Файл: Системы пароснабжения промышленного предприятия.docx

Гидравлический расчет паропроводов в общем случае, производят с учетом изменения состояния пара за счет падения его давления при движении по трубопроводу и падения температуры за счет потерь теплоты в окружающую среду.

В настоящей работе рассматривается только фактор падения давления, как оказывающей решающее значение на изменение состояния пара и выбор диаметров трубопроводов при транспортировании пара на умеренные расстояния.

Состояние пара принимают для каждого расчетного участка при его средней плотности на данном участке.

Так как давление пара, в свою очередь, зависит от гидравлических потерь, расчёте паропроводов ведут методом последовательных приближений. Задаваясьпотери давления на участке, находят давление в конце рассчитываемого участка и для полученного значения находят плотность пара.

С достаточной степенью точности плотность пара на участке определяют по формуле:

, кг/м³ (3.1)

где ρ_н и ρ_к – плотность пара в начале и конце расчетного участка, кг/м³.

Удельную потерю давления на трение в паропроводах определяют по располагаемому перепаду давления.

Располагаемую удельную потерю давления на трение определяют по формуле:

, Па/м, (3.2)

где Р_н - давление пара на выходе из источника теплоты или в точке подключения ответвления, МПа;

Р_к - давление пару потребителей, Мпа;

– суммарная длина участков рассчитываемой магистрали или ответвления, м;

α – коэффициент. учитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях.

Однако необходимо иметь в виду, что приближенный метод оценки доли потерь на местные сопротивления через коэффициент α используется только для определения располагаемой удельной потери давления на трение, используемой в дальнейшем для подбора диаметра паропровода и потерь давления на трение.

Для определении потерь давления в местных сопротивлениях необходимо сначала найти сумму коэффициентов местных сопротивлений для каждого участка, затем, в зависимости от диаметра трубопровода, выписать значения эквивалентной местным сопротивлениям длины L_э, при Σξ=1, умножить эту длину на сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке. Прибавив полученную величинуL_э участка к длине участка, взятой с расчетной схемы, получаем расчетную длину участка L_пр.

Гидравлический расчет паропроводов можно проводить как по таблицам, так и по номограммам, составляемым для определенных плотностей теплоносителя ρ, абсолютной эквивалентной шероховатости К_э, и диаметров трубопроводов D_в.

При гидравлическом расчете паровой сети К_э, принимают равной 0,0002 м.

Расчет производят согласно расчетной схеме паропровода, представленной на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема паропровода

Расчёт участка №1

Ориентировочное значение удельной потери давления:

Начальное давление пара: Рн = 0,6 Мпа

Плотность пара: ρ_н = 3,68 кг/м³

Конечное давление пара: Р_к = 0,6·10⁶ – 598,048·11,66·(1+0,6) = 0,589 МПа

Плотность пара: ρ_к = 3,11 кг/м³

Рассчитываем среднюю плотность пара:

ρ_ср =

= 3,14 кг/м³

Пересчитываем располагаемое удельное падение давления на табличную плотность:

.

Для значения

= 766,478 Па/м и расхода на участке №1 5390 кг/ч=1,5 кг/с= 5,39 т/ч находим диаметр паропровода D = 50 мм, W_т = 0,8 м/с, R_т = 230,54 Па/м.

Определяем действительные потери давления:

R = 230,54·

Па/м

Местные сопротивления на участках сведены в таблицу 3.2.

Суммарная эквивалентная длинна на участке №1: l_экв = 1·11,66 = 11,66 м.

Приведенная длина участка l_пр = 11,66 + 2,96 = 14,62 м.

Потери давления на трение и в местных сопротивлениях:

ΔР = 203,32·17 = 3456,44 Па = 0,00346 МПа

Давление пара в конце участка: Р_к = 0,6 – 0,00263 = 0,5974 МПа

Этому давлению соответствует плотность пара ρ_к = 3,16 кг/м³

Фактическая средняя плотность пара: ρ_ср =

= 3,165 кг/м³

Величина расхождения

·100% = 0,8 %, что не превышает допустимые 5%.

Расчет 1 участка считаем законченным.

Дальнейший расчет участков производим аналогичным способом.

Гидравлический расчет сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Гидравлический расчет паропровода

Таблица 3.2

№ участков	dу,мм	Местные сопротивления	Коэффициент местного сопротивления	lэкв, м	l’экв, м
1	2	3	4	5	6
Магистраль
1	50	отвод 90;тройник на проход	1,6	1,85	2,96
2	50	отвод 90; тройник на проход;П-образный компенсатор	4	1,85	7,4
3	50	П-образный компенсатор	2,4	1,85	4,44
4	50	отвод 90;	0,6	1,85	1,11
5	40	П-образный компенсатор (2шт)	4,8	1,37	6,576
6	40	отвод 90; П-образный компенсатор (2 шт); задвижки	5,9	1,37	8,08
Ответвление
7	25	тройник на ответвление;задвижки	2	0,84	1,68
8	50	тройникна ответвление; П-образный компенсатор;тройник на проход	4,9	1,85	9,065
9	40	П-образный компенсатор (3шт); тройник на проход	8,2	1,37	11,234
10	40	задвижка;	0,5	1,37	0,69
11	25	тройник на ответвление;задвижки	2	0,84	1,68
12	40,00	задвижки	0,5	1,37	0,69

4. Гидравлический расчет конденсатопровода

В зависимости от условия работы конденсатопроводы делятся на сборные и напорные.

После того как пар в теплообменном аппарате отдаст скрытую теплоту парообразования и сконденсируется, он через конденсатоотводчик поступает в сборный конденсатопровод. При этом температура пара и конденсата, находящихся в одном объеме в пароиспользующем аппарате при постоянном давлении, остается неизменной и равной температуре насыщения. Соответственно конденсат и после конденсатопроводчика имеет температуру выше 100 ͦ С. При движении такого конденсата через конденстоотводчик из-за имеющих место гидравлических сопротивлений происходит снижение давления в конденсатопроводе вследствие чего является вторичное вскипание конденсата с образованием пара.

Такой же процесс вторичного парообразования происходит и далее при движении конденсата по трубопроводу так же вследствие падения давления. В результате по конденсатопроводу движется пароводяная смесь, плотность которой зависит от начальной температуры конденсата, протяжённости конденсатной сети. Количества местных сопротивлений, но она всегда меньше плотности воды.

Обычно в таком режиме работают конденсатопроводы, по которымне переохлаждённый конденсат от потребителей поступает в сборный бак, где поддерживается температура несколько ниже 100 ͦ С.

При гидравлическом расчете конденсатопровода не переохлаждённого конденсата необходимо учитывать среднюю плотность пароводяной смеси на рассчитываемом участке.

Количество пара вторичного вскипания определяется по падении энтальпии конденсата.