一、先看最直观的数据
以下压力采用绝对压力,数据取近似值:
| 绝对压力 | 饱和温度 | 蒸汽比焓 | 1吨蒸汽总焓 |
|---|---|---|---|
| 0.10 MPa | 99.6 ℃ | 约2675 kJ/kg | 约2.675 GJ |
| 0.20 MPa | 120.2 ℃ | 约2706 kJ/kg | 约2.706 GJ |
| 0.50 MPa | 151.8 ℃ | 约2748 kJ/kg | 约2.748 GJ |
| 0.80 MPa | 170.4 ℃ | 约2768 kJ/kg | 约2.768 GJ |
| 1.00 MPa | 179.9 ℃ | 约2777 kJ/kg | 约2.777 GJ |
| 1.60 MPa | 201.4 ℃ | 约2792 kJ/kg | 约2.792 GJ |
所以:
1吨饱和蒸汽并不是在任何压力下都对应完全相同的总焓。
二、为什么压力越高,不能简单理解为“热量越大很多”?
这里非常容易产生误解。
随着饱和压力升高:
- 饱和温度升高;
- 饱和水焓增加;
- 饱和蒸汽总焓发生变化;
- 汽化潜热则总体呈下降趋势。
因此,不能简单认为:
压力翻倍 → 每吨蒸汽热量翻倍。
实际上完全不是这种关系。
例如:
| 状态 | 0.2 MPa(a) | 1.0 MPa(a) |
|---|---|---|
| 饱和温度 | 约120.2℃ | 约179.9℃ |
| 蒸汽比焓 | 约2706 | 约2777 kJ/kg |
| 1吨总焓 | 约2.706 | 约2.777 GJ |
压力提高很多,但单位质量蒸汽的总焓并没有同比例增加。
三、1吨蒸汽等于多少kWh?
以1.0 MPa(a)附近饱和蒸汽为例:
蒸汽总焓约:
2.777 GJ/t
由于:
1 kWh = 3.6 MJ
所以:
2777 MJ ÷ 3.6
约为:
771 kWh
注意:
这个771 kWh是按蒸汽总焓进行的能量单位换算。
并不意味着用户一定能获得771 kWh的可利用热量。
四、如果凝结水100℃排出呢?
100℃液态水比焓约为:
419 kJ/kg
则按照前述1.0 MPa(a)蒸汽:
2777 − 419 = 2358 kJ/kg
因此每吨净焓差约:
2.358 GJ/t
换算:
2358 ÷ 3.6 ≈ 655 kWh/t
对比:
| 计算口径 | 约值 |
|---|---|
| 蒸汽总焓 | 2.777 GJ/t |
| 折合电能单位 | 771 kWh/t |
| 扣除100℃凝结水后 | 2.358 GJ/t |
| 折合电能单位 | 655 kWh/t |
因此问:
“1吨蒸汽有多少热量?”
必须进一步问:
按照什么计量边界计算?
五、不同凝结水温度会产生什么影响?
以蒸汽入口比焓2777 kJ/kg为例,下面用近似液态水焓说明:
| 凝结水温度 | 水焓约 | 每吨净焓差约 |
|---|---|---|
| 20℃ | 84 kJ/kg | 2.693 GJ/t |
| 40℃ | 168 kJ/kg | 2.609 GJ/t |
| 60℃ | 251 kJ/kg | 2.526 GJ/t |
| 80℃ | 335 kJ/kg | 2.442 GJ/t |
| 100℃ | 419 kJ/kg | 2.358 GJ/t |
这个表非常直观地说明:
凝结水带走的能量不能永远被忽略。
六、为什么这个数据对企业能源管理很重要?
假设某工厂:
每天使用100吨蒸汽
如果能源计算存在:
100 MJ/t
的口径差异,那么一天就是:
100 × 100 = 10,000 MJ
即:
10 GJ/天
一年按300天运行:
3000 GJ
所以在大规模蒸汽系统中,即使每吨只存在几个百分点的能源计量差异,累计以后也可能非常可观。
七、不要把“蒸汽价格/吨”和“蒸汽能源价格”混为一谈
按吨结算:
元/t
优点是简单。
按照能源结算:
元/GJ
更接近能源本身的价值。
对于蒸汽压力和供汽状态波动较大的系统,能源计量能够进一步反映:
用户真正接收到多少热能。
总结
“1吨蒸汽多少热量”没有一个脱离工况和计量边界的固定答案。
至少需要知道:
- 蒸汽压力;
- 蒸汽状态;
- 蒸汽比焓;
- 是否扣除凝结水能量;
- 凝结水离开系统时的状态。