能源效率參考/鍋爐/SteamMaster 使用者指南
SteamMaster 是一個基於 Excel 電子表格的軟體工具，帶有 Visual Basic 介面，用於簡化蒸汽系統表徵。SteamMaster 具有以下功能和特性。
系統功能
- 軟體接受多個鍋爐
- 每個鍋爐的四個燃燒率（和效率）
- 匹配多個鍋爐和燃燒率的鍋爐燃料使用
- Visual Basic 介面
- 線上幫助
- 自定義選單
燃燒效率
- ASME 燃燒效率間接計算方法
- 燃料特性查詢表，包括天然氣、燃油、煤炭和木材
鍋爐效率
- 部分負荷效率
- 輻射和對流損失，在部分負荷時很重要
- 迴圈損失在低負荷時也很重要
系統損失
- 未絕緣的蒸汽管道
- 蒸汽洩漏
- 蒸汽疏水閥洩漏
- 閃蒸
資料庫
- 鍋爐製造商規格資料庫
- 蒸汽疏水閥製造商規格資料庫
計算來自五個蒸汽推薦的節約
- 調整鍋爐
- 絕緣蒸汽管道
- 修復蒸汽洩漏
- 修復蒸汽疏水閥洩漏
- 回收閃蒸
使用 SteamMaster SteamMaster 是使用 Microsoft Excel 2002 建立的。啟用了保護以防止意外覆蓋計算單元格，雖然不需要密碼。Excel 2002 允許選擇、格式化和使用資料透視表受保護的單元格。其他版本可能不允許這些功能。因此，您可能需要取消保護工作表以使用 SteamMaster。
開啟 SteamMaster 一個對話方塊將告訴您 SteamMaster 包含宏。啟用它們。SteamMaster 可能會詢問您是否要以只讀方式開啟。選擇“否”以允許編輯和資料輸入。
計算 許多蒸汽屬性是使用與蒸汽表或屬性手冊中的值匹配的方程式（曲線擬合）計算得出的。方程式未在指南中複製，因為它們在電子表格單元格中可見。
SteamMaster 自定義選單 當您開啟 SteamMaster 時，Excel 中會新增一個名為“SteamMaster”的自定義選單。SteamMaster 作為電子表格完全可以使用，無需使用 SteamMaster 選單中的任何自動化功能。但是，自定義選單可以促進以下功能。
新增鍋爐 您可以在資料庫中新增鍋爐製造商和型號以進行分析。將建立一個新的工作表選項卡，並將鍋爐新增到彙總頁面。如果當前型號當前不在資料庫中，則可以新增一個。
將鍋爐新增到資料庫 您可以透過輸入製造商、型號和規格將鍋爐新增到資料庫。
新增疏水閥製造商 您可以透過完成製造商、型號和規格欄位將蒸汽疏水閥新增到資料庫。如果製造商不在下拉選單中，請輸入新的製造商。
鍋爐 鍋爐導航器將帶您前往特定鍋爐選項卡。
彙總 導航器將帶您前往彙總表。
刪除鍋爐表 您可以從當前專案中新增或刪除鍋爐。例如，如果您有兩個鍋爐，並且 SteamMaster 已儲存了四個鍋爐，則可以刪除鍋爐表。此操作還將從彙總表中刪除鍋爐。SteamMaster 將詢問您是否要一次刪除一個表。如果您要保留鍋爐 1 和 2，請執行“刪除鍋爐表”並對對話方塊“您要刪除鍋爐編號 2 嗎？” 回答“否”。重複“否”，直到您到達要刪除的最後一個鍋爐，然後回答“是”。
計算節約彙總 通常，SteamMaster 會自動重新計算更改。但是，如果您將計算重置為手動，則此功能將重新計算結果。
幫助 本手冊以線上幫助格式提供，按工作表選項卡索引。
彙總表允許您輸入適用於蒸汽系統中所有鍋爐的資訊以及每個鍋爐的操作條件。它允許您將鍋爐燃料使用與燃料賬單匹配，並總結來自五個潛在系統改進的結果。資料輸入單元格以藍色字型顯示。其他單元格包含受保護的標籤和公式。沒有密碼，但它們受到保護，因此您不會意外覆蓋公式。
公司 ID 以適當的方式識別公司。
年執行時間（小時） 輸入任何鍋爐每年執行的小時數。每個燃燒率的單個鍋爐執行將在後面指定。系統處於熱狀態的時間用於計算未絕緣管道、蒸汽和疏水閥洩漏造成的損失。
