不锈钢换热器蒸汽耗量计算

蒸汽部分计算书一、蒸汽量计算：(6万平米)市政管网过热蒸汽参数：压力=0.4MPa 温度=180℃密度=2.472kg/m3蒸汽焓值=2811.7KJ/kg 换热器凝结水参数：温度=70℃焓值=293 KJ/kg 密度=978kg/m3（1）采暖部分耗汽量：热负荷6160kWG=3.6*Q/Δh=3.6*6160*1000/(2811.7-293)=8805kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=8805/978=9m3/h（2）四十七层空调耗汽量：热负荷200kWG=3.6*Q/Δh=3.6*200*1000/(2811.7-293)=285kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=285/978=0.29m3/h（3）高区供暖耗汽量：热负荷1237kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1237*1000/(2811.7-293)=1768kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=1768/978=1.8m3/h（4）中区供暖耗汽量：热负荷1190kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1385*1000/(2811.7-293)=1980kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=1980/978=2m3/h（5）低区供暖耗汽量：热负荷1895kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1895*1000/(2811.7-293)=2708kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=2708/978=2.8m3/h（6）低区空调耗汽量：热负荷1640kWG=3.6*Q/Δh=3.6*1640*1000/(2811.7-293)=2344kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=3830/978=4m3/h（7）生活热水耗汽量：热负荷200kWG=3.6*Q/Δh=3.6*200*1000/(2811.7-293)=286kg/h凝结水量计算：G=m/ρ=286/978=0.3 m3/h（8）洗衣机房预留蒸汽量: 150kg/h（9）橱房预留蒸汽量: 200kg/h（10）蒸汽量合计: 9720kg/h二、蒸汽管道管径计算：蒸汽流速范围：ω=20~30m/s 计算公式：d=18.8*(V/ω)1/2（1）蒸汽入户管径:ω=35m/s V=9720/2.472=3932m3/hd=18.8*(3932/30)1/2=215 管径为D273X8（2）四十七层蒸汽总管径: ω=30m/s V=300/2.472=120m3/hd=18.8*(120/25)1/2= 41 管径为D57X3.5（3）高区供暖蒸汽总管径: ω=30m/s V=1768/2.472= 715m3/hd=18.8*(715/30)1/2= 92 管径为D108X4（4）中区供暖蒸汽总管径: ω=30m/s V=1980/2.472=800m3/hd=18.8*(800/30)1/2= 97 管径为D108X4（5）低区第一套换热系统蒸汽总管径: ω=30m/s V=2708/2.472=1095m3/hd=18.8*(1095/30)1/2= 113 管径为D133X4（6）低区第二套换热系统蒸汽总管径: ω=30m/s V=2344/2.472=948m3/hd=18.8*(948/30)1/2= 135 管径为D133x4（7）生活热水换热系统蒸汽总管径: ω=30m/s V=286/2.472=116m3/hd=18.8*(116/30)1/2= 37 管径为D45X3.5（8）厨房蒸汽总管径: ω=25m/s V=200/2.472=81m3/hd=18.8*(81/25)1/2= 33 管径为D45X3.5（9）洗衣机房蒸汽总管径: ω=25m/s V=150/2.472=61m3/hd=18.8*(61/25)1/2= 29 管径为D32X2.5（10）三十二至十五层立管管径: ω=30m/s V=120+715=835m3/hd=18.8*(835/30)1/2= 99 管径为D108X4（11）十五至地下四层立管管径: ω=30m/s V=120+715+800=1635m3/hd=18.8*(1635/30)1/2= 138 管径为D159X4.5三、各部分单台换热器凝结水量计算:（1）四十七层：285X0.7X1.1=220kg/h（2）高区供暖：1768X0.7X1.1=1360kg/h（3）中区供暖：1980X0.7X1.1=1524kg/h（4）低区供暖：2708X0.7X1.1=1895kg/h（5）低区空调：2344X0.7X1.1=1640kg/h四、各部分凝结水管管径根据流量与流速查《实用供热空调设计手册》水利计算表计算。

换热器基础知识简单计算板式换热器板片面积选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法：Q=K×F×Δt，Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热对数温差传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的经验公式，如果不严格的话，可以取2000~3000。

最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。

换热器的分类与结构形式换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。

随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：一、换热器按传热原理可分为：1、表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。

2、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

3、流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

4、直接接触式换热器直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

二、换热器按用途分为：1、加热器加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

2、预热器预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

3、过热器过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。

4、蒸发器蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

三、按换热器的结构可分为：可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

蒸汽供热（采暖）换热站主要参数计算一例蒸汽供热（采暖）换热站主要参数计算一例回答网上的一个问题你在网上提的“总面积17万平方米总负荷4200KW 地板采暖……….”的问题，我想只是用几个数字是不能说明问题的，所以写成材料供参考。

