水和蒸汽比焓、比容拟合式在饱和蒸汽工业锅炉上的应用--优秀毕业论文参考文献可复制黏贴.pdf

工业锅炉2 0 0 9 年第6 期 总第1 1 8 期 文章编号 l 0 0 4 8 7 7 4 2 0 0 9 0 6 3 6 旬3 水和蒸汽比焓 比容拟合式在 饱和蒸汽工业锅炉上的应用 辛少杰1 虞亚辉1 潘玉明2 董勤霞2 余岳峰1 罗永浩1 1 上海交通大学 上海2 0 0 2 4 0 2 上海题桥纺织染纱有限公司 上海2 0 1 1 1 4 摘要 根据围际新r i 业标准i a p w s l f 9 7 公式计算的数据 利用最小二乘法的原理 在 饱和蒸汽的工业锅炉压力等级系列适用范围内 以绝对压力p 为变量 拟合出十蒸汽焓矿 干饱 和蒸汽比容 饱和水焓 汽化潜热r 饱和水比容口 的函数表达式 最终给h 南给水压第一作者 辛少杰 力p 和给水温度 表示的给水焓 给水密度p 表达式 这些函数表达式 可用于饱和蒸汽工 1 9 8 6 一 硕士研究 业锅炉性能试验 热力统计 能源审计等的计算 具有精度高 适用范嗣大 便捷 实用的特点 生 主要从事t 业锅 关键词 饱和蒸汽 工业锅炉 比焓 最小二乘法 炉节能减排的技术 中图分类号 t l 2 2 2文献标识码 a 研究o t h ea p p l i c a t i o no ff i t t i n gf o r m u l af o rs p e c i f i cv o l u m e a n de n t h a l p yo fw a t e ra n ds t e a mi nt h es a t u r a t e d s t e a mi n d u s t r i a lb o i i e r x i ns h a o j i e l y uy a h u i l p a ny u m i n 9 2 d o n gq i n x i a 2 y uy u e f e n 9 1 l u 0y o n g h a 0 1 1 s h a n g h a ij i a ot o n gu n i v e r s i t y s h a n 曲a i2 0 0 2 4 0 c h i n a 2 s h a n g h a it i q i a ot e x t i l ey 锄d y e i n gc o l t d s h a n g h a i2 0 l11 4 c h i n a a b s t r a c t b a l s e dq nt h ec a l c u l a t i o nd a t aa c c o r d i n gt ot h en e wi n t e m a t i o f l a li n d u s t r i a ls t a n d a r di a p w s i f 9 7f o 珊u l a d e d u c e dt h ef u n c t i o nw h i c hi s8 u i t a b l ef o rt h ep r e s s u r eg r a d eo fs a t u r a t e ds t e 锄i n d u s t r i a lb o i l e rb yl e 嬲ts q u a r em e t h o d n ef u n c t i o n 衍t ha b s o l u t ep r e s s u r ep 鹊av a b l e6 t t e dt h ed r ys t e 啪e n t h a l p y 矿 s p e c m cv o l u m eo fd r ys a t 删e ds t e a m s a t u r a t e dw a t e re n t h a l p y l a t e n th e a to fv a p o r i z a t i o nr a n ds p e c i f i cv o l u m eo f8 a t u r a t e dw a t e r 口 u l t i m a t e l y g a v et h ee x p r e s s i o no fw a t e re n t h a j p y 伊a i l dw a t e rd e n i t yp p 埘t hp r e s 8 u r ep pa n dt e m p e r a t u r et p 髂v a r i a b l e s r i h ef u n c t i o n a le x p r e