蒸汽消耗理论计算(终)
弗留格尔公式计算说明
热耗率的计算关键是流量计算主汽流量计算方法：1、DCS 实时点：依据厂家给的几组调节级压力、主汽流量的数据，由调节级压力线性插值得到实时的主汽流量值，并通过调节级温度进行修正。
2、弗留格尔公式求取（用于在线计算）：把调节级后的高压缸所有级看成一个级组，利用弗留格尔公式，调节级压力、调节级温度，高压缸排汽压力，主汽流量之间的关系式01022*******1T T PP PP G G gg --=其中 1G 、0G 代表变化后、前的主蒸汽流量 01P 、0P 代表变化后、前的调节级压力 g P 、1g P 代表变化后、前的高压缸排汽压力 01T 、0T 代表变化后、前的调节级温度3、通过凝结水流量，对除氧器、高加列物质平衡、热量平衡的方程式，迭代计算给水流量，进而求主蒸汽流量、再热蒸汽流量等（用于试验计算）温gjαgs t -主给水流量看成1，1号高加：)(11121s t h t t ----=-α2号高加：)()(21122232s s s t t t h t t ------+-=-αα 3号高加（将给水泵部分和3号高加看成一个整体）：))(()()(322133343s s s b t t t h t t ------++-=+-ααατ高旁泄漏率(%)：100*)/()(411------=t t t t a gs 最终给水流量：)100/1/(1a b-=除氧器热量平衡：))(()()()(5332154454------+++-=-*++t t t h t t b s zj gj αααααα 除氧器物质平衡：H zj gj b ααααααα++++=++3214指标偏差经济性分析分为单因素偏差和多因素偏差单因素偏差：分析指标包括排烟过剩氧量、排烟温度、主蒸汽温度、再热汽温度、再热器压损、背压等。
排烟过剩氧量、排烟温度：直接计算它们偏离目标值对锅炉效率的影响主蒸汽温度、再热汽温度、再热器压损、背压：根据汽轮机厂家给出的修正曲线拟合得到各自对热耗率的影响多因素偏差：分析指标包括高加上下端差、除氧器端差、低加上下端差、过再减温水量、高加旁路泄漏率、凝汽器过冷度、连排流量等分析理论：等效热降理论。
工程热力学基础——第七章蒸汽动力循环
第四节 回热循环
一、回热循环的装置系统图和T-S 图 分析朗肯循环，导致平均吸热温度不高的原 因是水的预热过程温度较低，故设法使吸热过程 的预热热量降低，提出了回热循环。 回热是指从汽轮机的适当部位抽出尚未完全 膨胀的压力、温度相对较高的少量蒸汽，去回热 加热器中加热低温冷凝水。这部分抽汽未经凝汽 器，因而没有向冷源放热，但是加热了冷凝水， 达到了回热的目的，这种循环称为抽汽回热循环。
b
5
a
6
（4）
A
图8 再热循环的T-S图
二、再热循环工作原理
从图可以看出，再热部分实际上相当于在原来 的郎肯循环1A3561的基础上增加了一个附加的循环 ab2Aa。一般而言，采用再热循环可以提高3%左右的 热效率。
三、再热循环经济性指标的计算
1、热效率
t
w0 q1
(h1 ha ) (hb h2 )
第七章 蒸汽动力循环
本章重点
水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循 环、热电循环的组成、热效率计算及提高 热效率的方法和途径
第一节 朗肯循环
一、水蒸汽的卡诺循环
1、水蒸汽的卡诺循环的组成，如图1 2、水蒸汽的卡诺循环在蒸汽动力装置中不被应用
原因：
T
（1）、T1不高（最高
不超 374 0 C ），T2不低
(h1
h2
)
(hb
h a
)
2、汽耗率
d 3600
3600
w0 (h1 ha ) (hb h2 )
四、再热循环分析