一、原始参数1、供热面积：17万平方米；2、供热负荷：4200KW ；3、供水温度：55/45℃4、热源参数：蒸汽230℃二、问题分析1、供热面积17万平方米，供热负荷4200KW ，计算平均面积热负荷：4200000/170000=24.7W/m 2。

此值较小，如果是在山东、河北可能还可以，在东北小了点。

2、供回水温度55/45，仅有10℃温差，供回水温差小，造成循环水量大，循环泵流量大功率大造价耗电高。

3、热源蒸汽230℃，按饱和蒸汽查表得表压2.7Mpa ，蒸汽压力较高，对选择换热器的结构参数有一定的影响，会增加造价，且不宜选用板式换热器。

综上所述，如对原参数不做改动，本问题可归结为：以230℃，2.7Mpa ，的饱和蒸汽为热源，作一个供热功率为4200KW ，供回水温度为55/45℃的热水采暖的换热站，对换热站设计要解决以下问题：1、蒸汽用量多少？2、蒸汽管道的管径多大？3、二次循环水量多少？4、汽水换热能达到55/45度要求吗？5、小区采暖采暖分高低两个区吗？6、板换也要分区吗，选取什么规格的板换？三、回答你提出的问题1、汽水换热器蒸汽耗量计算)187.4(7.277"n t t h Q G -= ——t/h式中：G t ——汽水换热器蒸汽耗量，t/hQ ——被加热水的耗热量， Wh”——蒸汽进入换热器时的焓值， kJ/kgt n ——流出换热器时凝结水温度，℃设：蒸汽管道始→未端压力损失0.1Mpa ，即换热器入口压力为2.6Mpa ，绝压=2.6+0.1=2.7Mpa ，（以下各项按 2.7Mpa 查表）h ”=2802.76kJ/kg 。

设：换热器流出凝结水温度，t n =50℃。

一、湿蒸汽给用户带来的能源浪费分析公式如下：例如：管路口径为：DN125，0.4Mpa 饱和蒸汽，换热器热负荷为=2800KW （一）0.4Mpa 纯净的蒸汽的汽化潜热焓值为：2108KJ/KG计算所需蒸汽量公式为：Q=2800KW/2108KJ/KG=1.328KG/S（二）0.4Mpa 非纯净的蒸汽它的汽化潜热焓值为(国内常见为85%)2108KJ/KG*85%=1791.8KJ/KG套用以上的公式重新计算计算所需蒸汽量公式为：Q=2800KW/1791.8KJ/KG=1.562KG/S由上述计算可得出浪费蒸汽量为：1.562KG/S-1.328KG/S=0.2346KG/S浪费蒸汽量换算小时为：0.2346KG/S*3600=847.827KG/H换热器每天工作8小时，一年工作320天则可计算每年耗费蒸汽量如下：847.827KG/H*8*320D=2162759.322KG/Y现在外网蒸汽的是收费标准为150元人民币/吨浪费人民币为：150元人民币/吨*2162.759322T=32441.38983元人民币即每年如果按照现在的使用情况来计算大约需要浪费32441.38983元人民币。

如果加上湿蒸汽对阀门和管道的破坏而导致的维修费用每年大约在上万元的资金无形的浪费掉。

每台控制阀根据韩国JK的经验计算大约每年花费3500元的维修费用，每台换热器设备的维修费用为2500元，加上人工费用即每年需要花费在单套系统中维修保养上的费用大约在7000元人民币左右，如果系统的用汽设备居多，则需要花费的费用将更多。

如果加上一台DN125的蒸汽洁净站投入人民币为：33985元人民币投资回报期为：7.47个月二、生活用水换热站1人工控制温度与自动控制温度性能与能源利用计算比较：(一)人工控制温度：热水容易加热超温，能源浪费；经常使用截止阀调节温度会造成截止阀填料泄漏，若采用波纹管截止阀进行调节会导致波纹管的断裂，存在安全隐患。

