蒸汽加热设备节能监测方法

蒸汽加热设备节能监测方法

(GB/T15914－1995)

第一节主题内容与适用范围

1. 标准规定了蒸汽加热设备能源利用状况的监测内容、监测方法和合格指标。

本标准的能源利用状况是指输入热能的合理性(即蒸汽的品位)；设备的有效能量的水平(即热效率的高低)；各项损失热量的合理性；设备管理操作水平，设备所生产产品产量及其单位产品能耗水平。

2. 标准适用于汽功率≥325kW(0.5t/h)。蒸汽加热设备包括四大类：

a. 蒸煮设备；

b. 蒸发与蒸馏设备；

c. 蒸汽加热干燥设备；

d. 综合用汽设备。

根据我国目前的实际情况, 把蒸汽加热设备的用汽功率定在≥325kW(用蒸汽量≥0.5 t/h)，小于这个用汽量的就不进行热效率监测了。但遇到特殊情况，如某企业蒸汽加热设备很多，但每台用汽量小于0.5 t/h，总的用蒸汽量却大于10 t/h，则仍可进行监

测测试项目的监测，同样可以评价其蒸汽加热设备的能源利用水平。

3. 标准不适用于蒸汽动力设备。

因为本标准未包括蒸汽动力设备的效率测试与计算方法，如汽轮机(发电)、蒸汽机车(运输)和蒸汽锤等节能监测方法，这些更为复杂需另行制订监测标准。

第二节蒸汽加热设备节能监测项目

1. 蒸汽加热设备节能监测应检查热效率。

a. 企业所提供的热效率测算数据应以专业监测单位的监测报告为依据。

b. 蒸汽加热设备热效率监测时间间隔不超过三年。新投入的蒸汽加热设备应对其进行热效率监测验收。

之所以要求对新投入生产使用的蒸汽加热设备应及时进行热效率监测验收，是要了解新投产的蒸汽加热设备的额定性能指标与实际调试出的生产性能指标是否相符合；安装有什么缺陷；是否符合节能型设备的条件；其运行热效率是否达到额定指标，能否达到节能监测的合格指标要求，即作到对新投产的蒸汽加热设备心中有数。

本标准中的检查项目是参照<<工业锅炉节能监测法>>标准制定的，就是将设备复杂和测算难度大的项目只作检查项目，检查是否进行过测试；是否做到了合格指标；不合格时是否进行了复测；是否超过规定的节能监测周期。

2. 蒸汽加热设备节能监测测试项目。

蒸汽加热设备节能监测测试项目是从各类设备的热平衡损失项目中最能反映其损失热量参数中选取的，这些现场测试项目的测试可随时进行或定期进行。因此本标准把这些主要参数作为节能监测的测试项目。这样既免去那些繁锁的计算，又能反映出蒸汽加热设备的能源利用水平。

2.1 蒸煮设备的节能监测测试项目。

a. 疏水温度(间接蒸煮设备)

b. 乏汽温度。

c. 溢流水温度。

d. 设备外表面温度。

2.2 蒸发与蒸馏设备的节能监测测试项目。

a. 疏水温度。

b. 回馏比偏差(蒸馏设备)。

c. 末效乏汽温度(蒸发设备)。

d. 设备外表面温度。

2.3 干燥或综合用汽设备节能监测测试项目。

a. 疏水温度。

b. 排汽温度。

c. 溢流水温度。

d. 设备外表面温度。

e. 乏汽温度。

以上各类蒸汽加热设备的监测测试项目均符合GB15316－1994《节能监测技术通则》规定的节能监测的内容。主要考核评价用能设备的技术性能和运行状况。用能设备的实际运行效率或主要运行参数应符合该设备的经济运行要求。

