這一節著重于硬件設施中有關保證蒸汽質量以成功地進行調制作業的一些要點。筆者無意于討論硬件方面的問題，也不涉及這個高度專業化工程領域的細節。僅意圖提供一些基本信息，以幫助飼料廠的生產-技術管理人員去審視-考察他們現有的蒸汽系統和/或為新建飼料廠設置新的系統。特別建議飼料廠管理人員在作最后決定時，向夠格的蒸汽工程師咨詢，或（如果本人具備良好的工程學基礎）求教于有關的蒸汽工程書籍手冊。
3.1 鍋爐
鍋爐是用來將水加熱并產生蒸汽的。高壓蒸汽鍋爐是制粒中蒸汽調制使用的鍋爐，設計的蒸汽壓應是10kg/cm2 或更高。鍋爐按不同的燃料設計可分為煤氣鍋爐（用天然氣或液化石油氣作燃料）、燃油鍋爐（用輕油或重油作燃料）、及煤炭鍋爐。天然氣是最清潔的燃料，燒煤污染空氣最為嚴重。發達國家以煤氣鍋爐和燃油鍋爐為主。煤炭鍋爐雖然最便宜，但出于環保考慮，在中國正被煤氣鍋爐和燃油鍋爐取代。另一方面，污染的程度還取決于鍋爐設計制造的好壞，有些新設計的鍋爐可防止90%的SO2 釋放到大氣中。稻殼、鋸末之類的生物材料已經在煤炭鍋爐中使用，或叫作生物-煤炭聯用鍋爐。作為一種新能源，這種鍋爐已成為鍋爐研究和產品設計的關注點。
3.1.1 鍋爐大小
確定鍋爐大小很重要的一點是要留有足夠的余地，因為要考慮飼料廠發展中還可能要擴大產量。天然氣或燃油鍋爐通常推薦乘2倍系數，煤炭鍋爐乘4倍。舉例說，一個最大產量為20t/h的制粒廠，估計的蒸汽用量為1t/h（最大產量的5%），增加10%用來補償蒸汽到達調制器之前的凝結損失，蒸汽產量應為1.1t/h。對燃油鍋爐或天然氣鍋爐的推薦產量是2.2t/h（1.2×2）或 2～2.5t/h，對煤炭鍋爐推薦4～5t/h。
3.1.2 鍋爐安全
（1）鍋爐銘牌：每臺鍋爐都必須經過專業測試，出廠前應附上一塊鍋爐銘牌，標明系列號碼、型號、蒸汽產量、設計壓力、最大工作壓力、液壓測試壓力、測試日期、檢驗機構、制造廠家等。
（2）所有安全設備必須符合行業或國家標準并妥善安裝，包括安全閥 （保護鍋爐外殼過度受壓）、鍋爐斷流閥（將蒸汽鍋爐及其壓力與作業場所隔離）、注入水截止閥（防止鍋爐沒有壓力時泛水）、水質控制設備（例如TDS控制系統，可控制溶解固體總量）、鍋爐水面控制器、爐底排污系統（清除鍋爐底部沉積物）、閥門壓力表（顯示鍋爐當前蒸汽壓、連同標注的正常工作壓和最大允許工作壓）等。
（3）嚴格遵守鍋爐保養規程。
3.1.3 鍋爐位置
為了避免過多的水凝結以節省能耗和安裝費用，最好將鍋爐安放在盡量靠近作業場所（顆粒機）的位置。美國的一些飼料廠將鍋爐設在飼料廠內，單設一個有牢固水泥墻的房間。
3.2 管道
3.2.1 管道尺寸
蒸汽管道，特別是主管道，必須大小合適。管道太大意味著管道、閥門和相關設施更貴，安裝費更高，蒸汽凝結更多，熱量損失更大，隨之則需要更多的疏水裝置或加大凝結水排除能力。管道太小則會使蒸汽壓下降幅度過大，蒸汽流量不足的危險性更大，蒸汽流速也更大。加快蒸汽流速會帶來更大噪聲，發生腐蝕和水錘的危險性更大，對系統的硬件設施可能造成更多損害。
