能源效率参考/锅炉/SteamMaster 用户指南
SteamMaster 是一个基于 Excel 电子表格的软件工具，带有 Visual Basic 接口，用于简化蒸汽系统表征。SteamMaster 具有以下功能和特性。
系统功能
- 软件接受多个锅炉
- 每个锅炉的四个燃烧率（和效率）
- 匹配多个锅炉和燃烧率的锅炉燃料使用
- Visual Basic 接口
- 在线帮助
- 自定义菜单
燃烧效率
- ASME 燃烧效率间接计算方法
- 燃料特性查找表，包括天然气、燃油、煤炭和木材
锅炉效率
- 部分负荷效率
- 辐射和对流损失，在部分负荷时很重要
- 循环损失在低负荷时也很重要
系统损失
- 未绝缘的蒸汽管道
- 蒸汽泄漏
- 蒸汽疏水阀泄漏
- 闪蒸
数据库
- 锅炉制造商规格数据库
- 蒸汽疏水阀制造商规格数据库
计算来自五个蒸汽推荐的节约
- 调整锅炉
- 绝缘蒸汽管道
- 修复蒸汽泄漏
- 修复蒸汽疏水阀泄漏
- 回收闪蒸
使用 SteamMaster SteamMaster 是使用 Microsoft Excel 2002 创建的。启用了保护以防止意外覆盖计算单元格，虽然不需要密码。Excel 2002 允许选择、格式化和使用数据透视表受保护的单元格。其他版本可能不允许这些功能。因此，您可能需要取消保护工作表以使用 SteamMaster。
打开 SteamMaster 一个对话框将告诉您 SteamMaster 包含宏。启用它们。SteamMaster 可能会询问您是否要以只读方式打开。选择“否”以允许编辑和数据输入。
计算 许多蒸汽属性是使用与蒸汽表或属性手册中的值匹配的方程式（曲线拟合）计算得出的。方程式未在指南中复制，因为它们在电子表格单元格中可见。
SteamMaster 自定义菜单 当您打开 SteamMaster 时，Excel 中会添加一个名为“SteamMaster”的自定义菜单。SteamMaster 作为电子表格完全可以使用，无需使用 SteamMaster 菜单中的任何自动化功能。但是，自定义菜单可以促进以下功能。
添加锅炉 您可以在数据库中添加锅炉制造商和型号以进行分析。将创建一个新的工作表选项卡，并将锅炉添加到汇总页面。如果当前型号当前不在数据库中，则可以添加一个。
将锅炉添加到数据库 您可以通过输入制造商、型号和规格将锅炉添加到数据库。
添加疏水阀制造商 您可以通过完成制造商、型号和规格字段将蒸汽疏水阀添加到数据库。如果制造商不在下拉菜单中，请输入新的制造商。
锅炉 锅炉导航器将带您前往特定锅炉选项卡。
汇总 导航器将带您前往汇总表。
删除锅炉表 您可以从当前项目中添加或删除锅炉。例如，如果您有两个锅炉，并且 SteamMaster 已保存了四个锅炉，则可以删除锅炉表。此操作还将从汇总表中删除锅炉。SteamMaster 将询问您是否要一次删除一个表。如果您要保留锅炉 1 和 2，请运行“删除锅炉表”并对对话框“您要删除锅炉编号 2 吗？” 回答“否”。重复“否”，直到您到达要删除的最后一个锅炉，然后回答“是”。
计算节约汇总 通常，SteamMaster 会自动重新计算更改。但是，如果您将计算重置为手动，则此功能将重新计算结果。
帮助 本手册以在线帮助格式提供，按工作表选项卡索引。
汇总表允许您输入适用于蒸汽系统中所有锅炉的信息以及每个锅炉的操作条件。它允许您将锅炉燃料使用与燃料账单匹配，并总结来自五个潜在系统改进的结果。数据输入单元格以蓝色字体显示。其他单元格包含受保护的标签和公式。没有密码，但它们受到保护，因此您不会意外覆盖公式。
公司 ID 以适当的方式识别公司。
年运行时间（小时） 输入任何锅炉每年运行的小时数。每个燃烧率的单个锅炉运行将在后面指定。系统处于热状态的时间用于计算未绝缘管道、蒸汽和疏水阀泄漏造成的损失。
