讨论了高压蒸汽分配和低压蒸汽使用的优点后，现在让我们看看如何选择合适的蒸汽管道尺寸进行分配，并了解为什么蒸汽管道尺寸如此重要。
蒸汽分配系统的重要性在于从蒸汽发生器（锅炉）中提取蒸汽并将其输送到用户部分，根据其在数量和质量上的要求。
• 定量：蒸汽提供工艺所需的必要热负荷，为此必须提供适量的蒸汽。考虑到季节变化、工厂负荷因素和过程变化，定量输送设想了过程所需的最大蒸汽流量。此外，蒸汽的输送应处于工艺/工艺设备所需的压力。
• 定性：定性交付设想蒸汽质量，即干度、无污染、安全因素，以适应预期的工艺批次周期。
饱和蒸汽管道尺寸
对于给定的应用，只有一种技术上正确的管道尺寸。如果管道设计计算不正确，蒸汽管道最终可能尺寸过小或过大——两者都会产生如下不利影响
如果蒸汽管道过大会怎样？ 
 选择 DN 100  的管道尺寸代替正确的 DN 80尺寸将产生以下影响
• 与 DN 80 管相比，DN100  管在相同流速下产生的压降更小。
• 因此，蒸汽用户将接收到所需压力的蒸汽。不会有蒸汽饥饿的机会，蒸汽可用性是可靠的。
• DN 100  管线降低了与蒸汽流相关的噪音。
• 但是，DN100  管比 DN 80  贵。另外，其安装和保温成本较高。因此，安装过大的管道在经济上是不可行的。
• DN 100 管线具有更大的表面积，因此传热面积增加。因此，对流和辐射损失更多。
因此，管道损失增加并形成更大量的冷凝物。必须产生更多的蒸汽来弥补这种损失，从而增加了蒸汽成本。
因此，作为管道设计计算的一部分，正确确定蒸汽管线的尺寸对于确保尽可能降低管道损失至关重要。

如果管道尺寸过小会发生什么？
选择 DN 80  管道尺寸代替 DN 100  管道的正确尺寸将产生以下影响 –
• 对于相同的蒸汽流量，DN 80  比 DN 100  管线产生更大的压降。因此，蒸汽用户接收可能不适合工艺参数的低压蒸汽。
• 与 DN 100  相比，DN 80  管的容积流量承载能力较低。因此，它将无法以所需的流速向蒸汽用户输送蒸汽并导致蒸汽不足。这将再次影响工艺参数并阻碍产品的生产率/质量
• 由于管道尺寸过小，蒸汽速度增加并导致水锤和侵蚀。水锤具有危险作用。
因此，为给定应用选择正确的管道尺寸具有重要意义。管道尺寸的确定基于两种方法：
管道定径的速度法和压降法
速度法
在流体速度法中，假设蒸汽速度，并通过以下公式计算所需流量的管线尺寸：
Q = A xv
其中，Q = 体积流量 (m3/s) =（蒸汽流量 Kg/hr * 比容 M3/kg）/3600
A = 管道截面积公式 (m2) = D24
v = 蒸汽速度 (m/s)
由于 Q 和 v 是上述等式中的已知值，因此可以计算 A 和 D！
用于计算以下线尺寸的假定速度为：
闪蒸汽 = 15 m/s
饱和蒸汽 = 25 m/s ……长途旅行
饱和蒸汽 = 30 m/s ……短距离行驶
过热蒸汽 = 30 至 40 m/s ……取决于管道长度和压降。
蒸汽速度不应超过上述值，因为它会导致重水锤效应和更大的压降。
闪蒸汽和饱和蒸汽的管线尺寸可通过下表计算。该表列出了基于速度法的管道尺寸测量结果，可用作各种应用的现成计算器。

蒸汽管尺寸_速度法
让我们考虑以下应用，根据下面给出的参数确定两个工厂的蒸汽管道尺寸-
蒸汽压力 = 7 巴
峰值负荷时的蒸汽流量 = 3025 Kg/hr
工厂 1 的锅炉和用户之间的距离 = 90 Mtrs
工厂 2 的锅炉和用户之间的距离 = 300 Mtrs
使用蒸汽管道尺寸表（基于速度法）我们可以选择100 NB对应的蒸汽压力为7 Barg，速度为25 M/s的管道尺寸

速度法的缺点：
速度法的缺点是没有考虑配电线的长度。因此，它在相同的基础上处理上述两个不同长度的工厂，为两者选择相同的管道尺寸 DN 100。与相同管道尺寸的较小长度相比，较长长度的设备预计会增加压降。我们需要估计给定管道长度的压降，并验证是否在可接受的范围内。
使用这些尺寸表，我们可以正确选择以下两个工厂所需的管道尺寸 工厂 1 – 管道长度 90 Mtrs Select DN 100  工厂 2 – 管道长度 300 Mtrs Select  DN 125
给定管道长度上的允许压降标准 给定管道长度上的压降应等于蒸汽入口压力的 10% 或 1 Barg，以较小者为准。使用此标准和两个表（速度方法和压降），我们计算了两个工厂所需的管道尺寸。