第三节蒸汽加热设备节能监测方法

1. 节能监测用仪表及其准确度见表1。

表1 监测仪表及其准确度要求

节能监测用仪表的选择和使用原则：

a. 节能监测用仪器、仪表、量具和设备应与所从事的监测设备项目相适用。

b. 节能监测用的仪器、仪表、量具和设备应在满足准确度前提下，尽量采用先进的和便携式的。

c. 节能监测用的仪器、仪表、量具和设备应考虑其可靠性和经济性。

d. 根据GB6422－1986《企业能耗计量与测试导则》关于“测试分级”规定，节能监测属一级测试(设备热效率)和二级测试(监测测试项目)，其监测结果综合不确定度应≤5 %。因此仪器、仪表、量具和设备的准确度选择应满足以上测试级别要求。

e. 节能监测使用的仪器、仪表、量具和设备应在法定计量检定合格周期以内，过期的应按时进行送检。

f. 根据以上原则蒸汽加热设备节能监测仪及其准确度应满足表1所列要求。

2. 监测条件与时间

2.1 监测测试项目时间，规定在设备热工况稳定或周期性设备达到用汽高峰时进行测试，时间应不少于一小时。

节能监测测试项目应在生产正常、设备运行工况稳定的条件下进行。生产正常的含义包括：①是正式生产，不是试验性生产；②生产用能源和原料供应正常；③设备生产负荷或产量与平时基本相当，不能在监测测试时人为的调整生产负荷。工况稳

定的含义包括：(1)在监测测试时设备不应是刚开始运行状况，应经过一定时间，使设备的蓄热达到稳定后进行；(2)设备的生产负荷及主要运行参数没有大的波动；(3)对于连续性生产设备，供入蒸汽量应为稳定均衡的状况；(4)对于周期性生产设备在用汽量达到高峰段时期进行监测测试。

监测测试项目的监测时间一般为1小时，测试参数的取数可连续读取也可间接读取。

2.2 对热效率，连续生产的设备在热工况稳定后测试二小时；周期性生产的设备测试一个生产周期。

在测试热效率时，同样要求应在生产正常和设备热工况稳定时进行。对于连续周期性生产设备，其测试也应在生产几个周期以后进行，并且测前周期的停顿时间间隔应与以往一致。对于间隔时间相当长的周期性生产设备，可任意选一个周期性进行其热效率的监测。

3. 蒸汽加热设备检查项目

3.1蒸煮设备的热效率。

3.2 蒸发与蒸馏设备的热效率。

3.3 干燥或综合用汽设备的热效率。

4. 蒸汽加热设备测试项目的监测方法

4.1 疏水温度的监测

打开蒸汽加热设备的疏水阀后的旁通阀门(应在监测前

安装)，用温度计每20分钟测试一次，取其算术平均值为疏水温度；

凡蒸汽直跑者为该项监测不合格。

间接加热的用蒸汽设备，其蒸汽凝结水的疏水带走的热量，一般为蒸汽供入热量的10～15 %，如果疏水阀门的性能不好，漏蒸汽率高，则疏水损失热量比率将增加；如果疏水阀门已损坏，造成蒸汽直跑，则浪费的蒸汽量有可能超过额定的蒸汽供入量。因此本标准规定，凡有蒸汽直跑者(无论是疏水阀损坏还是其它原因)的蒸汽加热设备，则该项目监测指标肯定不合格，应立即维修或更换疏水阀门，保证蒸汽加热设备正常运行。

对于正常运行的蒸汽加热设备的疏水温度的监测测试方法为：

在监测期开始时，打开蒸汽加热设备疏水阀后的旁通阀门(如没有旁通阀门的应在监测前安装好)，设置一个容量不小于

2L的容器，使疏水径流容器，用数字温度计测试疏水平均温度，每20分钟测试一次，取监测期内各次(不少于四次)的算术平均值为监测测试期疏水温度。

对于有冷凝水回收利用的封闭系统的用蒸汽加热设备的疏水温度就不必进行监测测试了。

4.2 泛汽温度的监测

在蒸汽加热器的最末吸热面的乏汽出口0.3m处，用温度计每20分钟测一次，取其算术平均值为乏汽温度。

乏汽温度的监测

对于一般的蒸煮设备、蒸发设备、综合用汽设备的乏汽

温度，只要设备运行正常，一般排出乏汽的温度均会小于或等于100℃。对于一些特殊蒸汽加热设备，如制药行业的发酵缸的空缸消毒和实物消毒工艺过程，乏汽温度必然会超过100℃，对于这类设备，应建议企业在不影响生产和产品质量的前提下，进行乏汽热量回收利用(在目前技术和工艺条件下，可暂不把这类设备的乏汽温度列入监测项目)。