海拔（英尺） 海拔高度（英尺）用於計算大氣壓，因此也是鍋爐位置的氣體密度和蒸汽屬性。
冷凝水回水率（%） 輸入返回到鍋爐的蒸汽冷凝水的百分比。可以透過鍋爐燃燒率（輸入 Btu/hr）x 鍋爐效率 [預設 = 80%] / 蒸汽焓 [預設 = 1000 Btu/lb] 來估計蒸汽流量。在日誌或化學處理公司報告中查詢補水流量計讀數。
蒸汽系統容積（立方英尺） 蒸汽容積用於計算鍋爐迴圈時間（鍋爐關閉），當系統負荷小於最小燃燒率時。許多鍋爐製造商將“蒸汽腔”或“蒸汽容積”指定為鍋爐水位以上的部分。蘇格蘭鍋爐的曲線擬合產生了預設值 [預設 = 0.2 立方英尺/馬力]。系統容積還包括管道。管道損失選項卡包括您在表格中輸入的管道表面積和容積列。
空氣溼度比（lbv/lb 乾燥空氣） 絕對溼度、比溼度或溼度比是指空氣體積中水蒸氣質量與乾燥空氣質量之比。它用於計算燃燒空氣中加熱水蒸汽造成的鍋爐效率損失。絕對溼度也可以從溼度圖中的相對溼度和其他空氣屬性中找到。
操作蒸汽溫度（華氏度） 對於現有的系統操作壓力，將計算出飽和溫度（華氏度）。
建議蒸汽溫度（華氏度） 對於建議的系統操作壓力，將計算出飽和蒸汽溫度（華氏度），以防您建議降低系統壓力。
冷凝水溫度（華氏度） 冷凝水溫度是根據冷凝水回水系統壓力計算得出的。例如，大氣冷凝水系統將具有 212 華氏度的冷凝水溫度。冷凝水溫度用於計算閃蒸損失。冷凝水在返回鍋爐的過程中會損失熱量，並可能以 160-180 華氏度的溫度到達。但是，我們根據蒸汽疏水閥處的飽和溫度來計算閃蒸。
進氣溫度（華氏度） 燃燒空氣從進氣條件加熱到鍋爐煙囪條件。進氣屬性和用於燃燒效率計算。[預設 = 80 華氏度]
進水溫度（華氏度） 水從進水溫度加熱到系統壓力下的飽和蒸汽。井水和自來水溫度都隨地點和季節而變化。[預設 = 50 華氏度]
操作壓力（psig） 系統壓力隨負荷和控制範圍設定點而變化。輸入現有系統的平均操作壓力。
建議壓力（psig） 如果您建議更改壓力，請輸入更高或更低的壓力。效率和損失使用建議的壓力計算，並在“建議”列中顯示。
冷凝水回水壓力（psig） 冷凝水通常在蒸汽疏水閥處降低到大氣壓力（0 psig）並在冷凝水箱中收集。然後將冷凝水泵回鍋爐房，通常是到補水箱。當飽和液體減壓時，它會過熱。部分液體會閃蒸成蒸汽，直到液體溫度達到較低壓力下的飽和溫度。例如，當 100 psig 的冷凝水降低到 0 psig 時。13% 的冷凝水會閃蒸成蒸汽，這代表著巨大的系統損失。加壓回水將提供低壓蒸汽，可用於其他目的，包括加熱補水。輸入現有的冷凝水回水壓力。[預設 = 0 psig]
大氣壓力 (psia) 大氣壓力 (0 psig) 是根據海拔和高於海平面的高度，以絕對壓力 (psia) 的形式計算的，與真空相比。例如，海平面上的大氣壓力為 14.7 psia。輸入海拔高度並觀察計算出的壓力，該壓力將用於計算中。
壓力範圍 (psi) 系統壓力由系統控制保持在一個壓力範圍內，前提是鍋爐有足夠的容量來滿足負荷。當鍋爐在壓力下執行時，當負荷下降時，鍋爐會關閉，直到鍋爐重新啟動。輸入此控制壓力範圍，該範圍用於計算鍋爐執行多長時間才能將壓力提高到該範圍，以及它關閉多長時間。壓力範圍用於迴圈損失計算。
燃料型別 從六種燃料的下拉選單中選擇燃料型別（煤炭、2 號燃油、6 號燃油、天然氣、丙烷和木材）。燃料特性會影響效率計算，並在燃料表中詳細介紹。
燃料成本（$/MMBtu） 輸入燃料成本美元/百萬 Btu。
鍋爐摘要表允許您輸入每臺鍋爐的燃燒率和執行時間，並使所有鍋爐的總燃料使用量與燃料賬單相匹配。然後它總結了每臺鍋爐的現有和擬議的效率和能源使用情況以及節約情況，以及每個燃燒率的總量以及整個系統的總量。
燃燒率 輸入每臺鍋爐的四個燃燒率，以滿負荷的百分比表示，以及每臺鍋爐在每個燃燒率下執行的小時數。