热身/启动负载
在启动期间，蒸汽管道比蒸汽温度低。这导致热量从蒸汽传递到管道，并且因为管道周围的空气也比蒸汽冷，管道和周围空气之间也会发生热传递。同时与冷却器管道接触的蒸汽将冷凝。由于蒸汽和管道之间的温差最大，因此在启动期间冷凝速率最大。这种冷凝率称为“启动负荷”。

运行负载
一旦管道变热，蒸汽和管道之间的温差自然会减小。然而，由于管道向周围环境辐射热量，因此会继续发生一些冷凝。这种冷凝率称为“运行负荷”。落在管道底部的冷凝水由蒸汽和重力携带到特定点，从那里排出。
一旦蒸汽从分配网络流入利用部分，就会发生同样的过程。蒸汽的能量用于加热设备和产品，即使达到温度后，热传递仍在继续。由于热传递会形成冷凝水，因此必须将其从分配网络和利用部分排出。这种冷凝水是一种能源，可以重新用作热锅炉给水。不回收这些冷凝水只是浪费能源，因此建议将所有冷凝水回收到锅炉给水箱并完成蒸汽和冷凝水回路。

理想的蒸汽产生和分配压力
蒸汽压力受某些因素控制，如下所述：
1. 锅炉最大允许安全工作压力
2. 工厂过程的正确压力要求
当蒸汽通过分配网络时，由于压力下降
1. 管道内的摩擦阻力又由管道尺寸和速度决定。
2. 管道内冷凝
在设计配管网络时必须考虑所有这些因素。锅炉应在额定压力下产生蒸汽，以获得最佳蒸汽质量。高压下蒸汽的比容较低，因此可以通过较小尺寸的蒸汽管分配蒸汽。这导致辐射损失减少和资本投资减少。下表说明了压力对特定蒸汽体积的影响。
总而言之，在较高压力下产生和分配蒸汽是有利的，因为：
1. 产生的蒸汽质量是干饱和的。
2. 所需的蒸汽总管尺寸较小，这导致管道、法兰、支撑、绝缘和劳动力的资本成本较低。
虽然蒸汽必须在较高压力下产生，但在较低压力下使用蒸汽是有利的。降低使用点的压力可确保节约。随着蒸汽压力降低，蒸汽的潜热增加。因此，始终建议使用较低压力的蒸汽。
例如 - 10 bar 绝对压力和 3 bar 绝对压力下的蒸汽之间的潜热差异为 35.64 Kcal/hg。现在考虑一个设备需要 500 hg/hr 的蒸汽。因此节省的热能为 500*35.64=17820 Kcal/hr。相应的蒸汽负荷也将是 17820/517.46 = 34.44 hg/hr。
下表进一步说明了低压下潜热的增加
其次，在使用点降低压力还确保输送的蒸汽具有更高的干度。
考虑蒸汽在 9 bar g 的压力下流动，干燥度为 0.95。蒸汽压力现在降至 3 bar g。这种压力降低导致干度增加，可以使用以下公式计算，
H = Hf + XHfg
在哪里，
H = 蒸汽的总热量
Hf = 流体焓
X = 干度分数
Hfg = 蒸汽潜热
在 9 bar g时，
Hf = 182.54 kcal/kg 和
Hfg = 481.82 大卡/公斤。
干度为 0.95 的蒸汽，
H = 640.27 大卡/公斤。
减压站是一个等焓装置（即没有做功）。因此，入口和出口的“H”是相同的。
将压力降低至 3 bar g，Hf = 144.74 kcal/kg 和 Hfg = 510.29 Kcal/kg。总热量，即 H 保持不变，但干度增加到 0.97。这个例子说明蒸汽压力的降低提高了蒸汽的质量。
选择正确的压力同样重要。对于饱和蒸汽，压力和温度在整个范围内都有关系。随着压力的增加，相应的温度也增加。对于热传递，一次流体和二次流体之间存在温差很重要。
在这种情况下，蒸汽是主要流体，过程流体是次要流体。建议的温差应在 30 ℃ 至 40 ℃. 即蒸汽温度比最终所需的二次流体温度应高出 30 至 40 ℃.。
选择的蒸汽压力应与蒸汽温度相对应。例如，如果工艺所需的最终温度为 110 摄氏度，那么蒸汽的理想温度值为 145℃. 对应的压力为 bar (a) 或 3.16 bar(g)。
应验证换热器具有容纳所需蒸汽流速（在较低压力下）所需的体积。