造气工段蒸汽系统水击原因及处理措施
蒸汽管线水击产生的原理
蒸汽管线水击产生的原理
蒸汽管线水击是指在蒸汽管线中发生的一种压力冲击现象，通常在瞬间关闭阀门或发生管道爆炸等突发情况下发生。
这种现象可能会造成管道破裂、设备损坏，甚至危及人员安全。
蒸汽管线水击的原理主要涉及蒸汽中的冲击波、蒸汽的压力波动和液体水击等知识。
首先，冲击波是在蒸汽快速流动和瞬间关闭阀门等突发情况下产生的一种压缩波动。
当管道中的蒸汽流速较高时，如果突然关闭阀门，蒸汽会产生冲击波。
这是因为关闭阀门时，蒸汽流失速度减慢，而此时蒸汽的压力却迅速增加，从而产生压力冲击波。
其次，蒸汽的压力波动也是蒸汽管线水击的主要原因之一。
在管道运行过程中，由于操作失误或其他因素，管道内的蒸汽压力可能发生波动。
当蒸汽压力发生剧烈波动时，管道内的蒸汽流速也会随之波动，产生冲击波，从而引起水击现象。
再次，液体水击也是蒸汽管线水击的原理之一。
在蒸汽管线中，如果存在液态水，当蒸汽快速流动或阀门突然关闭时，液态水会因惯性而继续向前移动，撞击管道壁或障碍物，产生液体冲击波。
这些液体冲击波会反复反射和传播，在管道中产生压力冲击波，导致蒸汽管线水击。
综上所述，蒸汽管线水击的原理主要包括冲击波、蒸汽的压力波动和液体水击。
这些原理通常是由蒸汽流量的突然变化、蒸汽压力的波动以及液态水的存在等因素所引起的。
为了防止蒸汽管线水击，需要采取相应的措施，如增加阀门关闭时间、合理设计管道结构、加装缓冲装置等，以保证管道和设备的安全运行。
蒸汽管线出现水击及处理方法
水击现象主要是因为管道内的介质冷热混合不均匀而造成的，蒸汽管道应正常的投用疏水器-i-o*d)m9e0\%m3F%F,对于需要加热管道内的介质而把热的介质加入管道内的应及时把热量移走管线发生水击现象是由于疏水排水不及时所致。
1、应检查原有疏/排水阀门是否有堵塞，或者有些本应该设置疏排水的地方没有设置。
2、应及时调整前端输送介质压力，防止前端超压而使管道、阀门受损，特别是法兰垫片容易差压冲破。
3、暖管疏水不够充分或汽温快速下降，过热度不够，导致水冲击，造成管道剧烈振动，若水进入汽轮机将发生叶片损坏等重大事故，若发生水击，应及时打开疏水门；若主汽温快速下降应及时停机，以免汽轮机进水。
蒸汽管线，发生水击是难免的，但要做好前期工作，如保证端头疏水器畅通、及时打开低点导淋进行排水输导，同时要尽量提高蒸汽温度，使其成为过热蒸汽等等。
如果是其他气体介质，那前面所说的前期工作也要做到位，如果条件允许，可对相应管道做预热处理，如先少量通过介质，等管道温度基本接近介质温度时，再逐渐加大介质流量。
1、常见蒸汽管道的水击现象及征象水击现象最容易在蒸汽管道中发生，以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍：(1)蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。
(2)汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。
(3)运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。
蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的征象一是管道系统发生振动，管道本体、支(吊)架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。
蒸汽系统中什么是水锤及如何消除
蒸汽系统中什么是水锤及如何消除
蒸汽系统中什么是水锤及如何消除
水锤又称水击，水锤现象在蒸汽系统尤为严重，如果处理不妥会影响生产，甚至导致人生伤害。
这里着重讲解蒸汽和冷凝水管网中的水锤问题。
蒸汽系统中的水锤现象主要有两大原因：
●水锤现象发生是冷凝水猛烈的撞击到弯头、阀门及设备等引起。
●蒸汽或二次蒸汽突然的冷凝形成的水锤现象
水锤的危害性：
●当冷凝水到达管道拐弯处或设备时，突然由高速转向静止，就会将所有的动能以压力的形式释放到转弯处的管壁，如果水锤的速度很快，或冷凝水的质量很大，就会使管壁破裂。
即使速度慢或质量小，也会产生很大的噪音和震荡。
●使蒸汽管道下沉
●对于疏水阀，水锤可能导致疏水阀内浮球或倒置桶等零部件被损坏。
●水锤也会使其他阀门，如减压阀、截止阀，、过滤器等阀门损坏。
消除或减轻水锤的措施：
●蒸汽管道或设备必须选择正确的疏水阀及排量，确保冷凝水能迅速排放。
●疏水站的安装必须合理。
如管线疏水站必须布置为等径三通疏水站，否则疏水效果差，水锤不可避免。
●管道中阀门及管道变径的安装应该尽量合理，避免出现人为的低点，以免冷凝水大量聚集引起水锤。
●蒸汽管道的低点必须安装疏水站。
●蒸汽管道末端安装疏水阀站及排空气阀。
●如果系统冷凝水全部回收，那么疏水阀后必须安装止回阀。
●尽量避免不同压力冷凝水回收到同一冷凝水管道。
综上所述，蒸汽系统水锤不仅是系统问题，更是安全问题。
水锤
