1吨蒸汽需要75方天然气，怎么算？

江南

1吨蒸汽需要75方天然气，怎么算？

摘要：燃气公司一直寻找优质的锅炉合作伙伴推荐与客户，实现多赢。选定合作厂商的最重要标准之一：锅炉设备的效率高。然而对于每个锅炉客户，因生产工艺不同，蒸汽利用情况不同，导致回水的温度和流量不同，进而锅炉给水温度不同。所以，不同客户即使采用同样效率的锅炉，每吨蒸汽需用天然气量也可能不相等。为了在向客户推荐锅炉时，可以根据客户的工艺流程，快速给出客户具体的蒸汽吨耗数值，需要一个简易工具供市场人员查阅使用。为此，本文通过理论分析，计算了锅炉在不同的给水温度、天然气热值、锅炉效率、蒸汽压力下产生1t蒸汽需要的天然气量，并以此编制了一个excel计算模板，并通过实际案例检验了该模板的正确性，为市场人员快速给出锅炉蒸汽吨耗给出实际参考。

关键词：锅炉  蒸汽吨耗  效率  用气量

1 背景：锅炉厂家耗能数据的重要性

煤价持续下跌，天然气经过多次调价整体逆势上涨，煤与天然气之间的价格差距进一步扩大，使得将“煤改气”作为工作主题的燃气公司面临更大的挑战。“使煤用户进行天然气改造后单位产品的燃料成本增加值最少”这一话题，既符合客户的利益需求，又能为燃气公司的可持续发展提供数据支撑。而降低客户的燃料成本，在气价不变更的前提下，只能通过降低用户的产品能耗来达到，因此多地燃气公司寻找并筛选一些高效能设备推荐与客户。

恰逢今年多地开展锅炉“煤改气”项目，许多锅炉厂家会提到锅炉热效率问题，但由于客户的工艺需求不同，蒸汽利用情况不同，所以无法只按照锅炉效率折算客户蒸汽吨耗。为此本文通过理论分析，计算了锅炉在不同的给水温度、天然气热值、锅炉效率、蒸汽压力下产生1t蒸汽需要的天然气量，并以此编制了一个excel计算模板。并且使用某厂商已运行案例的数据检验了模板的正确性，为燃气市场人员通过锅炉效率、客户需求更精准地计算出蒸汽吨耗提供了参考模式，也为客户对锅炉“煤改气”后的实际运行成本提供数据基础。

2 蒸汽锅炉热效率

蒸汽锅炉的热效率计算方式有如下两种：

正平衡法：

                        
     

反平衡法：

从公式可以看出，正平衡法需要的数据个数少，较容易获得，因此本文以正平衡法推算燃料使用量。

燃料使用量：

可见，锅炉天然气使用量与蒸发量、蒸汽热量、给水热量、天然气低位热值、锅炉效率有关，确定这些参数，即可得到锅炉蒸汽吨耗。

3 蒸汽锅炉中水的定压加热过程

水的定压加热过程：过冷水→饱和水→湿饱和蒸汽→干饱和蒸汽→过热蒸汽[1]。

A状态，水温低于饱和温度，称为过冷水；

B状态，水温达到压力P对应的饱和温度ts，称为饱和水；

C状态，水开始沸腾汽化，温度仍然为ts，这种蒸汽和水的混合物称为湿饱和蒸汽；

D状态，水全部变成蒸汽，温度仍然为ts，这时的蒸汽称为干饱和蒸汽；

E状态，蒸汽温度升高t＞ts，这时的蒸汽称为过热蒸汽。

        表1 等压力时，不同加热状态的焓值

状态	A	B	C	D	E
焓	与水温有关	查表获得	与B、D的焓值，以及水蒸汽的比例有关	查表获得	与蒸汽温度有关

锅炉中水的加热过程是定压过程，在满负荷工作时，通过精准自动控制，可近似认为锅炉出口的蒸汽恰好处于D状态。

因此，1t的水从进水加热到饱和蒸汽需要的热量为A→D状态的热量差：

QA→D=HD-Q0℃→A

4 蒸汽锅炉吨耗计算

暂选取蒸汽锅炉常用压力10bar、给水温度50℃进行计算。

查表，相应的值见表2。

               表2 10bar时的焓值

压力/bar	饱和温度tS/℃	D状态焓hD/（kJ/kg）
10	180.0	2778

锅炉给水温度为tA。

计算的参考数据如下：

当燃气热值8300Kcal/m3=8300×4.18KJ/m3，锅炉效率93%时，计算10bar压力下天然气的体积数见表3。

               表3 10bar时的天然气体积数计算

压力/bar	HD/MJ	Q0℃→A/MJ	QA→D/MJ	锅炉蒸汽吨耗/m3
10	2778	209	2569	79.6

4 锅炉蒸汽吨耗的计算模板建立

4.1 模板建立

根据锅炉蒸汽吨耗计算方式，编制计算模板，模板的流程如图2，具体的成型模板图如图3所示。

4.2 模板检验

从某客户处获得XX厂商的实际运行数据见表4，红色标注数据为计算需要的输入数据。据厂家称，XX锅炉运行效率为93%，在锅炉运行效率框内输入93%，计算结果为：锅炉蒸汽吨耗77.6m3，实际的及计算结果见图4，与表4的实际蒸汽吨耗数据78m3（蓝色数据）相差0.5%，证明所编制模板正确，具有实际参考意义。

图4 试算结果

5 结论

对于同一客户，锅炉效率越高，蒸汽吨耗越低。然而不同客户，因工艺需求、蒸汽利用及凝水回收情况均不相同，蒸汽吨耗数值具有独特性，因此，建立一个锅炉效率与用气量的计算模板非常重要，为燃气公司市场人员快速向客户提供运行数据提供实际参考。

参考文献

[1]朱明善.工程热力学[M].清华大学出版社.1995.

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jasonsun1978

毛估估也要84方吧