1、采用再热循环后，可明显提高汽轮机排 汽干度，增强了汽轮机工作的安全性； 2、正确选择再热循环，不仅可提高汽轮机 排汽干度，还可明显提高循环热效率； 3、采用再热循环后，可降低汽耗率； 4、因要增设再热管道、阀门等设备，采用 再热循环要增加电厂的投资，故我国规定 单机容量在125MW及以上的机组才采用此循 环。 [例7-2] 注意，再热后，各经济指标的变化
工程热力学与传热学11)蒸汽压缩制冷循环
(11-13)
qv
h1' h5 v1'
qv
？
(3)理论比功
w0 h2' h1' (4)单位冷凝热 qk qk h2' h4
(5)制冷系数
1'
w0
增加
(11-14)
增加
(h2' h2 ) (h2 h4 )
(11-14)
h h h h
（7）压缩机
在理论循环中，假设压缩过程为等熵过程。 而实际上，整个过程是一个压缩指数 在不断 变化的多方过程。另外，由于压缩机气缸中有 余隙容积的存在，气体经过吸、排气阀及通道 出有热量交换及流动阻力，这些因素都会使压 缩机的输气量减少，制冷量下降，消耗的功率 增大。
p
4
pk
3 0
2 2 s
5
p0
(11-11)
在蒸发温度和冷凝温度相同的条 件下：
制冷系数愈大 (6)压缩终温 经济性愈好
t2
影响到制冷剂的分解和润滑油结炭。
(7)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热 力完善度按定义可表示为
0 h1 h4 1 h1 h4 Tk T0 c h2 h1 Tk 1 h2 h1 T0
q0
单位制冷量可按式（11-5）计算。单位制 冷量也可以表示成汽化潜热r0和节流后的干度 x5的关系：
q0 r0 (1 x5 )
(11-6)
由式（11-6）可知，制冷剂的汽化潜热越 大，或节流所形成的蒸气越少（x5越小）则单 位制冷量就越大。
(2)单位容积制冷量
qv
(11-7)
q0 h1 h4 qv v1 v1
蒸汽管道计算实例(DOC)
蒸汽管道计算实例介绍蒸汽管道通常用于工业领域中，用来传输蒸汽。
为保证蒸汽管道系统的正常运行，需要进行合理的管径和流量计算，以确保适当的压力和流量。
本文将介绍蒸汽管道计算的基本知识，并提供一个实际的计算实例。
基本理论蒸汽管道流量计算公式蒸汽管道的流量计算公式如下：Q = 3600 x D² x C x √P其中，Q表示流量（kg/h），D表示管径（mm），C表示流量系数，P表示差压（MPa）。
蒸汽管道流量系数流量系数C与管道阻力有关，通常可以参考表格获得具体数值。
蒸汽管道阻力蒸汽管道阻力由以下几个因素组成：•管道摩阻：蒸汽在管道内流动时会与管道内壁发生摩擦，产生摩阻力。
•管道弯头：管道中弯头对蒸汽产生阻力。
•管道机件：如减压阀、流量计等都会对蒸汽产生阻力。
计算实例假设我们需要计算一个长度为200m、DN100的蒸汽管道的流量和压力。
已知管道的起点处蒸汽压力为1.6MPa，终点处需要维持1.2MPa的使用压力。
我们可以采用以下步骤来进行计算：1.计算蒸汽在管道中的速度首先，我们需要计算蒸汽在管道中的速度，以确保蒸汽不会在管道内过度加速或减速。
我们可以使用以下公式来计算蒸汽速度：V = Q / (π x D² / 4) / 3600其中，V表示蒸汽的速度（m/s），Q表示流量（kg/h），D表示管径（mm）。
本实例中，管道的流量为2000kg/h，管径为DN100（约为114mm），因此可得到蒸汽速度为11.4m/s。
2.计算流量系数接下来，我们需要计算流量系数C。
由于我们的管道是直线管道，因此流量系数为1。
3.计算差压我们需要计算蒸汽在管道中的压力损失，并最终计算出需要的使用压力。
使用以下公式可以计算蒸汽在管道中的压力损失：ΔP = λ x L / D x (V² / 2g)其中，ΔP表示压力损失（MPa），λ表示管道的摩阻系数，L表示管道长度（m），D表示管径（mm），V表示蒸汽速度（m/s），g表示重力加速度。