在美國飽和蒸汽的允許流速是27～30m/s；在英國是25～40m/s。在確定管道尺寸，特別是長管道（例如超過50m）或主管道時，不宜采用最大蒸汽流速數值。這是為了防止發生過大的蒸汽壓力下降，也是為以后的設計變化留有余地。不管蒸汽管道安裝得多好，蒸汽管道沿線總會因蒸汽與管壁的摩擦而產生壓降。蒸汽壓降是管道長度和蒸汽流速二者的函數。確定管道大小時，考慮的因素包括蒸汽流量、蒸汽初壓（出鍋爐時的蒸汽壓）、蒸汽壓降和蒸汽流速。蒸汽流量（kg/h）是使用時（指調制作業）要求的流量加上預留量，即因主管道熱損失造成的蒸汽凝結。如前面所提到的，粗略估計所給的預留量是10%；更仔細計算，隔熱良好的主管道每100m有效管長再加3.5%蒸汽流量。有效管長是實際管長加上為彎道和其他管道附件所設的10%預留。例如，主管道是150m，則有效管長是165m（150+150×0.1）。鍋爐蒸汽負載的預留量則是：（165/100）×3.5%=5.8%。如果調制器要求的蒸汽流量是1 000 kg/h，確定管道大小時采用的鍋爐負載或蒸汽流量應是1 058kg/h（1 000+1 000×5.8%）。蒸汽流量和蒸汽初壓確定后，管道的內徑可以按蒸汽壓降來決定（壓降法），也可以按蒸汽流速來決定（流速法）。實際操作中，確定管道尺寸是兼顧管道大小和蒸汽流速或蒸汽壓降而考慮的。在相關的工程書籍和/或手冊中可以找到確定管道尺寸詳細的計算、表格和線圖。
3.2.2管道布局
管道布局的主要目的是便于去除凝結水，避免生成水錘。安裝主管道，建議順汽流方向要有不小于1%的斜度，這樣，重力和汽流可以幫助凝結水向排水點移動。排水點之間的距離應為30～50m管長，用一套收集裝置去除排水點收集的凝結水（圖2）。
圖2 管道的布局
如果一段主管道不能按要求（順流方向1:100斜度）安置，或必須跨越一個高起來的地方，必須將凝結水逆蒸汽流方向往下坡方向引流。這種情況下建議：（1）取大一些的管徑以降低蒸汽流速，使之不超過15m/s；（2）上坡管線安置的斜度不小于1:40斜度； （3）這一段管道設置的排水點間隔不超過15m（圖3）。
圖3 濾水點設置
支管應連接在主管道的上方，這樣可以讓蒸汽而不是凝結水導入支管。支管接在主管側面是不正確的，接在主管道下方更糟，這樣會讓凝結水和固體顆粒（如果有的話）帶進支管。如果需要縮小蒸汽管口徑，接頭斷面應當不是同心圓，應是平的一面朝下的偏心圓。
3.3 阻汽排水閥
阻汽排水閥是蒸汽系統的重要部件。阻汽排水閥將凝結水清除到凝結水回流管（如未受污染可返回到鍋爐），但將蒸汽留在蒸汽中。通過阻汽排水閥空氣也被清除。美國一些飼料廠有時把阻汽排水閥不精確地叫作截止閥，可能部分是由于該閥的這種開-合功能。凡有凝結水出現之處都
要求安裝阻汽排水閥，包括主管道的排水點、蒸汽分離器、減壓閥、蒸汽流控制閥等。阻汽排水閥有多種類型，按其作用機理分為3個基本類型：
（1）恒溫阻汽排水閥。靠液體溫度變化工作，凝結水在剛凝結時的溫度與蒸汽溫度是一樣的，但進一步損失熱量溫度就會下降，阻汽排水閥會感知這較低的溫度而讓凝結物通過。蒸汽到達阻汽排水閥時，溫度提高而讓閥門關閉。
（2）機械阻汽排水閥。靠液體密度變化工作，例如，浮球式閥（機械阻汽排水閥的一種）在有凝結水時浮球升起，閥門打開讓密度較大的凝結水通過，密度較低的蒸汽一到閥門就關閉。
