动力、蒸汽与公用工程免费计算器
锅炉房与公用工程的 14 项计算:锅炉、蒸汽、冷却塔、燃料、CO₂ 与压缩空气。每项均附公式和练习题。
锅炉与蒸汽
锅炉效率(正平衡法)
按干饱和蒸汽计,忽略排污。须注明基准:高位热值(天然气 ≈ 80–85 %)或低位热值(≈ 88–93 %)。
按热负荷计算蒸汽耗量
按干饱和蒸汽完全冷凝、凝结水以饱和状态排出计算。另加 5–10 % 作为损失和启动余量。
凝结水闪蒸汽
P₁ 下为饱和凝结水。这部分低压蒸汽可回收(除氧器、加热),不必从放空口浪费。
锅炉排污与浓缩倍数
也可用溶解性总固体或氯离子(两侧单位一致)。典型排污率:给水量的 1–8 %;须遵守制造商的炉水限值。
凝结水回收与补水
简化平衡(忽略排污和除氧用汽)。回收率每提高一个百分点,都能节省处理水、药剂和燃料。
冷却水与泵
冷却塔:冷幅、逼近度与蒸发损失
E ≈ 0.00085 × gpm × °F,即 0.00153 × Q × ΔT(m³/h、°C;约 85 % 的热量靠蒸发带走)。常见逼近度:3–6 °C。
冷却塔:浓缩倍数、排污与补水
在补水和集水池分别测电导率(或氯离子、二氧化硅)。浓缩倍数由 3 提高到 6 可大幅减少补水,上限取决于结垢。
泵功率
按水 ρ = 1000 kg/m³、g = 9.81 m/s² 计算;其他液体乘以相对密度。泵偏离最佳效率点运行会浪费能量。
燃料、效率与 CO₂
燃料能量(低位与高位热值)
典型值 (MJ/kg,低位 / 高位):天然气 47.1 / 52.2;丙烷 46.6 / 50.2;柴油 42.8 / 45.8;重油 39.5 / 42.2;煤 22.7 / 24.0;氢 120.0 / 141.9。有供应商分析数据时以其为准。
燃料燃烧 CO₂ 排放
采用 IPCC 2006 缺省值(第 2 卷表 1.2、1.4),按完全氧化计。正式报告应使用实测低位热值与含碳量。天然气约 0.7–0.8 kg/Sm³。
热耗率与热效率
以低位热值计:内燃机或简单循环燃气轮机 30–42 %;联合循环 50–60 %。热耗率越低越好。1 kJ = 0.9478 Btu。
压缩空气
压缩空气泄漏:流量与能耗
按理想气体临界流动计算(k = 1.4,空气 20 °C),适用于表压约 1 bar 以上。锐边孔 Cd ≈ 0.61,圆角孔可达 0.97。自由空气按 20 °C、1.013 bar 折算。
按加载 / 卸载时间测泄漏
在无用气(停产)时测试,取多个周期平均。维护良好的管网泄漏率低于 10 %,常见为 20–30 %。忽略卸载功率。
储气罐容积
流量按自由空气计。储气罐只能应付短时峰值;若缺口持续,需要增加压缩机能力,而不是加大储气罐。
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