s s i o nc h 唧c t e r i z e d 试t hh 唔hp r e c i s i o n 访d er a n g eo f 印p l i c a t i o n c o n v e n i e n ta n du s e f u l c o u l db ea p p l i e dt o s a t u r a t e ds t e 舯i n d u s t r i a lb o i l e rp e r f b 册a i l c et e s t t h e 邢a ls t a t i s t i c s e n e r g ya u d i t k e yw o r d s s a t u r a t e ds t 啪 i i i d u s t r i a lk m e r s p e c i f i ce n t h a l p y k 嬲ts q u a 咒m e t h o d o 前言 要评价燃料在工业饱和蒸汽锅炉巾的利用效 果 必须要求于饱和蒸汽比焓 饱和水比焓 7 和 给水的比焓 而这些饱和的物性参数危 庇7 r 秽7 等是压力p 或温度 的单值函数关系 曲线 给水焓 9 8 给水比容 或给水密度p 处于过冷水区 是压力p 和温度 二元的函数关系 曲面 通常需根据压力p 和温度f 要查水和蒸汽 性质图表 甚至要进行插值得到 或利用计算机中水 收稿日期 2 0 0 9 j d 9 2 l 和蒸汽的程序查得 比较麻烦 作者根据水和蒸汽 性质同际协会 i a p w s 工业公式1 9 9 7 的数据 4j 利用最小二乘法 在饱和蒸汽的工业锅炉压力等级 系列适用范围内 以绝对压力p 为变量 拟合出十 蒸汽焓 千饱和蒸汽比容秽 饱和水焓 汽化潜 热r 饱和水比容秽 的函数表达式 最终给出 由给水压力p 和给水温度f 表示的给水焓 铲 给 水密度p 表达式 使朋起来极其方便 保留到原国 际水和蒸汽表数据的有效位数 利用这些表达式计 算的结果 误差基本在十万分位上 甚至在百万分位 匕 万方数据 研究与开发 水和蒸汽比焓 比容拟合式在饱和蒸汽工业锅炉上的应用 3 7 l 工业锅炉的热效率公式 锅炉热效率计算式 仉 缨 掣 1 0 0 1 1 菇则w 式中 d 为锅炉蒸汽流量 实际上很难获得准 确流量 因为锅炉的运行参数是不可能按额定值固 定不变 由于参数的变化 引起表计流量偏离真实流 量 根据文献 6 文献 7 规定采用下式进行补偿 却耕 警却耕偿 式中d 表计 蒸汽流量表的读数 l h 秽运行妒运行 运行参数下蒸汽的比容 m 3 k g 密度 k g m 3 d 摹准 p 基准 流量测量装置设计参数下的 比容 m 3 k g 密度 k g m 3 锅炉出口蒸汽比焓 k j k g 饱和蒸 汽通常是含有湿度的蒸汽 所以 要 用 替换 用式 3 计算得到 矗 1 一 7 y 一y 一 7 危 一 3 式中 l 一千饱和蒸汽比焓 k j 娃 九 饱和水比焓 k j k g 蒸汽的湿度 一般不测时对于水管 锅炉 取 3 对于水火管锅炉和锅 壳锅炉取y 4 如实测时用实测值y 计算 比蒸发焓 汽化潜热 k j k g w 1 一h l 矗 锅炉给水比焓 i j k g 曰 锅炉燃料量 k g h q 燃料低位发热量 k j k g 2 拟合式的形式与拟合式的精度 丁业锅炉指用于生产工业用汽 采暖供热的热 工设备 其容量不大 蒸发量一般在6 5l h 以下 压力小高 小于3 8m p a 包括蒸汽锅炉及余热锅 炉等 工业蒸汽锅炉压力从表压0 4m p a 0 7m p a 1 0m p a 1 2 5m p a 1 6m p a 2 5m p a 不等 为满 足饱和蒸汽工业锅炉的热力计算 下面作出一组适 用于蒸汽压力o 4 2 5m p a 给水压力0 7 3 1 m p a 给水温度2 0 1 1 0 时的饱和水和饱和蒸汽 参数 包括 饱和温度 干饱和蒸汽焓 饱和水焓 汽 化潜热 比蒸发焓 和饱和水比容 干饱和蒸汽的比 容以及给水比焓和给水密度的拟合计算公式 用于 工业锅炉的热力计算 热效率试验等 2 1 饱和水比焓与压力之间的关系拟合式 l 37 0 4 1 2 芝o 一l 一2 2 2 27 1 p o 2 7 5 5 63 6 p o 一1 4 7 68 7 6 p o 6 4 适用范同 o 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误 差i 7 i 一 0 0 2k j k g 相对误差 8 一 2 4 l