关于蒸汽压力的讨论

原来使用压力为5公斤的蒸汽作为加热器的热源，蒸汽用量为10吨。现蒸汽压力提高为7公斤，其他工艺条件不变，蒸汽用量如何考虑？是否应该比较一下两种蒸汽的焓值？

zpgong的化工原理学的不错，但是你还是没有在现实中接触过蒸汽做热源的加热器，你有实际的操作吗？我本不想参与这个讨论的，因为在zpgong的误导下由生产工艺的改造变成了化工原理习题解答。我曾经操作过蒸汽做热源的汽油重器，蒸汽压力原来是0.8MPa的，后来改用1.0MPa的蒸汽加热，加热后蒸汽压力为0.3MPa保持不变，蒸汽量是温控的。蒸汽加热不是只用潜热，还有显热。改用1.0MPa的蒸汽后蒸汽用量减少5％左右。请大家加分是注意分析。

[ 本帖最后由 xueyonggao 于 2007-12-19 19:08 编辑 ]

压力不同，蒸汽的焓值也是不同的，其他条件不变，蒸汽压力提高为7公斤后蒸汽耗量减少。具体点的数值楼主计算

5公斤的蒸汽改为5公斤的蒸汽，
用量略微减少，
如果粗诳一点的话，就不必考虑减少量。

楼主的这个问题，单就蒸汽消耗而言，的确0.5MPa(G)和0.7MPa(G)的蒸汽的焓值差得并不大，几乎可以忽略两种品味的热源蒸汽之间的焓差，但是这个问题仅仅是焓值和蒸汽用量能说明的么？

这是个加热器，其换热面积是固定不变的，那么根据传热方程Q＝K.S.ΔT，其他条件不变时，总传热系数K大致维持不变，换热面积不变，但恰恰ΔT增大了，假设该加热器是再沸器，那么看看两种蒸汽的参数吧：

压力               P    = 0.7MPa(G)
温度               T    = 170.41 ℃
比焓               H    = 2768.30 kJ/kg

压力               P    = 0.5MPa(G)
温度               T    = 158.83 ℃
比焓               H    = 2756.14 kJ/kg

加热器为再沸器时，其温差增加了～12℃，如果该再沸器的设计温差是40℃的话，那么很显然这个增加的温差是很致命的，也就是在其他条件不变的条件下，再沸器的热负荷增加了12/40＝30％！！设计温差越大，这个增加幅度越小。

再沸器的热负荷增加30％是个啥概念，蒸汽消耗肯定上升！怎么会下降呢？？

想想精馏塔塔釜加热蒸汽提高压力后，塔顶采出量不变的前提下，是不是塔顶回流量会增大？很明显是汽化量增加了，即使不是再沸器，那么被加热介质的温度肯定会提高！

再说一个大家都有的经验，蒸汽调节阀前的压力为1.5MPa(G)，经调节阀调节到0.5MPa(G)供加热器使用，现在你把阀后的压力调到0.7MPa(G)，阀门的开度肯定变大，蒸汽耗量肯定上升，决不会是下降。

对于被加热介质，显而易见的是：流量不变的情况下其出加热器的温度会增加～12℃，进出换热器的温度不变的情况下流量会增加(这意味着设备的处理能力增加了，可以扩产了哦)，至于增加多少按Q＝W.Cp.(T出－T进)＝K.S.ΔT核算就是了，计算是很简单的。

换热器设备一旦确定了设备参数，其操作参数的变化肯定是相互依存的，单独的讨论蒸汽的压力和焓值差异对蒸汽用量的影响是不正确的。

建议楼主仔细核算一下，你的这台设备热负荷相当大了，按你的数据，使用0.5MPa(G)蒸汽时的热负荷是：

Q＝10x1000x(2756.14－670.5)＝2.09x10^7 kJ/h ＝4.98x10^6 kcal/h，每小时足足有500万大卡的热量，这个加热器应该是个好几百平方的一个大家伙了，楼主估计是要扩产吧，仔细咯。。。

说了大通，好像这个问题就是化工原理里的一道例题吧。其实大家现场遇到的很多问题，都是很基础的问题，大学都学过的，只要稍微用笔在纸上写写都该知道的。

[ 本帖最后由 zpgong 于 2007-12-2 06:14 编辑 ]