海拔（英尺） 海拔高度（英尺）用于计算大气压，因此也是锅炉位置的气体密度和蒸汽属性。
冷凝水回水率（%） 输入返回到锅炉的蒸汽冷凝水的百分比。可以通过锅炉燃烧率（输入 Btu/hr）x 锅炉效率 [默认 = 80%] / 蒸汽焓 [默认 = 1000 Btu/lb] 来估计蒸汽流量。在日志或化学处理公司报告中查找补水流量计读数。
蒸汽系统容积（立方英尺） 蒸汽容积用于计算锅炉循环时间（锅炉关闭），当系统负荷小于最小燃烧率时。许多锅炉制造商将“蒸汽腔”或“蒸汽容积”指定为锅炉水位以上的部分。苏格兰锅炉的曲线拟合产生了默认值 [默认 = 0.2 立方英尺/马力]。系统容积还包括管道。管道损失选项卡包括您在表格中输入的管道表面积和容积列。
空气湿度比（lbv/lb 干燥空气） 绝对湿度、比湿度或湿度比是指空气体积中水蒸气质量与干燥空气质量之比。它用于计算燃烧空气中加热水蒸汽造成的锅炉效率损失。绝对湿度也可以从湿度图中的相对湿度和其他空气属性中找到。
操作蒸汽温度（华氏度） 对于现有的系统操作压力，将计算出饱和温度（华氏度）。
建议蒸汽温度（华氏度） 对于建议的系统操作压力，将计算出饱和蒸汽温度（华氏度），以防您建议降低系统压力。
冷凝水温度（华氏度） 冷凝水温度是根据冷凝水回水系统压力计算得出的。例如，大气冷凝水系统将具有 212 华氏度的冷凝水温度。冷凝水温度用于计算闪蒸损失。冷凝水在返回锅炉的过程中会损失热量，并可能以 160-180 华氏度的温度到达。但是，我们根据蒸汽疏水阀处的饱和温度来计算闪蒸。
进气温度（华氏度） 燃烧空气从进气条件加热到锅炉烟囱条件。进气属性和用于燃烧效率计算。[默认 = 80 华氏度]
进水温度（华氏度） 水从进水温度加热到系统压力下的饱和蒸汽。井水和自来水温度都随地点和季节而变化。[默认 = 50 华氏度]
操作压力（psig） 系统压力随负荷和控制范围设定点而变化。输入现有系统的平均操作压力。
建议压力（psig） 如果您建议更改压力，请输入更高或更低的压力。效率和损失使用建议的压力计算，并在“建议”列中显示。
冷凝水回水压力（psig） 冷凝水通常在蒸汽疏水阀处降低到大气压力（0 psig）并在冷凝水箱中收集。然后将冷凝水泵回锅炉房，通常是到补水箱。当饱和液体减压时，它会过热。部分液体会闪蒸成蒸汽，直到液体温度达到较低压力下的饱和温度。例如，当 100 psig 的冷凝水降低到 0 psig 时。13% 的冷凝水会闪蒸成蒸汽，这代表着巨大的系统损失。加压回水将提供低压蒸汽，可用于其他目的，包括加热补水。输入现有的冷凝水回水压力。[默认 = 0 psig]
大气压力 (psia) 大气压力 (0 psig) 是根据海拔和高于海平面的高度，以绝对压力 (psia) 的形式计算的，与真空相比。例如，海平面上的大气压力为 14.7 psia。输入海拔高度并观察计算出的压力，该压力将用于计算中。
压力范围 (psi) 系统压力由系统控制保持在一个压力范围内，前提是锅炉有足够的容量来满足负荷。当锅炉在压力下运行时，当负荷下降时，锅炉会关闭，直到锅炉重新启动。输入此控制压力范围，该范围用于计算锅炉运行多长时间才能将压力提高到该范围，以及它关闭多长时间。压力范围用于循环损失计算。
燃料类型 从六种燃料的下拉菜单中选择燃料类型（煤炭、2 号燃油、6 号燃油、天然气、丙烷和木材）。燃料特性会影响效率计算，并在燃料表中详细介绍。
燃料成本（$/MMBtu） 输入燃料成本美元/百万 Btu。
锅炉摘要表允许您输入每台锅炉的燃烧率和运行时间，并使所有锅炉的总燃料使用量与燃料账单相匹配。然后它总结了每台锅炉的现有和拟议的效率和能源使用情况以及节约情况，以及每个燃烧率的总量以及整个系统的总量。
燃烧率 输入每台锅炉的四个燃烧率，以满负荷的百分比表示，以及每台锅炉在每个燃烧率下运行的小时数。