不仅会大幅增加设备和系统的维修保养与停机时间，严重影响正常生产，给企业造成经济损失。
甚至有时会引发重大安全事故，对人员造成伤害。
蒸汽管道中的水击现象及预防措施
所示 。
２ ） 合理布置管道 ， 如支管向下弯曲， 或者在管 道 的最低 点容 易淤 积 冷凝 水 的地 方设 置 排 水 阀 。 在该酒店设置了疏水 阀后 ， 管道水击现象消失。
在图 ２ 中Ｗ３ 处 出现管道振动 ， 原 因是通往洗 衣机的支管道 向上弯 曲， 且该段未装设疏水装置 ，
一
ｋ 菇
图２ 莆田某酒店管道布置图
排出多余 的冷凝水是 防止水击现象产生的有效手
段 之一 。可采 取 以下 预 防措 施 ： １ ） 严 禁 因误 操 作 引 起 的水 击 事件 ， 如 延 迟 阀
门关 闭的时间 、 禁止水进入蒸汽管道的操作 。
图 １ 蒸汽冷凝水块冲击产生 的水击现象
焊缝 的 承受压 力 ： ‘ ８ １ ｏ － １ Ｅ
Ｌ （ ２ ）
１ 压力管道 中水击产 生的原 因
水击 产 生 的必要 条 件是 压 力管 道 中要 有冷 凝
水。具体到蒸汽管道中 ， 水击产生的方式有两种 ：
外 界 的冷凝 水 进 入 管 道 内 ； 管 道 内蒸 汽 冷凝 形 成 冷 凝水 ， 冷 凝水 “ 水块 ” 发生相 互撞 击 。
Ｐ：
管子 壁 厚 ， 取８ ｍｍ；
［ ０ ｒ １ ——２ ｏ ＃ 钢许用应力 ， 取２ ０ ０ ％时 １ ３ １ Ｍ Ｐ ａ ；
卜 焊接接头系数 ， 取单面焊 １ ０ ０ ％无损检
测， ０ ． ９ ； Ｄ — — 管子公 称 直径 ， 取２ ７ ３ ｍｍ。
致使水从主汽 阀溢出流至连接 ４ 台锅炉的主蒸汽 管道 ， 与另 ３ 台锅炉输出的蒸汽相遇发生水击ｎ 。
第３ 期
机 电技术
１ ３ ３
蒸汽管道 中的水 击现象及 预 防措施
水击现象
原因：1）送汽前未进行暖管和疏水；2）送汽时主汽阀开得过快、过大；3）锅炉负荷增加过急或发生满水，汽水共腾等事故，蒸汽大量带水处理方法：1）开启管道上的疏水阀，进行疏水；2）锅炉水位不要过高，维持正常水位；3）加强水处理工作，保证给水和锅水质量，避免发生汽水共腾以下几种情况蒸汽管道水击现象比较普遍：（1）蒸汽管道由冷态备用状态投入运行，因进汽阀门开启过快或过大致使管道暖管不足；或是管道疏水未开启及疏水管堵塞时，管道比较容易发生水击。
（2）汽轮机或锅炉负荷增加速度过快，或是锅炉汽包发生满水、汽水共腾等事故，使蒸汽带水进入管道。
（3）运行的蒸汽管道停运后相应疏水没有及时开启或开度不足，在相关联的进汽阀门未关闭严密情况下，漏入停运管道内的蒸汽逐渐冷却为水并积聚在管道中，在一定时间后，管道将发生水击。
蒸汽管道发生上列水击现象时，主要的征象一是管道系统发生振动，管道本体、支（吊）架及管道穿墙处均有振动，水击越强烈振动也越强烈；二是管道内发出刺耳的声响，但不同情况下的水击时发出的声响各有特点，如投运时暖管或疏水不足的管道多阶段性地发出“咚咚”的声响；而蒸汽带水进入管道则多发出类似空袭警报声的连续啸叫声；停运后的蒸汽管道如前述发生水击时多阶段性的发出如金属敲击般的尖锐声响。
第三种征象是蒸汽带水进入管道时，在管道的法兰结合处易发生冒汽现象，水击严重时，法兰垫被冲坏致使大量漏汽。
蒸汽管道水击的防范与处理发生过多次水冲击的管道，常出现支吊架松脱焊口泄漏等故障，因此，在热力管道设计规程中明确规定，对于不经常流通的管道死端，以及管段的低位点，均应考虑设置疏水阀、疏水管。
虽然从管道的设计安装时就充分考虑防范发生管道水击的可能，但实际运行中，因种种原因仍比较容易遇到前述的各种水击现象，所以在实际遇到时应采取相应的处理处理方法及防范措施：（1）在管道投运时发生水击，可关小或关闭进汽阀以控制适当的暖管速度，并及时开启蒸汽管道疏水阀，若疏水管堵塞，手摸裸露处不烫手，则反复敲打，必要时更换。
蒸汽管道水击简介
庄家文
蒸汽管路水击简介
•水击的定义 •造成水击的原因 •水击现象的避免和处理
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蒸汽管路水击简介
水击
水击又称水锤，是由于蒸汽或水突然产生冲击力，使锅筒或管道发生 音响和震动的一种现象。例如，当输出的蒸汽与管道内的积水相遇时 ，部分热量被水迅速吸收，使少量蒸汽冷凝成水，体积突然缩小，造 成局部真空，因而引起周围介质高速冲击，发生巨大音响和震动。当 水击的管道被空气或蒸汽阻塞时，水不能畅通，也会发生音响和振动 。
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蒸汽管路水击简介
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蒸汽管路水击简介
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蒸汽管路水击简介
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蒸汽管路水击简介
