以蒸汽发生器替代蒸汽锅炉的可行性分析

　　摘要：文章简单介绍了蒸汽锅炉和蒸汽发生器的工作原理，分析了蒸汽锅炉存在的问题；结合上海交通大学附属第六人民医院的实际使用情况，对蒸汽锅炉和蒸汽发生器的费用支出进行了对比；详细介绍了与蒸汽锅炉相比蒸汽发生器的优势，最终得出了结论。

　　关键词：蒸汽发生器；蒸汽锅炉；节能高效；安全性；费用控制

　　蒸汽锅炉指的是把水加热到一定参数并生产高温蒸汽的工业锅炉，它属于特种设备，其设计、加工、制造、安装及使用都必须接受技术监督部门的监管，只有取得锅炉使用证，才能使用蒸汽锅炉。

　　蒸汽发生器是指在采用间接循环的反应堆动力装置中把反应堆冷却剂从堆芯获得的热能传给二回路工质使其变为蒸汽的热交换设备，也是利用燃料或其他能源的热能（如电能）把水加热成为蒸汽的机械设备。蒸汽发生器的容积必须小于30L，容积大于等于30L的则属于《特种设备安全监察条例》中锅炉的范畴。市场上大多数的蒸汽发生器的容积都小于30L，所以不归技术监督部门监管。

　　上海交通大学附属第六人民医院现有两台蒸汽锅炉，型号为WNS3-1.0-Y/Q，蒸发量为3t/h，蒸发压力为1MPa，额定蒸汽温度184℃，给水温度20℃，热效率达到90%，燃料为天然气。两台蒸汽锅炉一用一备，每天运行17个小时，通过蒸汽管道将蒸汽分别输送给制剂楼、动物楼、洗衣房、食堂、南大楼供应室、感染科。

　　医院采用的是集中供汽模式，通过锅炉房将蒸汽输送到各部门，蒸汽管网规模相对较大，这种模式运行优点是可实现集中管理，方便维修和操作，由于热源集中，供汽系统运行工况稳定，锅炉运行效率高，同时锅炉采用清洁能源，减少污染物排放。

　　一、蒸汽锅炉目前存在的问题

　　通过近几年的使用，蒸汽锅炉的问题也越发突出，主要有以下几个方面：

　　1.管道的建设和维护成本高，每年用于蒸汽输送管线维修保养的费用近50万元。

　　2.传输过程热损失大。因为蒸汽管道规模较大，虽然能源中心距离制剂楼、动物楼、食堂、供应室只有十几米甚至几米，但是蒸汽管道却都有上百米，导致热媒输送动力消耗大以及蒸汽传输过程中热损耗相当大。

　　3.无法根据需求及时控制蒸汽，从而造成能源浪费。设备机房蒸汽锅炉每天早上4：30开阀，晚上21：30关阀，蒸汽使用有效率相对低下，系统控制不灵活，集中供汽系统末端调节手段较差，在供气时段内，由于同一管路的不同用汽部门使用时间和频率不同，造成部分浪费。制剂楼与动物楼的管道还存在泄漏蒸汽现象，而且由于管道是集中管理统一输送蒸汽，即使发现了问题，也无法关闭管道，造成蒸汽大量泄漏，浪费能源。

　　4.供过于求，蒸汽锅炉产生的蒸汽量远远超过了各部门对蒸汽的需求总和。通过统计分析，目前医院只有制剂楼、动物楼、食堂、供应室对蒸汽有需求，蒸汽锅炉每小时产蒸汽3t，而各部门每小时消耗蒸汽总和大大低于3t，明显供过于求，浪费大量人力物力。制剂楼、动物楼、供应室所需蒸汽用于消毒杀菌，据统计，现各部门使用的消毒锅都是相近类型的，每台消毒锅每小时蒸汽消耗量为35kg，共8台。制剂楼平均每周使用消毒锅两次，每次1小时；动物楼每天使用消毒锅最多不超过半天，其余时间消毒锅均处在闲置状态；病房大楼供应室使用蒸汽的频率最高，但即使最大化使用蒸汽，也远远达不到蒸汽锅炉所产生的供应量；在食堂，随着燃气蒸饭箱和消毒箱的应用，食堂内所用蒸汽只是用于煮粥，但供气管路依然在使用，蒸汽利用率低，浪费了较多能源。

　　二、蒸汽发生器使用方案

　　蒸汽发生器节能高效、环保洁净，使用安全便捷、安装方便，可针对蒸汽量的要求灵活安装蒸汽机的数量。在使用过程中，亦可根据不同时段对蒸汽的要求调节蒸汽量大小，可调节单台蒸汽机的蒸汽量，也可以关闭多余的蒸汽机，做到需要多少，开启多少，真正从多方面实现节能高效。

　　蒸汽发生器采用电子脉冲自动点火方式，操作方便，性能稳定，热效率高（95%），节能效果显著。其特点是产汽快（180秒左右）、噪音低、效率高。两年前，医院使用了一台蒸汽发生器，至今运行稳定、节能效果显著。

