☎ 8 800 302-58-17Рассчитать

Расход пара по тепловой нагрузке

Расчёт переводит тепловую нагрузку в массовый расход пара через разность энтальпий пара и конденсата. Результат показывает, сколько пара нужно подать в теплообменник или паровой калорифер.

РЕЗУЛЬТАТ
—
Введите исходные данные
МЕТОДИКА
Gп = 3600 · Q / (hп − hк)
Введите исходные данные
  • Расход пара определён из теплового баланса парового теплообменника по МДК 4-05.2004 и СП 41-101-95.
  • Энтальпии пара и конденсата вводятся по таблицам IAPWS-IF97 или принятому справочнику для заданных давлений и температур.
  • Потери тепла, продувка, недогрев и влажность пара не учитываются; для рабочего проекта их проверяют отдельно.

Применение

Расход пара нужен для выбора диаметра арматуры, редуцирующего устройства, конденсатоотводчика и пропускной способности источника. Без энтальпий нельзя связать требуемую тепловую мощность с количеством пара.
  • подбор парового теплообменника
  • расчёт паропровода и конденсатоотвода
  • оценка нагрузки парового калорифера или технологического потребителя
Эта цифра показывает, сколько пара фактически расходует нагреватель: чем больше нагрузка и меньше полезное тепло на килограмм пара, тем больше нужен массовый расход.

Методика и ограничения

При конденсации пар отдаёт тепло, переходя в жидкость и, возможно, дополнительно охлаждая конденсат. Массовый расход определяют из теплового баланса: Q = G·(hп − hк), где Q — тепловая нагрузка, G — массовый расход, hп — энтальпия пара на входе, hк — энтальпия конденсата на выходе. Если Q введена в кВт, а энтальпии — в кДж/кг, умножение на 3600 переводит результат в кг/ч. Смысл расчёта зависит от того, какое состояние пара принято. Для сухого насыщенного пара энтальпию берут при давлении насыщения. Для перегретого пара учитывают температуру перегрева.

Если пар дросселируется перед потребителем, после клапана изменяется давление, но в идеализированном дросселировании сохраняется энтальпия; состояние на входе в теплообменник нужно определить уже после редуцирования. Нельзя смешивать манометрическое давление с таблицами, составленными по абсолютному давлению. Энтальпию конденсата выбирают в фактической точке отвода. Если конденсат уходит насыщенной жидкостью при давлении теплообменника, применяют соответствующее значение. При переохлаждении конденсата доступное тепло увеличивается, а при вспышке после снижения давления часть жидкости превращается во вторичный пар.

Это влияет на конденсатопровод, гидравлику и работу конденсатоотводчика, хотя простой калькулятор показывает только общий энергетический баланс. Расход пара не равен диаметру паропровода. Для трубопровода дополнительно проверяют плотность пара, допустимую скорость, перепад давления, дренаж, уклоны, тепловое расширение и образование конденсата. Для регулирующего клапана важны минимальная и максимальная нагрузки, авторитет и пропускная способность. Теплообменник проверяют по передаваемой мощности, площади, температурному напору и допустимому давлению.

Результат калькулятора применяют как исходный расход при согласованных состояниях пара и конденсата.\n\nДля периодического потребителя дополнительно рассматривают разогрев аппарата и пусковой расход. В этот момент конденсация может быть неустойчивой, а отвод воздуха и конденсата ограничивает передачу тепла. Паровой клапан выбирают по диапазону, а не только по среднему расходу. Если несколько потребителей работают одновременно, расходы суммируют с учётом графика, потерь в сети и доступной производительности котельной. Все давления и энтальпии фиксируют в расчётной записке. При этом фактический расход контролируют по измерениям и работе конденсатной системы.

Пример

Задача: Нагрузка 100 кВт, энтальпия пара 2780 кДж/кг, энтальпия конденсата 500 кДж/кг.

G = 3600·100/(2780−500) = 157,9 кг/ч.
Перед подбором арматуры проверяют, что обе энтальпии относятся к фактическим давлениям и состояниям.

Задача: Нагрузка не изменилась, но конденсат отводится более горячим.

При увеличении hк разность энтальпий уменьшается, поэтому расчётный расход пара возрастает.
Это не означает, что теплообменник стал мощнее: часть энергии просто уходит с конденсатом.

Нормативные ориентиры

  • СП 41-101-95 — проектирование тепловых пунктов; тепловые схемы, оборудование и расчётные режимы ИТП.
  • СП 60.13330.2020 — отопление, вентиляция и кондиционирование; требования к тепловым установкам и параметрам теплоносителя.

Вопросы и ответы

Какую энтальпию пара брать?

Ту, которая соответствует фактическому давлению и температуре перед теплообменником. Для насыщенного пара используют состояние насыщения, для перегретого — давление и температуру перегрева.

Давление избыточное с манометра сначала переводят в абсолютное, если по нему выбираются табличные свойства. Перед окончательным решением сверяйте этот вывод со схемой, паспортом оборудования, действующей методикой, измерениями и фактическим режимом эксплуатации на объекте.

Почему расход пара меняется при одинаковой мощности?

Потому что меняется полезная разность энтальпий hп − hк. На неё влияют состояние пара, давление, переохлаждение конденсата и потери схемы. При меньшем количестве теплоты, отдаваемом одним килограммом пара, для той же нагрузки требуется больший массовый расход.

Перед окончательным решением сверяйте этот вывод со схемой, паспортом оборудования, действующей методикой, измерениями и фактическим режимом эксплуатации на объекте.

Можно ли сразу выбрать диаметр паропровода по расходу?

Нет. Нужны давление, температура, плотность, допустимая скорость, длина и потери давления, а также учёт конденсата и дренажа. Расчёт даёт массовый расход как исходную величину.

Диаметр и арматуру проверяют по рабочему и пусковому режимам. Перед окончательным решением сверяйте этот вывод со схемой, паспортом оборудования, действующей методикой, измерениями и фактическим режимом эксплуатации на объекте.

Учитывает ли формула тепловые потери паропровода?

Нет, она связывает нагрузку потребителя с энтальпиями на входе и выходе. Потери в паропроводе, утечки, продувка, вторичный пар и возврат конденсата учитывают отдельными строками баланса.

Для рабочего проекта расход источника может быть больше расхода одного потребителя. Перед окончательным решением сверяйте этот вывод со схемой, паспортом оборудования, действующей методикой, измерениями и фактическим режимом эксплуатации на объекте.