能源消耗计算办法
能源消耗计算办法企业能源是⼈类⽣存和社会发展的重要物质基础。
能源统计的主要任务是观察企业能源购进、消费和库存的基本情况，反映其数量关系及其构成。
化学⼯业是⼯业部门中能源消耗的⼤户之⼀，通过能源统计，可以对化⼯⽣产与能源消耗的关系进⾏定量分析，观察化学⼯业的发展与能源发展之间的关系，为政府能源管理、制定能源发展战略和能源节约政策等提供依据。
⼀、能源构成能源是指在⼀定条件下能够产⽣各种形式能量（如热能、电能等）的⾃然资源和物质资料。
属于⾃然资源的能源可以从⾃然界直接取得的具有能量的物质，如煤、⽯油、⽔等；属于物质资料的能源是经过加⼯、制造产⽣出各种形式能量的物质产品，如焦炭、煤⽓、汽油、煤油、柴油、电等。
能源分类的⽅法很多，⽬前多采⽤按能源的成因分类，分为⼀次能源和⼆次能源。
⼀次能源⼜称天然能源。
⼀般是指存在于⾃然界中，经过开发但没有经过加⼯转换⽽直接使⽤的能源。
如原煤、天然原油、天然⽓、风能、⽔能和太阳能等。
⼆次能源⼜称⼈⼯能源。
是指由⼀次能源经过加⼯转换⽽⽣产出来的能源，如焦炭、洗煤、焦炉煤⽓、汽油、柴油、燃料油、液化⽯油⽓、电、蒸汽等。
（⼀）当前列⼊统计中的能源有以下⼏种：（1）原煤：指经煤矿开采并除去矸⽯（50毫⽶以上）和杂物（黄铁矿）后，未经洗选加⼯的煤炭。
原煤包括⽆烟煤、烟煤和褐煤。
不包括⽯煤、矸⽯煤、泥炭等低热值煤。
（2）洗精煤：指原煤经洗选、分等级加⼯处理，降低了灰分、硫分等⼀些杂质，适合某些专门⽤途的优质煤。
包括冶炼⽤炼焦精煤和其他⽤炼焦精煤。
（3）其他洗煤：指原煤洗选后，洗精煤以外的其他洗煤产品。
包括洗混煤、洗中煤、洗块煤、洗末煤等。
（4）型煤：指⽤烟煤、⽆烟煤、褐煤及其他各种煤炭制成的固体煤制品。
（5）焦炭：指由炼焦洗精煤经⾼温⼲馏制得。
包括机焦和⼟焦。
（6）其他焦化产品：指炼焦过程中的副产品。
如煤焦油、精苯等。
（7）焦炉煤⽓：指在炼焦过程中⽣成的⼀种可燃⽓体。
（8）其他煤⽓：指除焦炉煤⽓以外的煤⽓。
高线车间技术经济指标
高线车间技术经济指标表示线材车间各种设备、原材料、燃料、动力、劳动力以及资金等利用程度的指标称为线材车间技术经济指标。
它反映了企业的生产技术水平和生产管理制度执行的情况，是鉴定车间设备和工艺技术是否先进、合理的重要指标，是评定和考核车间各项工作优点的主要依据。
通过对同一类型不同车间技术经济指标的对照，或者对同一车间不同时期技术经济指标的分析比较，可以找出差距，分析原因，提出改进措施。
研究与分析技术经济指标也是研究轧钢车间工作情况的重要方法之一，对促进轧钢生产技术改造与发展有重要意义。
技术经济指标有：综合技术经济指标以及各项原材料和动力指标、车间劳动定员和车间各项费用以及占土地等单项指标。
其中产品产量、质量、作业率、各项材料消耗及劳动力使用等指标是人们分析和研究的主要内容。
线材生产过程中主要原材料及动力消耗指标包括：金属、燃料、电力、轧辊、水、润滑用油、压缩空气、氧气、蒸汽和耐火材料等。
由于生产条件不同，或者由于技术操作水平和生产管理水平不同，不同车间的上述消耗指标会有很大差异。
因此，要时常掌握和研究产品的各种消耗指标，才干了解和改进生产。
各类钢坯是轧钢生产的原料，故而金属消耗是轧钢生产中最为重要的消耗，通常它占产品成本的一半以上。
因此，降低金属消耗对节约金属、降低产品成本有重要意义。
在轧钢生产中， 金属消耗指标通常以金属消耗系数表示， 它的含 义是生产 1t 合格产品需要的钢坯数量。
其计算公式为：(10-1)式中 K 金—金属消耗系数；W —生产投入的钢坯质量， t ；Q —合格钢材的质量， t 。
线材生产过程中产生的金属消耗普通由下列金属损耗所组成： 加 热过程中的金属烧损； 切头切尾损失； 清理钢坯表面缺陷造成的金属 损失； 加热、 轧制和精整所造成的废品以及生产管理原因所造成的金 属损耗等。
