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化工企業(yè)蒸汽耗量如何計(jì)算？

2024-12-25

一、確定設(shè)備蒸汽耗量的方法
 
一般確定工廠的蒸汽用量有三種方法：
1、計(jì)算：利用傳熱相關(guān)公式來(lái)分析計(jì)算，因?yàn)閭鳠岬挠绊懸蛩睾芏?，可能有很多未知的變量，所以?jì)算出來(lái)的結(jié)果不一定非常精確，不過(guò)這個(gè)計(jì)算精度對(duì)于大多數(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。
蒸汽流量（kg/h）=熱負(fù)荷kw×3600/工作壓力下的hfg
2、計(jì)量：使用流量計(jì)直接計(jì)量，但是這僅僅局限于已投入使用的設(shè)備。
3、額定熱功率：根據(jù)設(shè)備廠商銘牌上的額定熱功率，就可以很簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換計(jì)算出蒸汽耗量，不過(guò)這個(gè)只是理想狀態(tài)的最大蒸汽耗量，與實(shí)際耗量還是有一定差距。
蒸汽的熱量組成包括水的焓值和蒸發(fā)的焓值，水的焓值一般用hf表示，蒸發(fā)的焓值一般用hfg表示，總能量一般用hg表示，那么就有hg=hf+hfg
蒸汽具有容易獲得，易于輸送和控制的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，其中重要的一點(diǎn)就是可獲得蒸汽的熱量值與溫度和壓力是一一對(duì)應(yīng)的，可以方便的只補(bǔ)償一個(gè)值然后通過(guò)查詢蒸汽參數(shù)表即可，如下所示：
圖片
 
二、幾種常用設(shè)備的蒸汽流量的計(jì)算
 
1、流體儲(chǔ)存式加熱器--間歇性生產(chǎn)
Q=CpMΔT/rt
其中Cp--物料的比熱容，如水的比熱容=1，
M—儲(chǔ)存物料的質(zhì)量（kg），
ΔT--升溫溫差（℃），
r—工作壓力下蒸汽的蒸發(fā)熱焓值（kcal/kg）
t--加熱時(shí)間（小時(shí)）。
例1儲(chǔ)油罐加熱，蒸汽壓力4Barg，要求24小時(shí)內(nèi)將2,000T油，從常溫升到60℃，計(jì)算蒸汽用量。
解：首先查蒸汽表，4Barg蒸汽的蒸發(fā)熱焓值r=503.9 kcal/kg，ΔT=60-20=40℃，油的比熱容大約0.9，
Q= CpMΔT/rt=0.9*2,000,000*(60-20) / (503.9*24)=5,953.6kg/h
 
2、連續(xù)流動(dòng)流體加熱器-連續(xù)性生產(chǎn)
Q=CpMΔT/r
其中Cp--物料的比熱容，如水的比熱容=1
M--物料的質(zhì)量流量（kg/h），
ΔT--升溫溫差（℃），
r--工作壓力下蒸汽的蒸發(fā)熱焓值（kcal/kg）
例2管殼式換熱器，蒸汽壓力6Barg，水量為20t/h，循環(huán)利用。溫升大約5℃，計(jì)算蒸汽消耗量。
解：首先查蒸汽表，查出6Barg蒸汽的蒸發(fā)熱焓值r=494 kcal/kg，ΔT=5℃
Q=CpMΔT/rt=1*20,000*5/494=202kg/h
 
3、空氣烘干類設(shè)備（空氣加熱機(jī)組，加熱熱風(fēng)）-連續(xù)性生產(chǎn)
技術(shù)參數(shù)：蒸汽壓力3barg，查出熱焓值hfg為2133KJ/kg，空氣流量(風(fēng)量)為10000 m³/h，溫度從30℃加熱到120℃，熱負(fù)荷為335KW。
A、計(jì)算蒸汽耗量（公式1）：
蒸汽流量Q(kg/h) =V*ΔT* Cp / hfg
Q=蒸汽流量(kg/h)；
V =空氣體積流量(m³/h)；
ΔT=溫升(℃)；
cp =常壓下的空氣比熱容(kJ/(m³·℃)=1.3；
hfg =工作壓力下的蒸汽蒸發(fā)焓(kJ/kg)。
Q=10,000*(120-30)*1.3/2,133=548kg/h
B、計(jì)算蒸汽耗量（公式2）：
蒸汽流量Q(kg/h) =熱負(fù)荷（功率）*3600 / hfg
Q=335*3,600/2,133=565kg/h
 
4、盤(pán)管和夾套加熱--連續(xù)性生產(chǎn)
Q(w)=UAΔT
Q(kg/h)=Q(w)*3.6/hfg
U—換熱系數(shù)，W/(m².℃)
A—換熱面積m²，
ΔT =溫升(℃)
hfg—蒸汽熱焓值kJ/kg
其中U值因物料和盤(pán)管材質(zhì)不同而不同。
 
5、工業(yè)箱體類或滾筒類濕物料干燥設(shè)備--連續(xù)性生產(chǎn)
Q=蒸汽流量 (kg/h)；
Mw=濕布的產(chǎn)量(kg/h)；
Md=干布的產(chǎn)量(kg/h)；
（注意：一般工廠只能給出濕物料或干物料的其中一個(gè)質(zhì)量流量，進(jìn)料的含水比例和出料的含水比例，我們需要據(jù)此算出實(shí)際的物料質(zhì)量流量）
T?=物料離開(kāi)機(jī)器的溫度(℃)；
T?=物料進(jìn)入機(jī)器的溫度(℃)；
hfg =烘筒中蒸汽的蒸發(fā)焓(kJ/kg)；
以上公式中的系數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取以下常數(shù)：
1.5 =烘筒干燥設(shè)備的平均系數(shù)；
2590 =平均加熱水焓+蒸發(fā)掉水分的蒸發(fā)焓=4.19*(100-20)+2256=2590；
（這個(gè)數(shù)據(jù)是指在大氣壓下蒸發(fā)，且假設(shè)物料初始溫度為20℃，若負(fù)壓下蒸發(fā)，小于2590）
1.26 =物料的平均比熱容。KJ/kg.K
 
6、蒸汽直接噴射加熱--連續(xù)性生產(chǎn)，直接加熱
應(yīng)用最廣泛的是鍋爐給水箱加熱。之所以選擇這種方式主要是它簡(jiǎn)單，不需要換熱面或蒸汽疏水閥，而且不用考慮冷凝水回收系統(tǒng)。
蒸汽耗量計(jì)算：Ms=Q/[hg- cp*T]
Ms-平均蒸汽流量 (kg /s)；
Q-平均換熱功率 (kw)；Q= CpM△T/t
hg-蒸汽總焓(kJ/kg)；一定要取控制閥前端的壓力
T-水的最終加熱溫度 (℃)；
cp-水的比熱 (kJ / (kg·℃)。
△T-水的溫差 (℃)；
t-時(shí)間(s)

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