This forms a pocket of steam surrounded by cooler condensate.
The wave expands and forms a seal around the pipe.
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蒸汽管路水击简介
The following example shows what happens when this valve is opened to drain the condensate.
Steam to User
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蒸汽管路水击简介
This rush of steam flowing above the condensate, results in a wave of condensate to form.
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蒸汽管路水击简介
水击的冲击力可超过1000 psi.
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蒸汽管路水击简介
600 psig/ 41bar - 750°F/ 399°C
P
Steam can easily condense where there is no flow. In this example, steam is flowing in the top line (steam header) from left to right, but the lower leg is blocked; therefore there is no flow in the lower leg. Heat is continuously lost through piping, and without the flow of steam delivering heat, the steam in the lower leg cools and condenses.
蒸汽管道水击简介
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蒸汽管路水击简介
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蒸汽管路水击简介
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蒸汽管路水击简介
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蒸汽管路水击简介
This forms a pocket of steam surrounded by cooler condensate.
The wave expands and forms a seal around the pipe.
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蒸汽管路水击简介
P
However, doing this will almost certainly result in water hammer. Possibly severe enough to cause the line or valve to fail, resulting in personnel injury or death.
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蒸汽管路水击简介
蒸汽管道内水击的处理：
• 开启过热器集箱和蒸汽管道上的疏水阀，进行疏水。 • 锅筒水位过高时，应适当排污，保持正常水位。 • 加强水处理工作，保证给水和锅水质量，避免汽水共腾。
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蒸汽管路水击简介
温馨提示：
To所
PPE是我们最后一道保护 防线。 工作之前确保良好的准备， 所有的烧伤和烫伤都是可 以避免的。
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The following example shows what happens when this valve is opened to drain the condensate.
Steam to User
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蒸汽管路水击简介
This rush of steam flowing above the condensate, results in a wave of condensate to form.