(1)烧损。
烧损是金属在高温下的氧化损失，它包括钢坯在加 热过程中产生的氧化铁皮和在轧制过程中产生的二次氧化铁皮， 但前 者是主要的。
工程热力学第4章 气体与蒸汽的热力过程
cv R(k1)
可逆绝热：ds = 0
p(v b)k 定值
例4：将理想气体在可逆绝热过程中所作技术功的 大小，表示在T-s图上。
[分析]：
绝热过程技术功：
wt cp(T1T2)
cp(T1T2)
1 T
2' 2
q12
＝面积1ba2’1
a
bS
五、多变过程
❖ 工程实际中有些热力过程，p、v、T有明显变化， 且系统与外界交换的Q不可忽略。则不能用上述4种 基本热力过程来描述。
定v： T2 / T1 = p2 / p1
p2 =0.987MPa
V=0.15m3 p1=0.55MPa
t=38℃, m1
定v V=0.15m3
定p
p2=0.7MPa
t2=123℃, m1
V=0.15m3 p3=0.7MPa
t3=285℃, m3
V=0.15m3 p1=0.55MPa
t=38℃, m1
QpT T 23mpd cT T T 23p R2VT cpdT = 126.2kJ
需加热量：Q = Qv + Qp = 56.3+126.2=182.5 kJ
例2： 1kg空气：t1=100℃、p1=2bar； t3=0℃ 、
p3=1bar，其中1-2为不可逆绝热膨胀过程，其熵变为 0.1kJ/kg·K，2-3为可逆定压放热过程，
nk n 1
cV
(T2
T1 )
qcv nn1k(T2T1) wnR1(T1T2)
q kn w k 1
或： nkqk1
w
若q/w不是恒定，则n是变化的。为便于分析计算， 常用一个与实际过程相近似的n不变的多变过程来 代替，该多变指数称为平均多变指数。
炼厂能耗评价方法
能耗费用在炼厂现金操作费用中占有很大比例，其控制的好坏直接影响到炼厂现金操作费用的高低，是炼厂可控费用的主要方面之一。
国内炼化企业与国外同行业相比，在能源管理方面还存在较大差距。
为此，深入了解节能技术、原理以及国外节能评价方法，对进一步促进国内炼油企业的节能工作具有非常重要的现实意义。
炼油厂的能耗计算方法一般采用以下几类：一类是以现有炼厂能耗的平均值（根据操作记录整理）为基础，确定能耗基准值，属于这一类方法的有原阿莫科公司的炼厂能量因数法、纳尔逊的复杂系数法、壳牌集团的能耗系数法等。
我国目前采用的也是这类方法。
另一类是以技术先进、经济合理为前提，“人为地”确定能耗基准，美国埃克森公司采用的就是这种方法，目前较为广泛应用的能源密度指数方法也采用类似方法，该类方法通过制定各工艺装置的标准能耗，计算和比较实际能耗与标准能耗之间的差距，指导节能工作和方向。
1、炼厂能量因数法这种方法由美国阿莫科公司的汤姆逊于八十年代提出，其要点如下。
(1) 以美国各炼厂工艺装置的平均能耗为基础。
原油蒸馏（常压）装置的能耗为28.75万大卡/吨，令其能量因数为1。
(2) 各工艺装置的平均电耗、蒸汽消耗和热能消耗以纳尔逊发表的数据为准。
蒸汽消耗和热能消耗的热效率为80%，电力换算标准为2520大卡/千瓦小时。
(3) 其他工艺装置的能量因数是将该装置每加工一桶原料油所消耗的能量与原油蒸馏装置每加工一桶原油所消耗的能量进行对比，按原油蒸馏装置的能量因数为1换算而得。
(4) 炼厂的能量因数计算方法如下：F = ∑（（Ci×Fi ) /Ct）式中： Ci—各装置的实际加工量Fi—各装置的能量因数Ct—常压蒸馏装置的实际加工量(5) 计算装置实际能耗时，以装置实际处理量乘以其能量因数即可。
计算全厂能耗时，以常压蒸馏装置的实际加工量乘以该厂的能量因数。
这种方法的优点是：简化了能耗的概念，易于对各装置间的能耗进行对比，也易于进行炼厂间的能耗对比。