o 一5 2 2 干饱和蒸汽比焓与压力之间的关系拟合式 一 鲤丝 皇 一n 0 o l p o 5 n 2 p 一1 o 妒一 5 唧一2 0 5 p 一2 5 0 6 p 一3 5 式中 口o 2 7 5 3 99 7 口i 一1 4 8 8 80 9 2 3 2 2 0 07 7 0 3 一3 5 4 1 24 5 口4 2 1 9 1 86 9 5 一7 2 5 29 4 4 n 6 1 0 0 00 0 0 适用范同 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误差 l i 0 0 2k j k g 相对误差 6 8 7 1 0 6 2 3 干饱和蒸汽比焓与压力之间的关系拟合式 危 e x p 6 0 6 l l n p 6 2 l n 2 p 6 3 l n 3 p 6 4 l n 4 p 6 式中 6 0 7 9 2 91 6 94 6 l 0 0 1 36 9 l8 4 8 6 一0 0 0 28 2 29 2 99 6 一0 0 0 12 9 l3 8 71 以 一0 0 0 03 4 60 8 05 7 适用范周 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误差 i l 0 0 2k j k 相财误差 6 一 6 1 1 0 6 2 4 比蒸发焓 汽化潜热 与压力之间的关系拟合式 r 口i p n 4 3 28 7 式中 口o 24 4 6 7 2 8 口i 一6 2 0 5 7 1 口2 3 5 4 7 2 38 口3 一2 3 2 4 7 5 0 4 7 7 2 9 42 口5 一1 1 2 6 l 代入式 7 后 得 r 危 一1 1 2 6 l p 2 1 6 4o 7 7 2 9 42 p 1 7 3 12 2 3 2 4 7 5 矿2 9 84 3 5 4 7 2 38 p o 8 6 5 6 6 2 0 5 7 1 p o 4 3 2 8 24 4 6 7 2 8 适用范围 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误差 i r l o 0 2k j k g 相对误差 6 r 一 1 1x1 0 一5 2 5 蒸汽温度与锅炉出口蒸汽压力关系的拟合式 2 0 2 7 6 51 p o 2 1 48 2 2 9 0 7 8 适用范围 o 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误 差i 一 0 0 5 相对误差 8 2 8 l o 万方数据 3 8工业锅炉 2 0 0 9 年第6 期 总第1 1 8 期 2 6 压力与温度的关系三常数方程拟合式 舻e x p o 0 0 46 0 1 m 7 3 1 5 一淼 2 0 5 33 l n t 2 7 3 1 5 9 适用范围 1 4 3 2 2 4 绝对误差l 卸 l 一 0 0 0m p a 相对误差 6 p 7 7 1 0 叫 2 7 干度通常取o 9 8 时的湿蒸汽比焓拟合式 l o0 0 0 以 o 扩豇万面矽j 函再面矿石丽而帝 i 丽i 1 0 适用范围 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误 差i o 9 8i 一 0 0 5 彬k g 相对误差 6 o 9 8 1 9 1 0 5 2 8 干饱和蒸汽比容与压力关系的拟合式 0 1 9 96 0 05 p 0 9 2 9 1 0 0 0 52 4 95 6 2 1 1 适用范围 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误 差i 幽 i 0 0 0 00 lm 3 k g 相对误差 6 4 3 l o 一5 2 9 饱和水密度与压力关系拟合式 p 一6 4 p 1 2 5 4 2 1 撕6 p 0 8 3 6 一1 3 4 3 8 1 p 0 4 培 l0 0 6 6 3 l 1 2 适用范围 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误 差l p i 0 0 1m 3 b 相对误差 8 p 一 1 1 1 0 5 2 1 0 饱和水比容与压力的关系拟合式 移7 7 3 6 92 1 6 1 0 6 p 1 一2 1 5 16 4 76 l o 一5 p 1 3 8 91 0 8 1 0 一4 p o 5 o 0 0 