管壳式换热器选型计算书编写：张景富西安协力动力科技有限公司二零一零年九月十三日一、换热器的工艺计算及工艺条件现在从一台管壳式换热器工艺计算过程来体现工艺条件内容： 1.设计参数 壳程：工作介质：蒸汽、水 Ps=0.2Mpa 蒸汽流量135m 3/h 进口温度：135℃ 出口温度：90℃ 管程：工作介质：含碱水 Pt=0.3Mpa 水流量300m 3/h 进口温度：80℃ 出口温度：110℃ 液体比重：1.25 比热：0.85～0.86 2.工艺计算冷源：q=300m 3 比重:γ=1.25g/cm 3 比热c=0.86J/kg ·℃ T1=135℃ T2=135℃ t1=80℃ t2=110℃ 取a c =2000kcal/㎡·h ·℃ a h =10000kcal/㎡·h ·℃ 换热管规格：φ19×1 其内径d1=0.017m 外径d2=0.019m 中径dm=0.018m 壁厚δ=0.001m金属导热系数λ=17.0 w/m ·h ·℃=17.0/1.16222=14.6 kcal/㎡·h ·℃ （1）传热系数K取传热系数K=1400kcal/㎡·h ·℃ (2)平均温差Δt m （按逆流状态计算）(3)传热面积FC 4.1680-90110-135ln 80)-90(110)-135(1221ln )12()21(lnt 2121︒=-=-----=∆∆∆-∆=∆t T t T t T t T t t t t m 2m 42116.4140080)-(11086.01250300tm K t1)-(t2c q F =⨯⨯⨯⨯=∆⨯⨯⨯⨯=γC h m kcal d dm d dm K h c ︒=+⨯+⨯=++=2/7.14436.14001.010000019.0018.02000017.0018.012111λδαα（4）管子根数n （管长L=6m ）（5）程数N 单程流速管壳换热器中换热管内水的流速为0.7～1.5m/s N=1.5/0.313=4.79，可以选择Ⅳ程标准DN1000 Ⅳ程换热器，φ19×1的管子，n=1186根，L=6000mm 传热面积F=425㎡推荐设备材质：管程316L 壳程16MnR （6）换热器壁温的计算a.壳程的壁温：由于有保温，可以取蒸汽的平均温度 Tm=1/2（135+90）=112.5℃b.换热管的壁温估算：热流侧Tm=112.5℃ 冷流侧tm=1/2（80+110）=95℃ 换热管的壁温：（7）换热器接管的计算 （a ）壳程蒸汽进口 蒸汽流速一般取15～20m/s进蒸汽截面A=135/(15×3600)=2.5×10-3㎡ 接管内径进汽管取φ76×4（DN65） （b ）管程进出管管程流动的是含微量碱的水溶液，当P ≤0.6Mpa 时，其流速为1.5～2.5m/s11736019.04212F n =⨯⨯=⨯⨯=ππL d sm nd /313.01173017.04300/36004q221=⨯⨯=⨯⨯=ππωCa a t t c c m t ︒=+⨯+⨯=++=6.10920001000020009510000112.5a a T n n m mAd 564.0105.2443=⨯⨯==-ππ进出管流通截面A=300/(2.5×3600)=0.0333㎡ 接管内径取φ219×6（DN200） 3.提条件设计参数表及管口表设计数据注：管程材质为不锈钢316L ，管板材质为16MnR/316L ，φ1130，b=52。

换热器的设计型计算Q=q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)Q=KA ∆t m 2211221A A A 1αλδα++=m A K（无相变传热过程，Re>104,Pr>0.7， bd PrRe .,.80210230λαα=()()12211221t T t T t T tT t m -----=∆ln 1、 设计型计算的命题给定生产任务：q m1，T 1→T 2(or q m2，t 1→t 2)选择工艺条件：t 1，t 2计算目的：换热器传热面积A 及其它有关尺寸（管子规格，根数）；qm2特点：结果的非唯一性。

2、 计算公式： 质量衡算：p V N nu d q ⋅⋅=24π热量衡算：Q=q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)传热速率式：Q=KA ∆t m3、 计算方法：1）计算换热器的热流量)(2111T T Cp q Q m -=2）作出适当的选择并计算平均推动力m t ∆),,,,(2121流向t t T T f t m =∆∴必须选择A 、流向（逆流.并流.复杂流动方式）B 、选择冷却介质出口温度3）计算冷热流体与管壁的对流体给热系数和总传热系数必须选择：A 、冷，热流体各走管内还是管外B 、选择适当的流速C 、选择适当的污垢热阻4）由传热基本方程m t KA Q ∆=计算传热面积关键是：条件参数的选择！4、 条件参数的选择选择的原则：技术可行，经济合理1) t 1：决定于工艺需要，现实条件，经济性。

温度要求不很低，以水为冷却剂时，应以夏季水温为设计温度更安全。

2)t 2：技术：理论上t2可选范围经济性：q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)t 2越大，q m2消耗越少，↓1122p m p m C q C q⇒经常性操作费用少但∆t m ↓，同时q m2↓可能导致K ↓则mt K Q A ∆⋅=↑⇒设备投资费用大 ∴有经济优化问题。

板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。

在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。

目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。

以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。

以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的：∙总传热量(单位:kW).∙一次侧、二次侧的进出口温度∙一次侧、二次侧的允许压力降∙最高工作温度∙最大工作压力如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。

温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。

（1）无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；m h,m c-----热、冷流体的质量流量，kg/s；C ph,C pc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；T1,t1------热、冷流体的进口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。

（2）有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。

对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。

对数平均温差(LMTD)对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。