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温2，瓶盖带走的热量为Q
温3,机体散热为Q
温4，溢流水带走的热量为Q
温5，
酒液比热容
3."851KJ/（kg℃），玻璃比热容：
0."79 KJ/（kg℃），铁比热容：
0."46 KJ/（kg℃）
1.根据热量传递公式：
Q=cm△t，（C：
比热，m：
质量，T
1、"T2：温度）有：Q温1=
≈143KJ
2.参考啤酒科技杂志文献计算结果，巴氏杀菌机机体散热占整体蒸汽用量的
15."6%，J线温瓶机散热面积较小，机体散热按温瓶机使用总量的10%计，则：
Q温4= (（Q
温1+Q
温2+Q
温3）/（1-15%）)*15%
=（157891+27286+143）/
0."85*
0."15≈3
2
703."5KJ
0."087t
同理计算得出1吨500ml、600ml玻璃瓶装啤酒温瓶所需蒸汽耗量分别约为
0."0863t、
0."0866t
二、洗瓶机蒸汽用量
设生产1吨330ml玻璃瓶装啤酒洗瓶机所需热量为Q
洗，洗瓶机喷淋水带走的热量为Q
洗1，洗瓶机机体散热为Q
洗2，按10t/h新鲜水20°C注入计，Q洗1=
4."18*(100*1*(30/400))*(42-20)=
T2=Q
洗/Q
6=
77399."6/=
0."031t
三、蒸汽发生器及CIP加热器蒸汽用量
蒸汽发生器及CIP加热器蒸汽用量按整线用量的5%计，设为T
3，则：T3=(T
1+T
2)/
0."9*
0."1=(
0."087+
0."031)/
0."95*
0."05=
0."006t
四、结论
由以上得出：
J线生产330ml瓶装啤酒时总的蒸汽用量吨耗≈T
251."67）*1000=KJ/t
5.设1吨330ml玻璃瓶装啤酒温瓶所需的
0."6Mpa下饱和蒸汽耗量为T
1，由以上
1、"
2、3得：
Q温= Q
温1+Q
温2+Q
温3+Q
温4+Q
温5
=15789ห้องสมุดไป่ตู้+27286+143+
32703."5+0=2
1
8023."5KJ
那么，T
1= Q
温/Q
6=
218023."5/≈
3.生产过程无溢流水排放（忽略瓶身带走热水），则:Q温5≈0
4.设每吨
0."6Mpa的饱和蒸汽冷凝至60℃时释放的热量为Q
6，根据饱和蒸汽的压力-焓表查得：
0."6MPa压力下蒸汽温度
158."8°C，热焓：
27
5
6."4KJ/kg；60°C冷凝水热量焓：
251."67KJ/kg
则：Q6=（
2756."4-
69659."7KJ
69
6
59."7/=
0."028t
机体散热按总消耗蒸汽量的10%计，则：
Q洗2=Q
洗1/
0."9*10%=
69659."7/
0."9*
0."1=
7739."9KJ
因此，洗瓶机总的热耗为：
Q洗= Q
洗1+Q
洗2=
69659."7+
7739."9=
77399."6KJ
洗瓶机总蒸汽用量为：
3."851 KJ/（kg℃）*1000kg*（49℃-8℃）
=157891KJQ温2=
0."79KJ/（kg℃）*（
0."278*（1000kg/
0."33））*（49℃-8℃）
≈27286KJQ温3=
0."46KJ/（kg℃）*(((1000kg/
0."33)/100)*25)*（49℃-8℃）
J
一、温瓶机蒸汽用量
1吨330ml玻璃瓶装啤酒温瓶所需的
0."6Mpa下饱和蒸汽耗量计算过程，进温瓶机时酒温8℃,出温瓶机酒温49℃，330ml空玻璃瓶重
0.278kg，1吨330ml瓶装啤酒的净盖重约
7."58kg（25kg/万个）设：
温瓶1吨330ml玻璃瓶装啤酒所需总的热量为Q
温，酒液带走的热量为Q
1+T
2+T3=
0."087+
0."031+
0."006=
0."124t