年度小時數 輸入每臺鍋爐在每個燃燒率下執行的小時數。請注意，每臺鍋爐在所有燃燒率下的總執行時間將在每個表的底部進行計算。
效率 在每張鍋爐表中計算現有和擬議條件下的效率，並進行彙總。
成本節約 現有和擬議條件之間的差異會產生能源和成本節約，以您輸入的燃料成本為基礎。
鍋爐年度能源使用量 (MMBtu/yr) 現有和擬議條件下的年度能源使用量將在底部“節約摘要”表中分別針對每臺鍋爐和整個系統進行彙總。
建議 總結了五個潛在系統改進的節約情況。並非所有機會都適用於所有系統，並且還有其他未包含的機會。五個建議是
- Tune Boilers - Insulate Steam Pipes - Repair Steam Leaks - Repair Trap Leaks - Recover Flash Steam
調整鍋爐 現有和擬議的鍋爐效率使用 AMSE 間接法在單獨的鍋爐表中計算。蒸汽系統的能源和成本節約包含在摘要表中。
絕緣蒸汽管道 未絕緣蒸汽管道的絕緣結果在“管道損失”表中進行了總結。效率以使用百分比表示的損失。擬議條件假設絕緣將恢復大部分管道熱量損失。在“管道損失”表中的“管道熱量損失係數”表中，輸入您選擇的絕緣的擬議熱量損失，該熱量損失佔未絕緣熱量損失的百分比。[預設值 = 10%]。我們將熱量損失節約除以系統鍋爐效率，以計算能源和成本節約。
修復蒸汽洩漏 蒸汽洩漏的熱量損失在“蒸汽洩漏”選項卡中計算，並在此處進行總結。輸入擬議的蒸汽洩漏量，該洩漏量佔現有蒸汽洩漏的百分比。[預設值 = 10%]。我們將熱量損失節約除以系統鍋爐效率，以計算能源和成本節約。
修復蒸汽疏水閥洩漏 蒸汽疏水閥的熱量損失在“蒸汽疏水閥洩漏”選項卡中計算，並在此處進行總結。輸入擬議的蒸汽疏水閥洩漏量，該洩漏量佔現有蒸汽疏水閥洩漏的百分比。[預設值 = 10%]。我們將熱量損失節約除以系統鍋爐效率，以計算能源和成本節約。
回收閃蒸蒸汽 凝結水通常在蒸汽疏水閥處降至大氣壓力 (0 psig) 並收集在凝結水罐中。凝結水被泵回鍋爐房，通常是到給水罐。當飽和液體在壓力下降低時，它會變成過熱。一些液體閃蒸成蒸汽，直到液體溫度達到較低壓力下的飽和溫度。例如，當 100 psig 的凝結水降至 0 psig 時，13% 的凝結水閃蒸成蒸汽。因為大氣壓下的汽化潛熱為 970 Btu/lb，所以這代表著系統中的重大損失。現有效率和能源列展示了整個系統的這種熱量損失以及凝結水系統壓力除以系統鍋爐效率。
加壓凝結水回水系統將允許您回收一些或全部閃蒸蒸汽。低壓蒸汽可用於其他目的，包括加熱補水，使用現有凝結水回水 (%)。節約列顯示了可用於直接在補水或除氧器罐中加熱補水的閃蒸蒸汽量的計算，而無需新增額外的熱交換器。擬議列顯示了剩餘的閃蒸蒸汽量。如果您確定了一種用途和應用它的系統，則減少擬議的蒸汽使用量，節約將按比例增加。請注意，閃蒸蒸汽量和補水使用量都會隨著凝結水系統壓力和凝結水回水百分比的變化而變化。
總計 系統效率是鍋爐效率，包括輻射、對流和迴圈損失，減去四種確定的系統損失：未絕緣管道、蒸汽洩漏、疏水閥洩漏和閃蒸蒸汽。整個系統的總現有和擬議能源使用量意義不大，因為鍋爐使用量（在調整鍋爐建議行中顯示）包括系統損失。但是，五個建議的總能源和成本節約是系統改進的結果。
在字型為藍色的單元格中輸入資訊。對於每張單獨的鍋爐表，輸入特定於相應鍋爐的資訊。
製造商 在“鍋爐製造商”表中有一個鍋爐製造商、型號和規格的資料庫。您可以從資料庫中新增鍋爐，也可以向資料庫中新增新的鍋爐。
型號 從銘牌中輸入型號。
馬力 鍋爐馬力不同於電力或機械馬力。如果鍋爐馬力不在銘牌上，您可能會發現以下轉換之一有用
- 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)
