过热蒸汽减温减压后最大可用能计算.xlsVIP

2.5MPa390℃的过热蒸汽通过减温减压阀，采用室温软水喷淋降温，降温到0.8Mpa，170℃的饱和蒸汽，有没有能量损失？

这种能量损失肯定有，但损失的可用能，即“火用”，是热流做功的能力，可用能的概念楼主可自行查阅有关资料，能源是有品味的，全球的海水温度自15C下降到14C，那个热量是惊人的，但无法利用，理由也很简单，这种低品位的热量人类无法利用，比如你不可能用这么大量的热去发电。

具体到上述情况，见下表，Ex的计算很简单，Ex=（H-H0）-T0*（S-S0），H、S分别是蒸汽的比焓和比熵，H0、S0是环境状态下水的比焓和比熵，T0是环境温度，环境状态可以自己定义，一般的定义是：

环境状态——P0=1atm，T0=25℃，此状态下的水参数：H0=104.93kJ/kg，S0=0.3672kJ/kg.℃

可以得到如下数据表格：

参数 减温减压器入口 减温减压器出口 出口－入口

③－（①＋②）

①过热蒸汽 ②常温水 ③饱和蒸汽

温度T，℃ 390 25 170

压力P，MPaG 2.5 0.7 0.691

流量W，kg/h 1000 168 1168 1168-(1000+168)=0

比焓H，kJ/kg 3216 106 2768

比熵S，kJ/kg.C 6.9832 0.3671 6.6649

可用能Ex，kJ/kg 1138 0.694 785

总焓H，kW 893 5 898 898-(893+5)=0

总可用能Ex，kW 316.19 0.03 254.84 254.84-(316.19+0.03)

=-61.39

损失功Lw，kW 61.39

可用能效率，% 80.60%

从表格可以看出，无论是质量平衡和热量平衡（焓平衡），减温减压器入口和出口都满足了，1吨过热蒸汽加上168kg的常温水，得到1.168吨的饱和蒸汽，热力学第一定律即能量守恒定律满足，质量守恒满足，热力学第一定律的热效率为100%，即假定过程没有任何热损失。一切都没问题。

有问题的是什么？是火用，出口和入口相比，Ex下降了61.4kW，这部分是损失功，损失的是做功能力，如果拿去发电，每小时少发电61.4kW，真正的能量损耗在这里。

从火用和比焓的比例Ex/H也可以看出，高温高压的蒸汽Ex所占比例大，高温高压的过热蒸汽Ex/H=35.40%，减温减压后的饱和蒸汽Ex/H=28.37%，所用的是常温水

Ex/H=0.66%，道理很明显，Ex较高的过热蒸汽和很低的常温水混合后得到了Ex居中的饱和蒸汽，类似用100C的开水和0C的冰水混合得到了50C的热水，无论是烧开水还是制冰水，你都得耗能，一个加热一个制冷，两头耗能，到头来得到的是个中间温度的热水，从能量利用的角度看，把常温水直接加热到50C最划算，两头能耗消耗了能源，而混合过程损失的是能源的品味，损失的是做功的能力。

做功的能力你可简单的理解为发电，电的可用能效率是100%，即Ex/W=100%，这简简单单的168kg水一加，61Kw的电就没了，就是这个意思。1度电5毛钱，一小时损失30元，一年8000小时下来，24万元，一辆帕萨特有了吧，三五个工人的工资奖金也在里面了吧，折算成钱就有数了，呵呵。。

Ex/H的比值直接说明了现代化电厂之所以蒸汽参数越来越高的道理，电站锅炉从亚临界到超临界到超超临界，锅炉蒸汽参数一路飙，现已发展到55MPa，700C上，压力温度越高，蒸汽做功能力越强，就是这个道理，不然为什么人们就用2.5MPaG，390C的蒸汽发电啊，Ex/H告诉人们，你就是把设备效率做得再高，其利用率也只有35.4%，不可能再高了。。