汽轮机、锅炉等水冲击的产生原因及预防措施
汽轮机、锅炉等水冲击的产生原因及预防措施水冲击产生的原因：1、锅炉方面(1) 锅炉蒸发量过大或不均，化学水处理不当引起汽水共腾。
(2) 锅炉减温减压阀泄漏或调整不当，汽压调整不当。
(3) 启动过程中升压过快，或滑参数停机过程中降压降温速度过快，使蒸汽过热度降低，甚至接近或达到饱和温度，导致管道内集结凝结水。
(4) 运行人员误操作以及给水自动调节器的原因造成锅炉满水。
2 、汽轮机方面汽轮机启动过程中，汽水系统暖管时间不够，疏水不净，运行人员操作不当或疏忽，使冷水汽进入汽轮机内。
如某厂一台200 MW汽轮机组启动过程中发生大轴弯曲事故，其原因为：(1) 根据汽缸壁温记录，从09:49:00汽机冲转开始高压上下缸温差开始拉大，到09:59:00达到42℃，结合运行人员操作情况综合分析认为：夹层加热装置暖管疏水不充分，开机投夹层加热时高压缸进水或冷蒸汽，而机组此时又突然掉闸，使继续进入汽缸的水或冷蒸汽不能及时被较高温度的蒸汽带走，造成上下缸温差增大，汽缸变形，导致动静碰磨，机组振动，大轴弯曲。
(2) 冲转过程中没有及时监视到汽缸温度以及上下缸温差的变化，没有及时发现高压缸进水或冷蒸汽；汽机跳闸后没有全面检查，没发现缸温已超标，就再次挂闸冲转，且升速过快，没有及时发现机组振动异常增大。
(3) 在机组停运状态下由于阀门泄漏而使汽缸夹层联箱积水，而运行人员提前投入夹层加热装置，且夹层加热系统暖管至投夹层加热的时间较短，造成夹层加热系统暖管疏水不充分。
3 、其他方面(1) 再热蒸汽冷段采用喷水减温时，由于操作不当或阀门不严，减温水积存在再热蒸汽冷段管内或倒流入高压缸中，当机组启动时，积水被蒸汽带入汽轮机内。
(2) 汽轮机回热系统加热器水位高，且保护装置失灵，使水经抽汽管道返回汽轮机内造成水冲击。
(3) 除氧器发生满水事故，使水经除氧器汽平衡管进入轴封系统。
(4) 启动时，轴封管道未能充分暖管和疏水，也可能将积水带到轴封内；停机时，切换备用轴封汽源，因处理不当使轴封供汽带水。
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速进入真空区， 使管道或设备内流体压力 瞬时增
加 到 正 常压 力 的数 倍 ， 管 道 或设 备 因遭 受 反 复 剧 烈 冲击 而发 生 振 动和 发 出声 响 ， 严 重 时可 导 致 管 道、 管道 附件 或 设 备 的损 坏 ， 严 重 威 胁 造 气 工 段
的安 全生 产 。
水 流 出后将 其关 闭 。 （ ４ Nhomakorabea 预 防 措 施 。为 灰 渣 发 电锅 炉 和 吹 风 气
蒸汽 工 艺 流 程 ： ４ ５ ｔ ／ ｈ灰 渣 发 电锅 炉 所 产 的 ０ ． ８ ＭＰ ａ ， ２ ０ ０℃蒸 汽与 ３ ５ ｔ ／ ｈ吹风气 潜 热 回收锅
炉所 产 的 ０ ． ９ ＭＰ ａ ， ２ ３ ０℃蒸 汽 分别 经不 同管 道进
温 较低 ， 蒸汽 带水 严重 ； 发 电锅 炉至造 气工 段分 汽 缸段 蒸 汽 总 管 暖 管 （ 用 少 量 蒸 汽 对 管 道 进 行 预 热） 时 间过短 ， 导 淋开 启 时 间短 ， 管 道 内冷 凝 水未 全 部排 出 ； 蒸 汽缓 冲罐 导淋停 车 期 间未 开启 ， 导致 罐 内冷凝 水较 多 ， 灰 渣 发 电锅 炉 向造 气 系 统输 送
合成氨装置 自 ２ ０ １ ６年 开车 以来 ， 造气工段
蒸 汽 系统 曾发生 多 起水 击 事 故 ， 湖 北 新 洋 丰合 成 氨 厂针 对 不 同 水 击 事 故 采 取 正 确 处 理 及 预 防措 施， 现 在基 本 消 除 了水 击事 故 的发 生 。现将 几 起
典 型 的水 击 事故 发 生 的原 因 、 处 理 方 法 及 预 防措 施 总结 如 下 。
响 巨大 。 （ ２ ） 水 击 原 因 。灰 渣 发 电锅 炉 产 气 初 期 炉
道或设备中的一种非定 常压力流 。在造气 生产 中， 一般 指 蒸 汽 管 道 或设 备 内存 在 低 温 冷 凝 水 ，
