饱和蒸汽焓值计算公式
适用于汽轮机建模的饱和水和饱和水蒸汽焓值近似公式
适用于汽轮机建模的饱和水和饱和水蒸汽焓值近似公式张宇，赵书强华北电力大学电力工程系，河北保定（071003）E-mail ：hillonwind@摘 要：为了建立电力系统中长期稳定仿真的详细汽轮机模型，必须把抽汽的影响考虑进去。
目前对于饱和水和饱和水蒸汽焓值的计算方法主要有IFC 公式读热力性质表，然后用插值法算出某压力或温度状态的焓值，和IAPWS—IF97公式非显式代数方程迭代法。
这些方法在仿真软件上应用十分困难，本文提出计算饱和水和饱和水蒸汽焓值的近似公式，适用于目前电力系统的主要机组135MW ～1000MW ，相对误差2%。
关键词：饱和水；饱和水蒸汽；焓；汽轮机模型1. 引言汽轮机是以水蒸汽作为工质，因此在汽轮机的分析计算中，确定某种状态下水蒸汽的性质和参数至关重要。
目前广泛使用的计算水和水蒸汽性质参数的公式是国际水和水蒸汽热力性质协会1997年制订的IAPWS—IF97公式，仍然在使用的是国际公式化委员会1967年制订的IFC67公式。
这两个公式采用迭代和插值法计算水和水蒸汽焓值，单独详细的研究汽轮机时，可以使用这两套公式，而在电力系统仿真中，由于要多机仿真，在建立汽轮机模型时，如果还使用这两套公式，将会导致计算速度下降，甚至无法取得结果。
进入汽轮机做功的是过热蒸汽，低加后几级抽汽和低压缸排汽是饱和蒸汽，抽汽加热凝结水和给水后冷却成饱和水。
所以研究汽轮机时，主要研究过热蒸汽、饱和蒸汽和饱和水的性质。
汽轮机的内功率可以表示为：1()nt tc si tc ci i N G h G h h ==−−∑式中：G t 为主蒸汽流量；h tc 为凝汽汽流在汽轮机的比焓降;n 为汽轮机抽汽总数；G si 为汽轮机第i 级抽汽的质量流量；h ci 为第i 级抽汽 在汽轮机的比焓降。
第i 级加热器的动态热平衡为[5]：msi si dwit di woi wi i mi md G h G h G h m c dtθµ+=+V V V 式中：G si 、G dwit 分别为进入第i 级加热器的抽汽和疏水的质量流量；G woi 为该加热器出口处的给水质量流量；∆h si 、∆h di 、∆h wi 分别为相应的焓值；m mi 、c m 分别为加热器的金属质量和比热容；µ为考虑工质热容影响后的金属有效因子。
动力蒸汽管径计算公式及焓值对照表
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。
蒸汽焓值说明
1MPa=10kg/cm2
工程上人们常说的多少公斤压力指kg/cm2,而压力表上常标的是MPa.
1N/m2=1Pa 1kg=9.8N 1m2=10000cm2
所以 1kg/cm2=98kPa=0.098MPa
工程上人们近似的取1MPa=10kg/cm2
蒸汽压力分为
低压（P≤2.5Mpa，T≤400℃）、
中压（2.5Mpa＜P≤6Mpa，400℃＜T≤450℃）、
高压（6Mpa＜P≤14Mpa，460℃＜T≤540℃）、
一、饱和蒸汽：
压力1—2.5千克/平方厘米（约等于0.1-0.25MPa），温度127℃以下，每千克蒸汽的热焓按620千卡计算；压力3—7千克/平方厘米（约等于0.3-0.7MPa），温度135—165℃，每千克蒸汽的热焓按630千卡计算；压力8千克/平方厘米（约等于0.8MPa），温度170℃以上，每千克蒸汽的热焓按640千卡计算。
二、过热蒸汽：压力150千克/平方厘米（约等于15MPa）
200℃以下，每千克蒸汽的热焓按650千卡计算；
220—260℃，每千克蒸汽的热焓按680千卡计算；
280—320℃，每千克蒸汽的热焓按700千卡计算；
350—500℃，每千克蒸汽的热焓按750千卡计算。
若以上条件均不具备，则可以近似的采用《综合能耗计算通则》（GBT 2589—2008）中给出的参考系数折标，如下。
根据饱和蒸汽焓值计算
根据饱和蒸汽焓值计算
根据饱和蒸汽焓值计算是一种常见的方法，用于确定水蒸汽在不同条件下的物理性质。
饱和蒸汽焓值是指在饱和状态下，单位质量的水蒸汽所具有的能量。
计算饱和蒸汽焓值的方法通常包括以下步骤：
1. 确定水的温度；
2. 根据给定温度，查找饱和蒸汽表中对应的饱和蒸汽压力；
3. 使用查找到的饱和蒸汽压力，在饱和蒸汽表中查找对应的饱和蒸汽焓值。
在进行饱和蒸汽焓值计算时，需要使用准确的水蒸汽性质表或饱和蒸汽表。
这些表提供了水蒸汽在不同温度和压力下的物理性质数据，包括饱和蒸汽焓值。
在实际应用中，饱和蒸汽焓值的计算可以用于多个领域，例如能源工程、热力学计算和工艺过程优化。
在进行饱和蒸汽计算时，需要注意以下几点：
- 使用准确的温度和压力值，以获得准确的饱和蒸汽焓值；
- 遵循饱和蒸汽表中给定的温度和压力范围，以确保计算的可靠性；
- 在进行计算时，检查所使用的饱和蒸汽表的来源和可靠性，确保数据准确可信。
总之，根据饱和蒸汽焓值计算是一种常见的方法，用于确定水蒸汽在不同条件下的物理性质。
正确使用准确的饱和蒸汽表，并按照给定的温度和压力值进行计算，可以得到可靠的结果。