　　我们现已将通往感染科的蒸汽传输管道拆除，给感染科消毒锅专门配备了一台蒸汽发生器。根据调查，感染科每天使用蒸汽发生器进行感染科服消毒杀菌，每天蒸两锅，每锅用时1.5h，每周用6天，周日停用。使用后该蒸汽发生器优点十分明显，每次使用时只需2~3分钟预热，就可产生达到要求的蒸汽，可以做到需求多少就开多少，不仅大大节省了能源消耗，而且极大程度地减少了浪费。

　　三、蒸汽发生器与蒸汽锅炉运行费用比较以医院感染科的国产蒸汽发生器为例，该蒸汽发生器成本为55000元，型号为50-0.4YT，以电热作为能源，功率为32kW，无需天然气（2011年的蒸汽锅炉总燃气费为158万元，2012年为130万元）；占地规模小，可以与消毒锅放置一个房间内，不仅节省了能源中心的占地空间，还省掉了大量管道维护方面费用，从能源中心至感染科的蒸汽管道达几百米，每年的管道保养维修维护费用开销不小，蒸汽锅炉产生的蒸汽通过上百米的管道到达感染科时能源浪费达到了15%，更换蒸汽发生器后，这些浪费都不再发生；蒸汽发生器操作简单，易上手，无需专业人员日夜监控。

　　据调查，现感染科蒸汽发生器每天工作时间为上午7点至11点，其余时间处于停用状态，及时开关，减少了大量能源浪费。通过两年的使用，得到的统计数据为：每年支出的费用只是少部分的水费38元以及电费35412元，水处理费4000元，维护费用5500；设备成本55000元，折旧费为每年3667元；每年总支出仅为48617元。

　　如果医院所有需要使用蒸汽的单位（制剂楼、动物楼、食堂、供应室）都改用蒸汽发生器，不再使用蒸汽锅炉，那么通过简单计算，得到如表1所示数据。

　　如果使用进口蒸汽发生器，大功率蒸汽发生器价格约为50万/台，小功率约为20万/台，使用期限为15年；功率约为26kW，蒸汽产量为32kg/h，容量为28L。通过这些数据可简单计算出一年的费用。

　　2012年医院在蒸汽锅炉方面的费用支出达到1945442元；两台锅炉的成本以及电控和辅机的成本为890000元，按蒸汽锅炉使用寿命为15年计算，折旧费为59333元/年；每年总支出为2004775元。

　　对上述数据进行比较就会发现，医院如果用国产蒸汽发生器替代蒸汽锅炉，蒸汽发生器每年费用支出为蒸汽锅炉每年费用支出的35.3%；如果使用进口蒸汽发生器，蒸汽发生器每年费用支出为蒸汽锅炉每年费用支出的34.6%。无论选择哪一种蒸汽发生器，都可以节省大量人力、物力、财力。

　　通过对比得知，使用进口蒸汽发生器比使用蒸汽锅炉每年可节省约131万元，使用进口蒸汽发生器，成本较贵，总额达180万，16个月之后也可以回本；而使用国产蒸汽发生器，每年可节省130万元，国产成本低，为33万，3个月即可回本。

　　四、蒸汽发生器

　　与蒸汽锅炉相比所具有的优势与蒸汽锅炉相比，蒸汽发生器具有如下优势：

　　1.占地面积小，安装方便。不用建造独立锅炉房，可以直接与消毒锅放置在一个房间，或者可以放在地下室、楼顶等场所；

　　2.不需专职锅炉工值班（常规锅炉需要持证司炉工）；

　　3.每年免去了与政府职能部门打交道，更省心；

　　4.一体化集成，现场只需接通水、电，即可投入使用；

　　5.水容量少，仅30L，如同家用热水器一样方便安全；

　　6.启动快，3分钟快速产汽，降低启动能耗；

　　7.蒸汽发生器不属于压力容器，安全稳定；

　　8.蒸汽的压力可以根据不同需求进行调整；

　　9.噪音小，改进后的蒸汽发生器在使用过程中几乎不会有什么声音；

　　10.价格便宜；

　　11.装置结构简单，维护方便；

　　12.就地安装，灵活移动，方便使用；

　　13.提高蒸汽品质。

　　蒸汽发生器有别于一般传统蒸汽锅炉，它具有低污染、高效率、节能、占地面积小、灵活性强、故障率低及自动化程度高等优点，它的最大优点是安全稳定，发生事故概率比锅炉低。

　　蒸汽发生器还有更多的用途。利用蒸汽发生器提供湿蒸汽是最理想的方案，与蒸汽锅炉提供的湿蒸汽（相对湿度2%～3%）相比，蒸汽发生器提供的湿蒸汽的相对湿度仅为0.5%，这样可减少蒸汽管道中因蒸汽冷凝带来的危害。

　　五、结束语

　　通过两年的实际使用，证明使用蒸汽发生器能够满足实际使用需求，节能减排效果非常显著。此外，蒸汽发生器不属于压力容器，所以与蒸汽锅炉相比更加安全。相比以往年复一年的高额维修维护费用以及能源支出，蒸汽发生器将会有更好的运用空间，能更好地提高各类医院后勤保障功能，提高医疗服务的品质，提高医院的经济效益。

　　用蒸汽发生器替代蒸汽锅炉，将为各类医疗单位的后勤热源供应方式带来革命性的变革，通过广泛应用必将体现出良好的社会效应。

　　文｜李文红 施天裕