最大燃燒率 輸入所有燃料的 MMBTU/hr。這是輸入率，因此應該在 40,000 Btu/hr-BoHP 左右。
鍋爐型別 從五種型別的下拉選單中選擇鍋爐型別
- Cast Iron Sectional - Fire Tube - Hot Water - Scotch Marine - Water Tube
最小燃燒率 鍋爐可以執行的最低速率通常在 10% 到 40% 之間，對於較大的鍋爐，速率較小。降負荷是最大燃燒率與最小燃燒率之比。最小燃燒率會影響鍋爐在低於最小燃燒率的負荷下的迴圈損失。
控制型別 從三種類型的下拉選單中選擇控制型別
- Full Modulating - Low-High-Low - On-Off
當鍋爐迴圈開啟和關閉時，空氣會被吹過燃燒室以去除未燃燒的燃料，然後在點火之前為了安全起見。排氣迴圈會帶走系統中的能量，構成損失，其大小取決於迴圈時間。以下是一種結合了經驗和計算方法的迴圈損失估算方法。
排氣溫度 在排氣迴圈期間，空氣會被吹過鍋爐。理論上，可以計算出口溫度；實際上，這是一個複雜的計算。根據幾次測量結果，我們在熱量損失計算中使用出口空氣溫度，該溫度佔飽和蒸汽溫度的百分比，兩者都相對於入口空氣溫度。[預設值 = 75%]。
排氣迴圈時間 此值為排氣迴圈期間空氣被吹過鍋爐而沒有燃料的時間。輸入預（燃燒器前）和後排氣的平均時間（以秒為單位）。該程式假設兩種排氣時間相同，並乘以 2 以說明預排氣和後排氣。[預設值 = 30 秒]。
備用迴圈時間 這是備用負荷小於鍋爐最小燃燒率時的完整鍋爐迴圈時間。該方法是計算鍋爐需要多長時間才能將系統體積中的壓力提高到控制壓力範圍的數值。它進一步考慮了鍋爐負荷與最小燃燒率的比率，以計算鍋爐可以關閉多長時間。迴圈時間包括預排氣和後排氣、燃燒器執行以及鍋爐關閉的時間。迴圈時間用於計算鍋爐處於備用燃燒率時的迴圈損失。
o2 (%) 大多數燃燒分析儀或煙氣感測器測量煙氣中氧氣的體積百分比。輸入測量值。
CO2 (%) SteamMaster 以體積為基礎計算二氧化碳濃度。某些測試裝置測量 CO2。如果您的裝置這樣做，您將不得不查詢相應的 O2 濃度以使用 SteamMaster。
CO (ppm) 一氧化碳濃度是未燃燒燃料的可量化指標。大多數燃燒分析儀以百萬分率 (ppm) 測量 CO。超過 400 ppm 的水平被認為對人有害。許多燃燒分析儀無法測量超過 400 ppm 的水平。請注意，此水平 (0.04%) 對燃燒效率的影響可以忽略不計，但可能是燃燒器或其他鍋爐問題的指標。SteamMaster 計算 CO 的影響，在極高濃度下，CO 的影響可能很大。如果您遇到超過 400 ppm 的煙氣濃度，請建議工廠管理部門立即對鍋爐進行維護。
煙氣溫度 (華氏度) 煙氣溫度用於計算從鍋爐中流出的熱量。
淨煙氣溫度 (華氏度) 煙氣溫度減去進氣溫度用於計算鍋爐向燃料和燃燒空氣混合物新增的熱量。
燃燒效率是使用 ASME 間接法計算的（參見燃燒效率定義部分），其中計算以下損失並從 100% 中減去。該方法和公式記錄在 ASME 標準中。
幹氣損失代表從鍋爐煙囪中流出的顯熱。
水分生成是燃燒燃料中氫氣產生的損失。
燃料中的水分（溼基）是蒸發和加熱燃料中所含水分所需的損失。大多數化石燃料幾乎不含水分。木材燃料通常含有大量水分。
一氧化碳是燃燒過程中未完全釋放的 CO 形成能量損失。
灰分引起的損失木材通常含有灰分，灰分不會燃燒。因此，灰分濃度（通常很小）從燃料的熱值中減去。
空氣中的水分是另一種從系統中帶走熱量的水源。
燃燒效率從 100% 中減去之前的損失以計算燃燒效率。
輻射/對流損失 溫度高的鍋爐會透過輻射和對流向周圍環境散失熱量。SteamMaster 使用 ASME 蒸汽機組發電標準中發現的圖表曲線擬合。 ?????