年度小时数 输入每台锅炉在每个燃烧率下运行的小时数。请注意，每台锅炉在所有燃烧率下的总运行时间将在每个表的底部进行计算。
效率 在每张锅炉表中计算现有和拟议条件下的效率，并进行汇总。
成本节约 现有和拟议条件之间的差异会产生能源和成本节约，以您输入的燃料成本为基础。
锅炉年度能源使用量 (MMBtu/yr) 现有和拟议条件下的年度能源使用量将在底部“节约摘要”表中分别针对每台锅炉和整个系统进行汇总。
建议 总结了五个潜在系统改进的节约情况。并非所有机会都适用于所有系统，并且还有其他未包含的机会。五个建议是
- Tune Boilers - Insulate Steam Pipes - Repair Steam Leaks - Repair Trap Leaks - Recover Flash Steam
调整锅炉 现有和拟议的锅炉效率使用 AMSE 间接法在单独的锅炉表中计算。蒸汽系统的能源和成本节约包含在摘要表中。
绝缘蒸汽管道 未绝缘蒸汽管道的绝缘结果在“管道损失”表中进行了总结。效率以使用百分比表示的损失。拟议条件假设绝缘将恢复大部分管道热量损失。在“管道损失”表中的“管道热量损失系数”表中，输入您选择的绝缘的拟议热量损失，该热量损失占未绝缘热量损失的百分比。[默认值 = 10%]。我们将热量损失节约除以系统锅炉效率，以计算能源和成本节约。
修复蒸汽泄漏 蒸汽泄漏的热量损失在“蒸汽泄漏”选项卡中计算，并在此处进行总结。输入拟议的蒸汽泄漏量，该泄漏量占现有蒸汽泄漏的百分比。[默认值 = 10%]。我们将热量损失节约除以系统锅炉效率，以计算能源和成本节约。
修复蒸汽疏水阀泄漏 蒸汽疏水阀的热量损失在“蒸汽疏水阀泄漏”选项卡中计算，并在此处进行总结。输入拟议的蒸汽疏水阀泄漏量，该泄漏量占现有蒸汽疏水阀泄漏的百分比。[默认值 = 10%]。我们将热量损失节约除以系统锅炉效率，以计算能源和成本节约。
回收闪蒸蒸汽 凝结水通常在蒸汽疏水阀处降至大气压力 (0 psig) 并收集在凝结水罐中。凝结水被泵回锅炉房，通常是到给水罐。当饱和液体在压力下降低时，它会变成过热。一些液体闪蒸成蒸汽，直到液体温度达到较低压力下的饱和温度。例如，当 100 psig 的凝结水降至 0 psig 时，13% 的凝结水闪蒸成蒸汽。因为大气压下的汽化潜热为 970 Btu/lb，所以这代表着系统中的重大损失。现有效率和能源列展示了整个系统的这种热量损失以及凝结水系统压力除以系统锅炉效率。
加压凝结水回水系统将允许您回收一些或全部闪蒸蒸汽。低压蒸汽可用于其他目的，包括加热补水，使用现有凝结水回水 (%)。节约列显示了可用于直接在补水或除氧器罐中加热补水的闪蒸蒸汽量的计算，而无需添加额外的热交换器。拟议列显示了剩余的闪蒸蒸汽量。如果您确定了一种用途和应用它的系统，则减少拟议的蒸汽使用量，节约将按比例增加。请注意，闪蒸蒸汽量和补水使用量都会随着凝结水系统压力和凝结水回水百分比的变化而变化。
总计 系统效率是锅炉效率，包括辐射、对流和循环损失，减去四种确定的系统损失：未绝缘管道、蒸汽泄漏、疏水阀泄漏和闪蒸蒸汽。整个系统的总现有和拟议能源使用量意义不大，因为锅炉使用量（在调整锅炉建议行中显示）包括系统损失。但是，五个建议的总能源和成本节约是系统改进的结果。
在字体为蓝色的单元格中输入信息。对于每张单独的锅炉表，输入特定于相应锅炉的信息。
制造商 在“锅炉制造商”表中有一个锅炉制造商、型号和规格的数据库。您可以从数据库中添加锅炉，也可以向数据库中添加新的锅炉。
型号 从铭牌中输入型号。
马力 锅炉马力不同于电力或机械马力。如果锅炉马力不在铭牌上，您可能会发现以下转换之一有用
- 1 boHP = 33,500 Btu/hr - 1 boHP = 34.5 lb/hr of steam - 1 boHP = 5 ft^2 of heat transfer surface (rule of thumb)