10 0 24 7 5l 1 3 适用范围 o 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误 差i 舢 i o 0 0 0o o o0m 3 k g 相对误差 8 口 一 2 1 1 0 5 2 1 1 干饱和蒸汽密度与压力的关系拟合式 p 雨万丽两了未j 而丽 1 4 适用范围 o 4 0m p a p 2 5m p a 绝对误差 j p i 一 0 0 0 04m 3 k g 相对误差 8 p 一 4 4 1 0 5 2 1 2 干饱和蒸汽比容与压力的关系拟合式 0 1 9 96 0 05 p 0 9 2 9 1 0 0 0 52 4 95 6 2 1 5 适用范围 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误差 i 血 i 一 0 0 0 00 2m 3 k g 相对误差 8 秽 一 4 4 1 0 5 2 1 3 湿度为j 的湿蒸汽比容拟合式 秽 口 k 口7 1 一算 秽 1 一y 秽 t 一 秒 一秽7 1 6 其中 名 1 石为湿蒸汽的干度 y 为湿蒸汽 的湿度 2 1 4 湿度为 的湿蒸汽密度与压力 干度的拟合式 一 j 一一 一 色亟 凡2 万万丌习2 五 万亏订习 p 2 万标 1 6 1 p p 一p 髫 17 2 1 5 干饱和蒸汽比容与饱和水比容之差 一秒7 的 拟合式 移 一秽 与一与 o 1 9 95 5 86 p 0 9 2 95 6 3 5 8 1 0 一3 1 7 适用范围 0 4 0m p a p 2 5 0m p a 绝对误差 l 一秽 i 一 0 0 0 00 4m 3 k g 相对误差 8 一秽 5 2 1 0 4 2 1 6 干度通常取o 9 8 时的湿蒸汽比容拟合式 移 0 9 8 0 1 9 56 1 86 p m 9 2 9 1 0 0 0 51 2 57 1 8 适用范嗣 o 4 0m p a j d 2 5 0m p a 绝对误差 j 秽 l 0 0 0 00 2m 3 蛞 相对误差 8 秽 一 8 3 1 0 5 2 1 7 给水比焓与给水压力 温度的多项拟合式 g s 0 6 鲁 0 5 t 4 t 0 3 t 口2 f 1 伊 o o p 弘 6 5 6 4 t 6 3 f 6 2 6 l g b 6 0 1 9 式中 口o 0 9 3 77 6 49 n 1 4 3 4 61 3 7 1 0 一0 3 口2 一3 3 4 15 5 6 1 0 一0 4 口3 7 5 8 95 2 7x l o 一0 6 8 4 一8 6 3 83 6 4 1 0 一册 口5 4 7 8 87 6 9 1 0 1 0 d 6 一1 0 2 l5 9 4 1 0 1 2 6 0 0 1 3 28 1 71 6 1 4 1 9 58 9 2 6 2 3 7 5 46 5 3 1 0 0 4 6 3 2 0 0 87 3 5 1 0 0 6 6 4 1 6 7 59 6 2 1 0 一 6 5 一6 2 5 64 1 0 1 0 川 适用范围 0 7 0m p a p 3 1 0m p a 2 0 舻 1 1 0 绝对误差i 萨i 一 0 0 1 k j k g 相对 误差 8 矗 5 o 1 0 2 1 8 给水密度与压力 温度的关系多项拟合式 p g s 口6 f 口5 f 4 f 3 n 2 o l f 铲 口o p 铲 6 6 东 6 5 毫 6 瑶 6 痞 6 2 乞 6 1 铲 6 0 2 1 2 赤 2 式中 o o 0 5 6 52 3 72 5 1 口l 一1 1 0 59 5 37 6 1 0 0 2 口2 4 1 9 32 1 99 6 l o 0 4 口3 一8 9 2 85 1 88 5 1 0 0 6 下转第4 2 页 万方数据 4 2工业锅炉 2 0 0 9 年第6 期 总第1 1 8 期 k w h 1 2 蓄热式电热锅炉系统在酒店行业中的应用 上海某大酒店燃油锅炉改造项目中 该大酒店 对其酒店和印刷厂原用2l h 4 h 各1 台燃油锅 炉 4 台8m 3 热交换器及供热水系统用d r s0 4 0 0 9 1 炉 和d r so 1 6 8 珈 0 9 2 炉 蓄热式电热 热水锅炉和蓄热水箱替换 解决了每天近6 0 0 多人 生活用热水问题 收到了良好的效果 该工程于2 0 0 8 年3 月2 0 日正式动工 6 月1 5 日部分供热水 7 月1 5 日工程竣工验收合格 经半 年运行 工作正常 