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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。
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(专业各类VOCs治理RTO、RCO、CO、冷凝器、喷淋塔、活性炭/树脂/沸石吸脱附等设备厂家:樊13141458653微信同)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(专业各类VOCs治理RTO、RCO、CO、冷凝器、喷淋塔、活性炭/树脂/沸石吸脱附等设备厂家:樊13141458653微信同)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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