化工企业蒸汽耗量如何计算？

一、确定设备蒸汽耗量的方法

一般确定工厂的蒸汽用量有三种方法：

1、计算：利用传热相关公式来分析计算，因为传热的影响因素很多，可能有很多未知的变量，所以计算出来的结果不一定非常精确，不过这个计算精度对于大多数的应用来说已经足够了。

蒸汽流量（kg/h）=热负荷kw×3600/工作压力下的hfg

2、计量：使用流量计直接计量，但是这仅仅局限于已投入使用的设备。

3、额定热功率：根据设备厂商铭牌上的额定热功率，就可以很简单的转换计算出蒸汽耗量，不过这个只是理想状态的最大蒸汽耗量，与实际耗量还是有一定差距。

蒸汽的热量组成包括水的焓值和蒸发的焓值，水的焓值一般用hf表示，蒸发的焓值一般用hfg表示，总能量一般用hg表示，那么就有hg=hf+hfg

蒸汽具有容易获得，易于输送和控制的特点而被广泛应用，其中重要的一点就是可获得蒸汽的热量值与温度和压力是一一对应的，可以方便的只补偿一个值然后通过查询蒸汽参数表即可，如下所示：

二、几种常用设备的蒸汽流量的计算

1、流体储存式加热器--间歇性生产

Q=CpMΔT/rt

其中Cp--物料的比热容，如水的比热容=1，

M—储存物料的质量（kg），

ΔT--升温温差（℃），

r—工作压力下蒸汽的蒸发热焓值（kcal/kg）

t--加热时间（小时）。

例1储油罐加热，蒸汽压力4Barg，要求24小时内将2,000T油，从常温升到60℃，计算蒸汽用量。

解：首先查蒸汽表，4Barg蒸汽的蒸发热焓值r=503.9 kcal/kg，ΔT=60-20=40℃，油的比热容大约0.9，

Q=CpMΔT/rt=0.9*2,000,000*(60-20) / (503.9*24)=5,953.6kg/h

2、连续流动流体加热器-连续性生产

Q=CpMΔT/r

其中Cp--物料的比热容，如水的比热容=1

M--物料的质量流量（kg/h），

ΔT--升温温差（℃），

r--工作压力下蒸汽的蒸发热焓值（kcal/kg）

例2管壳式换热器，蒸汽压力6Barg，水量为20t/h，循环利用。温升大约5℃，计算蒸汽消耗量。

解：首先查蒸汽表，查出6Barg蒸汽的蒸发热焓值r=494 kcal/kg，ΔT=5℃

Q=CpMΔT/rt=1*20,000*5/494=202kg/h

3、空气烘干类设备（空气加热机组，加热热风）-连续性生产

技术参数：蒸汽压力3barg，查出热焓值hfg为2133KJ/kg，空气流量(风量)为10000 m³/h，温度从30℃加热到120℃，热负荷为335KW。

A、计算蒸汽耗量（公式1）：

蒸汽流量Q(kg/h) =V*ΔT* Cp / hfg

Q=蒸汽流量(kg/h)；

V =空气体积流量(m³/h)；

ΔT=温升(℃)；

cp =常压下的空气比热容(kJ/(m³·℃)=1.3；

hfg =工作压力下的蒸汽蒸发焓(kJ/kg)。

Q=10,000*(120-30)*1.3/2,133=548kg/h

B、计算蒸汽耗量（公式2）：

蒸汽流量Q(kg/h) =热负荷（功率）*3600 / hfg

Q=335*3,600/2,133=565kg/h

4、盘管和夹套加热--连续性生产

Q(w)=UAΔT

Q(kg/h)=Q(w)*3.6/hfg

U—换热系数，W/(m².℃)

A—换热面积m²，

ΔT =温升(℃)

hfg—蒸汽热焓值kJ/kg

其中U值因物料和盘管材质不同而不同。

5、工业箱体类或滚筒类湿物料干燥设备--连续性生产

Q=蒸汽流量 (kg/h)；

Mw=湿布的产量(kg/h)；

Md=干布的产量(kg/h)；

（注意：一般工厂只能给出湿物料或干物料的其中一个质量流量，进料的含水比例和出料的含水比例，我们需要据此算出实际的物料质量流量）

T₂=物料离开机器的温度(℃)；

T₁=物料进入机器的温度(℃)；

hfg =烘筒中蒸汽的蒸发焓(kJ/kg)；

以上公式中的系数根据经验取以下常数：

1.5 =烘筒干燥设备的平均系数；

2590 =平均加热水焓+蒸发掉水分的蒸发焓=4.19*(100-20)+2256=2590；

（这个数据是指在大气压下蒸发，且假设物料初始温度为20℃，若负压下蒸发，小于2590）

1.26 =物料的平均比热容。KJ/kg.K

6、蒸汽直接喷射加热--连续性生产，直接加热

应用最广泛的是锅炉给水箱加热。之所以选择这种方式主要是它简单，不需要换热面或蒸汽疏水阀，而且不用考虑冷凝水回收系统。

蒸汽耗量计算：Ms=Q/[hg- cp*T]

Ms-平均蒸汽流量 (kg /s)；

Q-平均换热功率 (kw)；Q= CpM△T/t

hg-蒸汽总焓(kJ/kg)；一定要取控制阀前端的压力

T-水的最终加热温度 (℃)；

cp-水的比热 (kJ / (kg·℃)。

△T-水的温差 (℃)；

t-时间(s)

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