng)和更大的壓降。
閃蒸汽和飽和蒸汽的管線尺寸可通過下表計算。該表列出了基于速度法的管道尺寸測量結(jié)果，可用作各種應(yīng)用的現(xiàn)成計算器。

蒸汽管尺寸_速度法
讓我們考慮以下應(yīng)用，根據(jù)下面給出的參數(shù)確定兩個工廠的蒸汽管道尺寸-
蒸汽壓力 = 7 巴
峰值負(fù)荷時的蒸汽流量 = 3025 Kg/hr
工廠 1 的鍋爐和用戶之間的距離 = 90 Mtrs
工廠 2 的鍋爐和用戶之間的距離 = 300 Mtrs
使用蒸汽管道尺寸表（基于速度法）我們可以選擇100 NB對應(yīng)的蒸汽壓力為7 Barg，速度為25 M/s的管道尺寸

速度法的缺點：
速度法的缺點是沒有考慮配電線的長度。因此，它在相同的基礎(chǔ)上處理上述兩個不同長度的工廠，為兩者選擇相同的管道尺寸 DN 100。與相同管道尺寸的較小長度相比，較長長度的設(shè)備預(yù)計會增加壓降。我們需要估計給定管道長度的壓降，并驗證是否在可接受的范圍內(nèi)。
使用這些尺寸表，我們可以正確選擇以下兩個工廠所需的管道尺寸 工廠 1 – 管道長度 90 Mtrs Select DN 100  工廠 2 – 管道長度 300 Mtrs Select  DN 125
給定管道長度上的允許壓降標(biāo)準(zhǔn) 給定管道長度上的壓降應(yīng)等于蒸汽入口壓力的 10% 或 1 Barg，以較小者為準(zhǔn)。使用此標(biāo)準(zhǔn)和兩個表（速度方法和壓降），我們計算了兩個工廠所需的管道尺寸。

熱身/啟動負(fù)載
在啟動期間，蒸汽管道比蒸汽溫度低。這導(dǎo)致熱量從蒸汽傳遞到管道，并且因為管道周圍的空氣也比蒸汽冷，管道和周圍空氣之間也會發(fā)生熱傳遞。同時與冷卻器管道接觸的蒸汽將冷凝。由于蒸汽和管道之間的溫差最大，因此在啟動期間冷凝速率最大。這種冷凝率稱為“啟動負(fù)荷”。

運行負(fù)載
一旦管道變熱，蒸汽和管道之間的溫差自然會減小。然而，由于管道向周圍環(huán)境輻射熱量，因此會繼續(xù)發(fā)生一些冷凝。這種冷凝率稱為“運行負(fù)荷”。落在管道底部的冷凝水由蒸汽和重力攜帶到特定點，從那里排出。
一旦蒸汽從分配網(wǎng)絡(luò)流入利用部分，就會發(fā)生同樣的過程。蒸汽的能量用于加熱設(shè)備和產(chǎn)品，即使達(dá)到溫度后，熱傳遞仍在繼續(xù)。由于熱傳遞會形成冷凝水，因此必須將其從分配網(wǎng)絡(luò)和利用部分排出。這種冷凝水是一種能源，可以重新用作熱鍋爐給水。不回收這些冷凝水只是浪費能源，因此建議將所有冷凝水回收到鍋爐給水箱并完成蒸汽和冷凝水回路。

理想的蒸汽產(chǎn)生和分配壓力
蒸汽壓力受某些因素控制，如下所述：
1. 鍋爐最大允許安全工作壓力
2. 工廠過程的正確壓力要求
當(dāng)蒸汽通過分配網(wǎng)絡(luò)時，由于壓力下降
1. 管道內(nèi)的摩擦阻力又由管道尺寸和速度決定。
2. 管道內(nèi)冷凝
在設(shè)計配管網(wǎng)絡(luò)時必須考慮所有這些因素。鍋爐應(yīng)在額定壓力下產(chǎn)生蒸汽，以獲得最佳蒸汽質(zhì)量。高壓下蒸汽的比容較低，因此可以通過較小尺寸的蒸汽管分配蒸汽。這導(dǎo)致輻射損失減少和資本投資減少。下表說明了壓力對特定蒸汽體積的影響。
總而言之，在較高壓力下產(chǎn)生和分配蒸汽是有利的，因為：
1. 產(chǎn)生的蒸汽質(zhì)量是干飽和的。
2. 所需的蒸汽總管尺寸較小，這導(dǎo)致管道、法蘭、支撐、絕緣和勞動力的資本成本較低。
雖然蒸汽必須在較高壓力下產(chǎn)生，但在較低壓力下使用蒸汽是有利的。降低使用點的壓力可確保節(jié)約。隨著蒸汽壓力降低，蒸汽的潛熱增加。因此，始終建議使用較低壓力的蒸汽。
例如 - 10 bar 絕對壓力和 3 bar 絕對壓力下的蒸汽之間的潛熱差異為 35.64 Kcal/hg。現(xiàn)在考慮一個設(shè)備需要 500 hg/hr 的蒸汽。因此節(jié)省的熱能為 500*35.64=17820 Kcal/hr。相應(yīng)的蒸汽負(fù)荷也將是 17820/517.46 = 34.44 hg/hr。
下表進(jìn)一步說明了低壓下潛熱的增加
其次，在使用點降低壓力還確保輸送的蒸汽具有更高的干度。
考慮蒸汽在 9 bar g 的壓力下流動，干燥度為 0.95。蒸汽壓力現(xiàn)在降至 3 bar g。這種壓力降低導(dǎo)致干度增加，可以使用以下公式計算，
H = Hf + XHfg
在哪里，
H = 蒸汽的總熱量
Hf = 流體焓
X = 干度分?jǐn)?shù)
Hfg = 蒸汽潛熱
在 9 bar g時，
Hf = 182.54 kcal/kg 和
Hfg = 481.82 大卡/公斤。
干度為 0.95 的蒸汽，
H = 640.27 大卡/公斤。
減壓站是一個等焓裝置（即沒有做功）。因此，入口和出口的“H”是相同的。
將壓力降低至 3 bar g，Hf = 144.74 kcal/kg 和 Hfg = 510.29 Kcal/kg?？偀崃?，即 H 保持不變，但干度增加到 0.97。這個例子說明蒸汽壓力的降低提高了蒸汽的質(zhì)量。
選擇正確的壓力同樣重要。對于飽和蒸汽，壓力和溫度在整個范圍內(nèi)都有關(guān)系。隨著壓力的增加，相應(yīng)的溫度也增加。對于熱傳遞，一次流體和二次流體之間存在溫差很重要。
在這種情況下，蒸汽是主要流體，過程流體是次要流體。建議的溫差應(yīng)在 30 ℃ 至 40 ℃. 即蒸汽溫度比最終所需的二次流體溫度應(yīng)高出 30 至 40 ℃.。
選擇的蒸汽壓力應(yīng)與蒸汽溫度相對應(yīng)。例如，如果工藝所需的最終溫度為 110 攝氏度，那么蒸汽的理想溫度值為 145℃. 對應(yīng)的壓力為 bar (a) 或 3.16 bar(g)。
應(yīng)驗證換熱器具有容納所需蒸汽流速（在較低壓力下）所需的體積。