蒸汽压缩机的热力计算软件

陆建军，刘德泼



蒸汽压缩机的热力计算软件

陆建军，刘德泼

（江苏金通灵流体机械科技股份有限公司，江苏 南通 226000）

为了提高离心式蒸汽压缩机选型设计开发效率，提高市场响应度和热力换算的准确性，在IAPWS-IF97标准基础上，针对热力过程的分段计算、迭代计算要求，开发了模块化、对话框式应用程序，成功应用于实际工程中，具有一定的实用性和准确度。

IAPWS-IF97标准；VBA；蒸汽压缩机；MVR

VACP软件蒸汽压缩机热力计算软件，是基于国际水和水蒸汽性质协会提供的1997年工业用计算模型（简称“IAPWS-IF97”）的基础上，结合金通灵公司产品设计计算库文件进行开发。VACP软件蒸汽的热力计算用Excel Visual Basic for Application（VBA for Excel）编制的水和水蒸汽热力性质计算软件。

VBA是微软开发的一种应用程式视觉化通用的自动化（OLE）任务编程语言，主要用来扩展Windows的应用程序功能，特别是Microsoft Office软件。VBA语音简单、开发速度快，窗体制作的效率支持调用Windows底层API，可嵌入在office应用软件之中，与应用软件有很好的接口。程序死循环时可以终止应用程序而不必关闭应用软件，可以即时进行跟踪调试，但程序的安全性低，密码容易被破解，适用于企业管理的及工程技术开发程序。

1 VACP软件的功能

VACP软件计算软件的基本功能是计算水和水蒸汽的压强、温度、比容、比熵、比焓、定压热容、定容热容、过热焓、减温水量、压比、等熵效率、叶轮直径、转速轴功率等，同时以word格式直接输出计算结果。该软件具有计算速度快、计算精度高等优点，其已经成为公司蒸汽压缩机产品热力计算、设计选型、模化计算软件。VACP软件登录界面如图1所示，采用密码保护，有效保护了知识产权。参数输入界面如图2所示，根据温度数据，直接计算对应温度下对应的饱和蒸汽压力、密度、比容、焓、熵。根据蒸发量和对应的密度，计算体积流量。

2 VACP软件的适用范围

VACP软件的适用范围具体为：IAPWS-IFC97公式把水和蒸汽分为2区、3区和4区3个区域，描绘了温度（0 ℃<<393.946 ℃）；压强（611.657×10-6MPa<<22.064 MPa）的范围水和水蒸汽的性质、状态，极限参数对应的界面如图3所示。

图1 登录界面

图2 选型参数输入界面

3 VACP软件在MVR系统的应用

机械蒸汽再压缩-MVR（Mechanical Vapor Re-compression），是指将蒸发（蒸馏等）过程的二次蒸汽(温度低、压力低)用压缩机进行压缩，提高其温度、压力，重新作为热源加热需要被蒸发的物料，从而达到循环利用蒸汽的目的。MVR系统中核心部件是蒸汽压缩机，针对MVR系统蒸汽压缩机的所输送的气体的为饱和和过热水蒸汽的特征，VACP软件仅对IAPWS-IFC97公式在2区采用吉布斯自由焓（，），在3区采用亥姆霍兹自由能（，），在4区（饱和线）采用饱和压力（）公式，的气体特性进行计算。

图3 选型参数输入界面2

注：进气温度0.01 ℃=273.16 K；饱和蒸汽压力611.657×10-6MPa；出气温度373.945 812 ℃=647.095 812 K；饱和蒸汽压力22.063 95×10 MPa。

4 结束语

通过对水蒸汽0.01～373.945 812 ℃的计算，验证了VACP软件中水蒸汽热力计算模块子程序计算结果与IAPWS-IFC97标准的温度误差小于0.036 7 %，压力误差小于0.000 226 7 %，计算精度高。水蒸汽热力计算模块中包含了大量的循环和迭代运算，由各子程序执行，提高了运算效率。基于VBA开发的对话框式应用程序操作简单，根据对话框提示输入参数，直接计算出蒸汽压缩机热力计算所需的参数，转入压缩机参数计算模块，操作界面简单。

［1］王培红，贾俊颖，程懋华，等.水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式的通用计算模型［J］.动力工程，2001，21（6）：1564-1567.

2095－6835（2018）21－0054－01

TH442

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.054

陆建军（1969—），男，副总工程师，研究领域为离心压缩机的气动设计和结构研发。

〔编辑：严丽琴〕