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 MPa99.6 ℃约2675 kJ/kg约2.675 GJ
0.20 MPa120.2 ℃约2706 kJ/kg约2.706 GJ
0.50 MPa151.8 ℃约2748 kJ/kg约2.748 GJ
0.80 MPa170.4 ℃约2768 kJ/kg约2.768 GJ
1.00 MPa179.9 ℃约2777 kJ/kg约2.777 GJ
1.60 MPa201.4 ℃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/kg2.693 GJ/t
40℃168 kJ/kg2.609 GJ/t
60℃251 kJ/kg2.526 GJ/t
80℃335 kJ/kg2.442 GJ/t
100℃419 kJ/kg2.358 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:

  1. 蒸汽压力;
  2. 蒸汽状态;
  3. 蒸汽比焓;
  4. 是否扣除凝结水能量;
  5. 凝结水离开系统时的状态。