楼上的分析很透彻，学习学习。

楼主好像没有给出任何数据吧，工艺条件不变，那么蒸汽换热后的温度也一样。不过楼主最好把问题说明白点。

原来使用压力为5公斤的蒸汽作为加热器的热源，蒸汽用量为10吨。现蒸汽压力提高为7公斤，其他工艺条件不变，蒸汽用量如何考虑？是否应该比较一下两种蒸汽的焓值？

非常期待楼主扩产之后的实际情况，检验是否如四楼 zpgong 说的那样。

5公斤变为10公斤蒸汽后，楼主没有给出出口蒸汽的温度有没有变化啊，如果还是5公斤的出口温度，其他工艺条件不变，蒸汽用量肯定要减少，要不然能量怎么守恒呢。

因为热值提高，用量会减少，具体情况还需根据实际运行看。

原帖由 zpgong 于 2007-12-2 05:36 发表
楼主的这个问题，单就蒸汽消耗而言，的确0.5MPa(G)和0.7MPa(G)的蒸汽的焓值差得并不大，几乎可以忽略两种品味的热源蒸汽之间的焓差，但是这个问题仅仅是焓值和蒸汽用量能说明的么？

这是个加热器，其换热面积是固 ...

对于zpgong的长篇大论，很佩服您有耐心进行详细的分析。但是我觉得您可能是做设备的，不是做工艺的。
因为对于工艺而言，一旦设计好的流程，其操作的温度是固定的。也就是说楼主的本意应该是保持被加热介质的温度变化不变的前提下讨论蒸汽压力对蒸汽流量的影响。

显然，在保持工艺介质不变的情况下，根据蒸汽的温度，换热器的传热系数就可以得到蒸汽的用量了，我想这种思路对于解决楼主的问题才是需要的吧。

个人认为在其它工艺条件不变的情况下，如果蒸汽压力提高了，那么设备的生产能力肯定提高了，
而且其单位产品的蒸汽也会下降，
个人认为虽然四楼说的很有道理，可不太全面，不过理论上值得欣赏肯定

看来很多朋友有待于回大学去补补课去，我已经说了这就是道化工原理的习题，胡乱回答的朋友动没动过脑筋，翻没翻书啊，要是没翻这里给个例题吧。11楼的朋友，我觉得您真是太有才了，我在设备板块发过几次帖子？您就断言俺是设备专业出身的？单就技术上而言，您难道只关注换热器的冷流体的进出口温度，不关注流量么？进出口温度不变则流量必变，流量不变则进出口的温差必变。

第一个问题可以忽略不看，只看第二个问题温度的计算，看到没有，其他条件不变的情况下，蒸汽压力降低，流体出口温度也降低了，楼主的问题不过是要计算一下蒸汽用量而已，谁来算算(题中给出的水蒸汽气化潜热都忽略了蒸汽的压力差别)，这个例题是将蒸汽压力降低了，楼主的问题是将蒸汽压力提高了，唉。。。。。实在是无语。

一个技术人员的根本是啥？你得会算，会依据计算进行分析，否则你与工人之间的区别是啥？难道仅仅只是张大学的文凭么？记得大学教我们《热工学》的老师的“名言”：“某种意义上说，那不过是张废纸而已。”

这道例题取自《化工原理800例》的第五章传热，本论坛就有。贴个封面

[ 本帖最后由 zpgong 于 2007-12-3 17:44 编辑 ]

真专业啊，我一直头疼这种热平衡的计算，开眼了

楼主没讲清问题，只是说蒸汽用量的变化，没说哪些条件没变，我个人认为11楼讲的更有道理，“进出口温度不变则流量必变，流量不变则进出口的温差必变。”非常有道理，可是换热器有旁路调节啊，对于工艺而言，一旦设计好的流程，其操作的温度是固定的

原帖由 john110 于 2007-12-3 20:03 发表
对于工艺而言，一旦设计好的流程，其操作的温度是固定的

是的，常理上说的确如此，但也并不是一成不变的，比如利用现有设备扩产、减产、联产等等很多因素，都是搞工程的，一点点变化都不能适应么？否则就没有必要讨论操作参数一旦变化对工艺的影响了，楼主的问题中，对该加热器而言，加热蒸汽不就是连压力都变化了么？即便对于被加热介质，些许的温度提高，难道就是丝毫都不能更改的？原料变化、组成变化等等诸多因素，都是有可能的。还有，这和换热器的旁路有关系么？是蒸汽的旁路还是冷流体的旁路，一个“生产操作型”的简单的换热器问题怎么会变得如此复杂？呵呵。

工艺人员如果思路如此狭窄，被某些东西束缚了，甚至不从自己的大学基础课中寻找寻找答案，我所言实际上指的就是这个不认真，不思考，楼主的问题本身没有给出很多必要的数据，即所谓的“已知条件”，比如“条件不变”这几个字，楼主既然是提问，好比在大学里的学生向老师提问，老师对学生的问题本身难道不仔细琢磨琢磨，加以甄别就胡乱回答？

大概这才是根本。

[ 本帖最后由 zpgong 于 2007-12-3 20:31 编辑 ]