乏汽温度的监测方法为：在蒸汽加热器最末吸热面的乏汽出口的0.3m处，用数字温度计每20分钟测一次，取其算术平均值为监测测试的乏汽温度。

4.3 溢流水温度的监测

在容温溢流水出口，用温度计每20分种测一次，取其算术平均值为溢流水温度。

对于蒸煮设备和综合用汽设备，当用蒸汽加热水，对物料进行连续洗涤时，溢流水会带走一定的热量，因此在满足工艺要求的洗净度后，应按工艺要求控制好对水的最高加热温度和连续溢流水量，排放的溢流水温度应控制在小于或等于45℃，以达到既保证产品质量又节约蒸汽和水的目的。

溢流水温度的监测测试方法为：在容器(溢流洗涤首槽)的溢流水出口，用温度计每20分钟测试一次，取其算术平均值为监测测的溢流水温度。

4.4 排气温度的监测

在烘干设备排气处0.3m以内的测孔中用温度计每20分

种测试一次，取其算术平均值为排气温度。

对于干燥设备和综合用汽设备，为使干燥汽化的水蒸汽分子能迅速离开被干燥物料，以保证干燥过程的高效和连续进行，有的干燥和综合用汽设备没有排气装置，排气温度应控制在适当的温度。排气温度的监测测试方法为：在干燥设备和综合用汽设备的排气管道出口0.3m以内的测孔中，用数字温度计每20分钟测试一次，取其算术平均值为监测测试的排气温度。

4.5 回流比偏差的监测

用超声波流量计测出蒸馏塔的平均回流量，测出蒸馏塔的平均馏出液量，并计算出回流出值。再与规定的回流比相减，求出回流比偏差。

对于蒸馏设备其回流是进行连续生产和保证产品(馏出液)质量的措施，回流比小了会影响馏出液的纯度，回流比大了则会减低产量和浪费能源。在此回流比应根据工艺要求，确定在最佳值状态，在满足产品(馏出液)质量的前提下，尽可能的控制在额定范围之内。回流比偏差的测算方法如下：

在蒸馏塔顶的回流直管段上，用超声波流量计测试出监测期内平均回流量，同时测出监测期内的平均馏出液量y4，按下式求出回流比R h：

R h= (M h-y4)/M h ×100% (1)

式中：R h—蒸馏设备的实测回流比，%；

M h—蒸馏设备的实测平均回流量，kg/h；

y4—蒸馏设备的实测平均馏出液量，kg/h。

监测测试出的回流比R h与蒸馏设备额定回流比R N的相对回流比偏差按下式计算：

σ= ︱R N- R N︱/ R N×100% (2)

式中：σ—蒸馏设备的回流比偏差，%；

R h—蒸馏设备监测实测的回流比值，%；

R N—蒸馏设备额定的回流比值，%。

4.6 设备外表面温度的监测

设备外表面温度测点应具有代表性，以1～1.5 m2设一个测点，在热工况稳定后测试，用表面温度计测得的各点外表面温度，取其最大值为监测实际值。

蒸汽加热设备外表面温度的测点布置应具有代表性。无论是有保温层的还是无保温层的，在设备的外表面每1～1.5 m2内应设一个温度测点，在距蒸汽进口法兰周围0.3 m的园周内不应设测点。对于连续性生产蒸汽加热设备，用表面温度计每20分钟测试一次，求出每个测点各次算术平均值，以各测点的最高平均值为该设备的表面温度监测值。对于周期性生产的蒸汽加热设备，在加热测度达到工艺要求并处于稳定状态后，用表面温度计测出各点平均温度值。取各测点的最高平均温度为该设备的外表面温度监测值。

