浅谈蒸汽干度

淺談蒸汽乾度
三浦鍋爐股份有限公司／林育維鍋爐近年來在燃料成本逐漸上升的大環境下，在鍋爐效率的提升有著顯著的進步，甚至在貫流式鍋爐業界發表了達到效率98％的新型鍋爐，各式在國外已成熟的新技術也逐步的導入了國內市場，對於整體鍋爐市場的競爭有著良性的影響。

由於蒸汽乾度的測量需要熟練的技術，以及繁瑣的作業，目前業界並不重視蒸汽乾度的測量，故往往忽略了”蒸汽乾度”！但蒸汽乾度與鍋爐的效率及燃料費用息息相關，以下就以簡單的方式來說明蒸汽乾度。

何謂蒸汽乾度？
假設1kg的溼蒸汽中，若含有X kg的乾飽和蒸汽和（1-X）kg的水份時，X叫做該蒸汽的乾度，（1-X）則叫做溼度，鍋爐出口處的蒸汽一般乾度約0.95~0.98的飽和蒸汽。

一、蒸汽乾度測量方式
依照CNS2141B1025規定在鍋爐出口適當位置使用”節流式熱量計”測量如圖1。

乾度計安裝之蒸汽管路需與鍋爐主蒸汽閥口徑一致
乾度計安裝之蒸汽管路需前後維持5倍管徑的直管
管路及乾度計需有適當之保溫，配管如圖2
鍋爐測試時以100％負載，將主蒸汽閥全
開A 閥調節鍋爐蒸汽壓力
以B 閥控制降低乾度計內壓力維持0.2kgf/
cm 2G ，並產生過熱蒸汽。

待壓力及溫度穩定後測量30分鐘，每3分
鐘測量溫度並記錄，最終求得過熱蒸汽平
均溫度
蒸汽乾度計算公式
乾度＝（h －i'）/（i"－i'）
h ：過熱蒸汽的熱焓
I'：飽和水的熱焓
I"：飽和蒸汽的熱焓例題（一）
蒸汽壓力為6kgf/cm 2G 進行乾度測量，控制進入乾度計內壓力為0.2kgf/cm 2G 以測量過熱蒸汽溫度，測得溫度為132℃（30分鐘平均值）試求蒸汽乾度？
乾度計溫度平均值（30分鐘）
132℃
h ：過熱蒸汽的熱焓（132℃的過熱蒸汽、對照過熱蒸氣表）654.286kcal/kg I'：飽和水的熱焓（6kg/cm 2G ）165.921kcal/kg I"：飽和蒸汽的熱焓（6kg/cm 2G ）
659.848kcal/kg （654.286－165.921）/（659.848－165.921）＝0.991
該蒸汽乾度為99.1％
例題（二）
蒸汽壓力為8kgf/cm 2G 進行乾度測量，控制進入乾度計內壓力為0.2kgf/cm 2G 以測量過熱蒸汽溫度，測得溫度為141℃（30分鐘平均值）試求蒸汽乾度？
乾度計溫度平均值（30分鐘）141℃
h ：過熱蒸汽的熱焓（141℃的過熱蒸汽、對照過熱蒸氣表）658.632kcal/kg I'：飽和水的熱焓（8kg/cm 2G ）176.725kcal/kg I"：飽和蒸汽的熱焓（8kg/cm 2G ）662.305kcal/kg
（658.623－176.725）/（662.305－176.725）＝0.994
該蒸汽乾度為99.4％
圖2
二、蒸汽乾度對於燃料量的影響
由於蒸汽可以攜帶大量的熱量，故廣泛被產業界所利用，但蒸汽的乾度卻會大幅的影響蒸汽所攜帶的熱量，由於總需求的熱是固定的，進而造成蒸汽的使用量增加，且蒸汽及復水系統中閥件負擔增加。

例：
蒸汽乾度96％的7公斤飽和蒸汽，其實際熱焓為何？
7公斤乾飽和蒸汽熱焓為：661.173kcal/kg（由蒸汽表查表得知）
7公斤水的熱焓為：171.579（由蒸汽表查表得知）
661.173×96％+171.173×4％＝641.572kcal/kg
乾飽和蒸汽熱焓為661.173kcal/kg
而蒸汽乾度96％熱焓僅641.572kcal/kg
兩者每公斤蒸汽就相差了19.601kcal的熱量
以蒸汽使用量3000kg/hr每天8小時，一年工作天數300天，蒸汽乾度96％及99％燃料使用量差距會有多少？
首先計算熱焓差異
（661.173×99％+171.173×1％）－（661.173×96％+171.173×4％）
＝656.271－641.572
＝14.699kcal（每公斤蒸汽）
計算年間總蒸氣量
3000×8×300＝7200000kg/年
以天然氣（NG1計算9700kcal/m3N）
14.699×7200000/9700＝10910m3N
以上可得知在不考慮放熱損失的情況下，蒸汽乾度相差3％的影響下，會造成多達10910度瓦斯的浪費。

三、結語
由以上說明可以知道，蒸汽乾度對於鍋爐整燃料成本的影響，在鍋爐新技術的投入下鍋爐”燃燒”的效率逐步的提升，但對於蒸汽乾度卻往往忽略，蒸汽乾度也可以看出鍋爐製造商生產鍋爐的工藝水準，雖然目前政府並沒有訂定相關的標準，但可以在業主採購鍋爐時提出需求，達到節能、減碳、更重要的是節省不必要的燃料浪費。