因高 温蒸 汽 遇 低温 冷 凝 水 时亦 迅 速 冷 凝 成水 ， 造 成 设 备 或管 道 内出现 局 部真 空 ， 周 围蒸 汽 瞬 时 高
潜 热 回收锅 炉输 送 至造气 工段 的蒸 汽总 管安装 自 动 疏水 阀 ； 检修后 或 短期停 车 后 、 ２台锅 炉 为造 气 工 段输 送蒸 汽前 ， 需 提前 打开 造 气 工 段各 处 导 淋 疏水 ， 并 对蒸 汽管 道及 蒸汽 缓 冲罐进行 充 分暖管 ，
入造 气分 汽缸 ， 一 部 分 蒸 汽 经 汽 轮 机带 动 风 机 做
１ 蒸 汽总管水击
（ １ ） 事故经 过 。２ ０ ０ ７年 ５月 １ ５日 １ ３ ： Ｏ ０ ， 造
气 工段 经小 修后 开 车 时 ， 灰 渣 发 电锅 炉在 输 送蒸 汽 至造 气工 段 时 ， 造 气 工 段 蒸 汽 总 管及 各 单 元蒸 汽 缓 冲罐发 生剧 烈水 击 ， 管 道及 罐体 振动 剧烈 ， 声
暖机后锅炉缓慢提高输送造气工段 的蒸汽压力 ，
直 至压力 正 常 。
器（ 第１ — ３单元共有 １ ２台造气炉 ， 每 ４台造气炉 共 用 １台 ； 第 ４单 元 仅 有 １ ３ 和 １ ４ 造 气 炉 共 用 １ 台显热 回收器） 上部热管与煤气换热后 （ 蒸汽温 度上升至 ２ ２ ０ ｏ Ｃ ） 进人蒸 汽缓 冲罐 ， 然后进入 各
蒸 汽时短时间内压力过高 ， 导致水击事故发生。 （ ３ ）处 理 措施 。提 高 锅 炉 炉温 ， 减 少蒸 汽 带 水量 ； 降低灰渣发 电锅炉输送至造气工段的蒸汽 压力 ； 开启 蒸汽 总管 及蒸 汽缓 冲罐全 部 导淋 ， 待 导
淋 无水 外 流并 冒出大量蒸 汽后 缓慢 提高 锅炉输 送 造 气 工段 的蒸 汽压力 ， 直 至蒸 汽压 力正 常 ， 导 淋无
单元 蒸 汽 总管 ， 最后 经各 造 气 炉 蒸 汽 阀 门控 制 后
２ 造气汽包至显热 回收器蒸汽 管水 击
（ １ ）事故经过 。２ ０ ０ ８年 ｌ １ 月 ２日１ ７ ： １ ０ ， 造 气工段一单元 １ ～ ４ 造气炉提温制备惰性气体期
间， ３ 和４ 造 气炉共 用 的 Ａ 汽包 蒸 汽 出 口至显 热 回收器段 蒸汽 管 道发 生水 击 ， 导 致 造 气 炉 提温 暂
停１ ２ ｍ ｉ ｎ 。
进人造气炉参与气化反应 。
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小氮 肥
第４ ４卷
第ｌ １ 期
２ ０ １ ６年 ｌ １ 月
（ ２ ） 事 故 原 因 。２ ０ ０ ８年 ｌ Ｏ月 大 修 期 间 ， Ａ 汽 包至 显热 回收 器 段 蒸 汽管 道 的导 淋 未 开 启 ， 停 车期 间管道 内蒸 汽冷凝 成水 无法 排 出 。造 气炉 提 温期间， ３ 和４ 造 气 炉 夹套 副产 约 １ １ ５ ｏ Ｃ蒸 汽 经 Ａ汽包 出 口进入 管道 后遇 冷凝 水发 生水击 。 （ ３ ）处 理 措 施 。打 开 Ａ汽 包 出 口至 显 热 回 收器蒸 汽管 道导 淋 ， 排 净管 道 内冷凝 水 ， 并 在 排 出 大量蒸 汽后 关 闭导 淋 。 （ ４ ）预 防 措施 。造 气 系统 停 车 １ ｄ以上 ， 必
小氮肥
第４ ４卷
第 １ １ 期
２ ０ １ ６年 １ １ 月
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造 气 工 段 蒸 汽 系 统 水 击 原 因及 处 理 措 施
向 宏
（ 湖北新 洋丰合 成氨 厂 湖 北荆 门４ ４ ８ １ ５ ０ ）
０ 前 言
水击是指在 封闭的管道 或设备 内液体流速
突然 变 化 引起 的压 力 急 剧变 化 或 波 动 ， 是 封 闭管
功后直接进入各单元 蒸汽缓 冲罐 ； 另 一部分蒸汽
经 自调 阀减压 后进 入 二次 蒸 汽 总 管 ， 经 自调 阀再
次减压后进人各蒸汽缓冲罐 （ 每 ２台造气炉共用 １台蒸汽 缓 冲罐 ） ； 造气 炉夹 套 副产 的 １ １ ５℃蒸 汽
经 汽包 （ 每 ２台造 气 炉共 用 １台汽 包 ） 、 显 热 回收