（3）熱動力阻汽排水閥。靠流體力學原理工作。如前面說過的，當壓力下降時一些凝結物會閃蒸成蒸汽。這種阻汽排水閥即可隨凝結水閃蒸和回凝造成的壓力變化而開閉閥門。
3.4 過濾器
過濾器安裝在阻汽排水閥、減壓閥、汽流控制閥等部件前面，防止這些部件受到由固體顆粒造成的物理性損害。有不同種類的過濾器，如同阻汽排水閥一樣，適合的尺寸和正確安裝對順利作業至關重要。
3.5 汽-水分離器
汽-水分離器不僅可以去除凝結水，還能將懸浮的分散水滴從蒸汽中分離，水錘的存在和影響也能靠分離器消除。有不同類型的分離器。最有效而被普遍使用的是折流板型分離器，當蒸汽通過分離器時，這種分離器能讓汽流數次改變方向，由于水滴的質量和慣量比蒸汽大，便被收集到折流板上而蒸汽從分離器出口流出。此外，分離器的橫截面較大，汽流速度降低，水滴的動能也隨之降低，這就促使水滴脫離懸浮狀態。分離器的下面要安裝一個阻汽排水閥，以濾掉凝結水。
筆者對美國飼料中風行一時的“蒸汽增強器”（steam enhancer）進行過評定對比試驗，結論是“蒸汽增強器”就是一種折流板型分離器（Xiong，1994b）。中國飼料廠普遍安裝的一種叫“分汽包”的設備，與該“增強器”外形很像，但里面只有一個擴大了橫截面的空間，沒有折流板，因此分離效果不佳。按筆者建議，在分汽包里面加上折流板，分離效果即得以改善。
分離器的隔熱性對汽-水分離的效果和能效都十分重要，如隔熱不好，分離器的表面積大，會像一個凝結器一樣，反而增加凝結并造成大量熱損失。在減壓閥前面（上流）至少要安裝一個汽水分離器，以保證有干燥的飽和蒸汽。
3.6 減壓閥（或壓力調節器）
在蒸汽調制器之前必須安裝一個減壓閥以給蒸汽調制器輸送符合所設定的蒸汽壓的蒸汽，如果從鍋爐壓力到調制器壓力之間降壓幅度太大，可能其間還要加裝一個減壓閥，即為二步減壓蒸汽管線。鍋爐壓力高有其理由：（1）可以產生質量較高（不很濕）的蒸汽；（2）可以減少主管道費用；（3）有些場合需要高壓蒸汽，如有時要用高溫的間接蒸汽加熱，同一個飼料廠內在進行擠壓作業時，要用高壓的直接蒸汽，等等。
基本上有兩種減壓閥：直接作用閥和調控閥。直接作用閥雖然便宜，但壓力控制不穩定，也不適合對進入調制器的蒸汽進行減壓控制。筆者推薦在蒸汽調制中使用調控閥來調節蒸汽壓力。
3.7 蒸汽流控制閥
蒸汽流量必須與通過調制器的物料流量配合，才能獲得合適的物料溫度和水分，平穩進行制粒作業，這就是之所以減壓閥后面必須安裝一個汽流控制閥的緣故。中國飼料廠的汽流控制閥大多數靠人工控制。對控制閥的一個重要要求點是實際流速對閥門開關程度做出的反應的程度。多數飼料廠的汽流控制閥不能針對實際流速做出線性的反應。在半開位置（“六點鐘”位置），閥門開關程度的一個很小變化即會造成蒸汽流的顯著改變，這使得操作員很難在較高的正常產量下做到平穩作業，汽流和料流稍微加大就會造成制粒廠“卡機”，壓模堵塞。為避免這種情況，操縱員經常讓制粒作業在低產量下運行，汽流控制閥也總是相應地處于低流量位置。
3.8 同相閥
同相閥是“三合一”設計，將蒸汽分離器、阻汽排水閥、減壓調控閥合并一起，可按顆粒飼料廠的產量規模確定適合的尺寸。此外，該系統還附設了一個 “線性反應”的汽流控制閥。據作者進行的對比評定研究，該設備能提供高質量蒸汽，便于操作，運行協調。
（未完待續）