最大燃烧率 输入所有燃料的 MMBTU/hr。这是输入率，因此应该在 40,000 Btu/hr-BoHP 左右。
锅炉类型 从五种类型的下拉菜单中选择锅炉类型
- Cast Iron Sectional - Fire Tube - Hot Water - Scotch Marine - Water Tube
最小燃烧率 锅炉可以运行的最低速率通常在 10% 到 40% 之间，对于较大的锅炉，速率较小。降负荷是最大燃烧率与最小燃烧率之比。最小燃烧率会影响锅炉在低于最小燃烧率的负荷下的循环损失。
控制类型 从三种类型的下拉菜单中选择控制类型
- Full Modulating - Low-High-Low - On-Off
当锅炉循环开启和关闭时，空气会被吹过燃烧室以去除未燃烧的燃料，然后在点火之前为了安全起见。排气循环会带走系统中的能量，构成损失，其大小取决于循环时间。以下是一种结合了经验和计算方法的循环损失估算方法。
排气温度 在排气循环期间，空气会被吹过锅炉。理论上，可以计算出口温度；实际上，这是一个复杂的计算。根据几次测量结果，我们在热量损失计算中使用出口空气温度，该温度占饱和蒸汽温度的百分比，两者都相对于入口空气温度。[默认值 = 75%]。
排气循环时间 此值为排气循环期间空气被吹过锅炉而没有燃料的时间。输入预（燃烧器前）和后排气的平均时间（以秒为单位）。该程序假设两种排气时间相同，并乘以 2 以说明预排气和后排气。[默认值 = 30 秒]。
备用循环时间 这是备用负荷小于锅炉最小燃烧率时的完整锅炉循环时间。该方法是计算锅炉需要多长时间才能将系统体积中的压力提高到控制压力范围的数值。它进一步考虑了锅炉负荷与最小燃烧率的比率，以计算锅炉可以关闭多长时间。循环时间包括预排气和后排气、燃烧器运行以及锅炉关闭的时间。循环时间用于计算锅炉处于备用燃烧率时的循环损失。
o2 (%) 大多数燃烧分析仪或烟气传感器测量烟气中氧气的体积百分比。输入测量值。
CO2 (%) SteamMaster 以体积为基础计算二氧化碳浓度。某些测试设备测量 CO2。如果您的设备这样做，您将不得不查找相应的 O2 浓度以使用 SteamMaster。
CO (ppm) 一氧化碳浓度是未燃烧燃料的可量化指标。大多数燃烧分析仪以百万分率 (ppm) 测量 CO。超过 400 ppm 的水平被认为对人有害。许多燃烧分析仪无法测量超过 400 ppm 的水平。请注意，此水平 (0.04%) 对燃烧效率的影响可以忽略不计，但可能是燃烧器或其他锅炉问题的指标。SteamMaster 计算 CO 的影响，在极高浓度下，CO 的影响可能很大。如果您遇到超过 400 ppm 的烟气浓度，请建议工厂管理部门立即对锅炉进行维护。
烟气温度 (华氏度) 烟气温度用于计算从锅炉中流出的热量。
净烟气温度 (华氏度) 烟气温度减去进气温度用于计算锅炉向燃料和燃烧空气混合物添加的热量。
燃烧效率是使用 ASME 间接法计算的（参见燃烧效率定义部分），其中计算以下损失并从 100% 中减去。该方法和公式记录在 ASME 标准中。
干气损失代表从锅炉烟囱中流出的显热。
水分生成是燃烧燃料中氢气产生的损失。
燃料中的水分（湿基）是蒸发和加热燃料中所含水分所需的损失。大多数化石燃料几乎不含水分。木材燃料通常含有大量水分。
一氧化碳是燃烧过程中未完全释放的 CO 形成能量损失。
灰分引起的损失木材通常含有灰分，灰分不会燃烧。因此，灰分浓度（通常很小）从燃料的热值中减去。
空气中的水分是另一种从系统中带走热量的水源。
燃烧效率从 100% 中减去之前的损失以计算燃烧效率。
辐射/对流损失 温度高的锅炉会通过辐射和对流向周围环境散失热量。SteamMaster 使用 ASME 蒸汽机组发电标准中发现的图表曲线拟合。 ?????