第四节蒸汽加热设备节能监测合格指标

节能监测合格指标的确定是以合理用能杜绝浪费为原则，同时考虑我国实际情况，如果节能监测合格指标制定得太高了会使大多数设备可能不合格，企业难以适应；若节能监测合格指标制定得太低了，则不能促进技术进步，达不到促进节能的目的。因此我们的基本思想是以现在的技术装备水平来衡量，把明显浪费能源的现象管住，即让大约70～80 %的被监测对象合格，而促使企业对不合格设备(约占30～20 %)进行技术改造。

对于蒸汽加热设备来说，搞好蒸汽热能的梯度利用是至关重要的。只要能用饱和蒸汽加热的设备，决不用过热蒸汽来加热；能使用一般压力蒸汽的，决不使用高压蒸汽；能用疏水或乏蒸汽加热低温物料(低于100℃)的，不直接用蒸汽来加热；对蒸汽凝结水完全进行回收利用。作到了这些就达到合理使用蒸汽的要求。

热效率的合格指标见表2。

蒸汽加热设备的热效率作为节能监测检查项目的合格指标是以目前我国蒸汽加热设备的实际技术水平及前几年全国各地热平衡测试数据为基础，通过大量的调研后，经综合平衡研究制定的。

表2蒸汽加热设备热效率合格指标

6.2 节能监测测试项目合格指标见表3。

6.2.1关于蒸汽加热设备的供入蒸汽冷凝水温度。对于间接加热的各类设备，其供入蒸汽的凝结水，经疏水阀门后的疏水温度监测合格指标为t ss≤100℃，对按温度梯度使用蒸汽的加热设备和在疏水阀门完好的状态下，其指标是合理的，能够达到的。

6.2.2关于蒸发设备的末效乏汽和蒸煮与综合汽设备直接蒸煮后的第二次蒸汽的放散乏汽温度，在设备运行正常工况下，其合格指标为t fg≤100℃，一般均能达到，否则就是设备自身不正常或设备运行工况不正常。

6.2.3蒸煮和综合用汽设备的溢流水温度，一般都是经过三槽及以上的逆向倒流洗涤降温后的脏水，在节能和节水的双重指标综合考核时，其溢流水温度的合格指标为t yl≤45℃，是合理和能够

达到的指标。

6.2.4控制蒸馏设备的回流比偏差是为保证上馏出液产品合格，而又降低产量不浪费能源，该项指标定为σ≤20%，对于大多灵敏蒸馏设备来说是合理的。

6.2.5干燥和综合用汽设备排气温度的合格指标为t pq≤75℃，是经实测统计确定的。一般来说，既可保证干燥设备工艺需要又不会造成能源浪费。

6.2.6蒸汽加热设备的外表温度的合格指标均为t bm≤50℃。因热源本身的最高温度一般为≤200℃，所以对用过热蒸汽和用饱和蒸汽的设备稍加保温就可以实现和达到合格指标。

表3 蒸汽加热设备节能监测测试项目合格指示

第五节蒸汽加热设备监测结果评价

1.标准规定的蒸汽加热设备的节能监测检查项目和测试项目的合格指标是监测合格的最低标准。监测单位应以此对各种蒸汽加热设备进行合格与不合格的评价。

经调查分析, 一般70～80%的设备都能达到，只有30～20%蒸汽加热设备可能有的项目达不到合格指标，经监测后可促进企业改进管理或进行技术改造。

2. 蒸汽加热设备的全部监测指标同时合格方可视为“节能监测合格蒸汽加热设备”。

被监测蒸汽加热设备有一个及以上项目未达到合格指标的均为不合格。这样做的目的是促使企业把蒸汽加热设备的运行调整到全面综合节能的最佳状态，防止产生顾此失彼的现象。

3. 对监测不合格者，监测单位应作出能源浪费程度的评价和提出改进建议。

浪费能源程度是指某一项目不合格对蒸汽加热设备热效率的影响；可计算出不合格项目常年运行的蒸汽浪费数量，以及计量出由于浪费蒸汽造成的资金浪费数量，以引起企业能源主管领导的重视；同时根据具体情况指出造成项目不合格的原因并提出切实可行的可供选择的改进或改造的建议。