满足热水供应要求 收到了明显 的效果 在节能方面具体效果如下 从2 0 0 8 年6 月至1 1 月 六个月共节约轻柴 油7 94 8 0 蚝 按每吨油价平均70 0 0 元计 节约燃油 费人民币5 5 63 6 0 元 使用低谷电优惠电价每度电价o 3 1 元 工 作时间2 2 0 0 至次日6 0 0 在6 一9 四个月1 2 0 天里 l4 电热锅炉平均每天 投运3 0 0k w h 2 电热锅炉平均每天投运1 2 4 k w h 在1 0 月 1 1 月二个月6 0 天里 1 电热锅炉平均 每天投运4 0 0k w h 2 电锅炉平均每天投运1 6 8 k w h 上接第3 8 页 口4 1 0 7 31 2 32 5 1 0 一川 口s 一6 6 4 93 1 79 2x 1 0 一1 0 口6 1 6 5 97 9 79 l 1 0 1 2 6 0 9 9 9 7 8 92 6 6 6 3 7 07 6 06 1 0 6 2 8 5 0 41 2 72 l o 一0 3 6 3 7 2 7 13 7 45 1 0 一0 5 6 4 5 6 9 15 6 08 l o 一0 7 6 2 7 1 09 5 76 1 0 0 9 6 6 一5 7 1 73 5 93 l o 1 2 适用范围 0 7 0m p a p 3 1 0m p a 2 0 黟 1 1 0 绝对误差i p i 0 0 1k g m 3 相对 误差 劬 一 5 7 1 0 3 应用 本文给出的饱和蒸汽的干饱和蒸汽焓 饱和水 焓 汽化潜热 比蒸发焓 饱和水比容 干饱和汽比 容 给水焓 给水密度拟合计算公式 使用范围已经 包含了当前饱和蒸汽的工业锅炉参数范嗣 获得的 计算结果非常满意 相对误差均控制在十万分之 2 6 以内 完全适用于工程计算 尤其是计算机的 运行费用 o 3 1 4 2 4 8 1 2 0 o 3 1 5 6 8 8 x 6 0 1 2 61 8 2 4 8 45 1 8 4 2 1 07 0 0 8 元 从2 0 0 8 年6 月改用蓄热式电热锅炉系统至 2 0 0 9 年7 月 一年共节约轻柴油1 9 7t 除去电热锅 炉电费2 4 1 万元 平均每年节省运行费用8 0 万元 2 结束语 开展 节能减排 工作 是一项 利在当代 功在 千秋 伟大事业 为了把这项工作做得更好 特别 提出以下几点建议 1 在国家发改委领导下 组织国家电力公司 国家环保总局 国家质量技术监督检验检疫总局 在 全国各地开展检查分时电价的落实情况 把可改造 的小型燃煤 燃油工业锅炉进行统计 计算出这些锅 炉每年燃料的消耗量 低谷电的需用量以及可减少 c o s o 和粉尘污染物的排放量 对现有的锅炉用 户实施诊断 有条件的应向他们提供最佳的改造方 案 计算改造后经济效益与社会效益 通过政府给予 适当的经济奖励的方式鼓励改造 2 在 十二五 规划期间内 把2 0 约8 万 台 的小型工业锅炉有序的组织改造 新增的锅炉 如有条件的 建议尽量采用蓄热式电热锅炉系统 盈 普及使用 如将公式编入e x c e l 则更加方便求得结 果 以替代查阅水蒸气的曲线图和数据表 瞄 参考文献 1 机械工程师手册 第二版编辑委员会 机械t 程师手册 第二版 m 北京 机械工业出版社 2 0 0 0 1 0 7 3 一1 0 7 4 1 0 7 6 2 王明杰泽 节能实用手册 m 湖南 湖南科学出版社 1 9 8 4 1 4 7 3 赵钦新 等 工业锅炉安全经济运行 m 北京 中国标 准m 版社 2 0 0 3 2 9 2 2 9 3 4 德 w 瓦格纳a 克鲁泽著 项经卫译 水和蒸汽的性 质 m 北京 科学出版社 2 0 0 3 5 9 6 l 1 0 6 一1 3 1 5 美 p e 李雷著 黄晓琴等译 s c h a u m o u d i n e s 全美 经典学习指导系列2 0 0 0t 程热力学习题精解 m 北 京 科学出版社 2 0 0 2 1 0 9 一1 1 0 6 中华人民共和国电力工业部 电力网和火力发电厂省煤 节电工作条例 m 电力工业出版社 1 9 8 0 1 9 7 苏 b m 特列姆鲍夫利亚等 锅炉设备热工试验 m 北京 电力工业出版社 1 9 8 2 2 0 6 万方数据 水和蒸汽比焓 比容拟合式在饱和蒸汽工业锅炉上的应用水和蒸汽比焓 比容拟合式在饱和蒸汽工业锅炉上的应用 作者 辛少杰 虞亚辉 潘玉明 董勤霞 余岳峰 罗永浩 xin shao jie yu ya hui pan yu ming dong qin xia yu y