ویژگی های رویکرد طراحی و بهره برداری از خطوط لوله بخار برای بخار مرطوب و فوق گرم. توصیه هایی برای طراحی و نصب سیستم های بخار میعانات

فرمول محاسبه به شرح زیر است:

جایی که:
D - قطر خط لوله، میلی متر

Q - نرخ جریان، m3/h

v - سرعت جریان مجاز بر حسب متر بر ثانیه

حجم مخصوص بخار اشباع در فشار 10 بار 0.194 m3/kg است، به این معنی که دبی حجمی 1000 کیلوگرم در ساعت بخار اشباع در 10 bar برابر با 1000x0.194=194 m3/h خواهد بود. حجم مخصوص بخار فوق گرم در 10 بار و دمای 300 درجه سانتیگراد برابر با 2579/0 متر مکعب بر کیلوگرم است و دبی حجمی با همان مقدار بخار در حال حاضر 258 متر مکعب در ساعت خواهد بود. بنابراین، می توان استدلال کرد که همان خط لوله برای انتقال بخار اشباع و بخار فوق گرم مناسب نیست.

در اینجا چند نمونه از محاسبات خط لوله برای محیط های مختلف آورده شده است:

1. متوسط ​​- آب. بیایید یک محاسبه با دبی حجمی 120 متر مکعب بر ساعت و سرعت جریان v=2 متر بر ثانیه انجام دهیم.
D= = 146 میلی متر.
یعنی یک خط لوله با قطر اسمی DN 150 مورد نیاز است.

2. متوسط ​​- بخار اشباع. بیایید یک محاسبه برای پارامترهای زیر انجام دهیم: جریان حجمی - 2000 کیلوگرم در ساعت، فشار - 10 بار در سرعت جریان - 15 متر بر ثانیه. مطابق با حجم مخصوص بخار اشباع در فشار 10 بار 0.194 متر مکعب در ساعت است.
D= = 96 میلی متر
یعنی یک خط لوله با قطر اسمی DN 100 مورد نیاز است.

3. متوسط ​​- بخار فوق گرم. بیایید یک محاسبه برای پارامترهای زیر انجام دهیم: جریان حجمی - 2000 کیلوگرم در ساعت، فشار - 10 بار با سرعت جریان 15 متر بر ثانیه. حجم ویژه بخار فوق گرم در فشار و دمای معین، به عنوان مثال، 250 درجه سانتیگراد، 0.2326 متر مکعب در ساعت است.
D= = 105 میلی متر.
یعنی یک خط لوله با قطر اسمی DN 125 مورد نیاز است.

4. متوسط ​​- میعانات. که در در این موردمحاسبه قطر یک خط لوله (خط لوله میعانات) دارای یک ویژگی است که باید هنگام انجام محاسبات مورد توجه قرار گیرد، یعنی: باید سهم بخار حاصل از تخلیه را در نظر گرفت. میعانات با عبور از تله میعانات و ورود به خط لوله میعانات، در آن تخلیه می شود (یعنی متراکم می شود).
سهم بخار حاصل از تخلیه با فرمول زیر تعیین می شود:
سهم بخار حاصل از تخلیه = ، جایی که

h1 آنتالپی میعانات در مقابل تله بخار است.
h2 آنتالپی میعانات در شبکه میعانات در فشار مربوطه است.
r گرمای تبخیر در فشار مربوطه در شبکه میعانات است.
با استفاده از یک فرمول ساده شده، سهم بخار حاصل از تخلیه به عنوان اختلاف دما قبل و بعد از تله میعانات x 0.2 تعیین می شود.

فرمول محاسبه قطر خط لوله میعانات به صورت زیر است:

D= ، جایی که
DR - سهم تخلیه میعانات
Q - مقدار میعانات، کیلوگرم در ساعت
v” - حجم خاص، m3/kg
اجازه دهید خط لوله میعانات را برای مقادیر اولیه زیر محاسبه کنیم: جریان بخار - 2000 کیلوگرم در ساعت با فشار - 12 بار (آنتالپی h'=798 کیلوژول بر کیلوگرم)، تخلیه تا فشار 6 بار (آنتالپی h'=670 کیلوژول/ کیلوگرم، حجم ویژه v" = 0.316 m3/kg و گرمای چگالش r=2085 kJ/kg)، سرعت جریان 10 m/s.

سهم بخار حاصل از تخلیه = = 6,14 %
مقدار بخار تخلیه شده برابر خواهد بود: 2000 x 0.0614 = 123 کیلوگرم در ساعت یا
123x0.316= 39 m3/h

D= = 37 میلی متر
یعنی یک خط لوله با قطر اسمی DN 40 مورد نیاز است.

نرخ جریان مجاز

نشانگر سرعت جریان یک شاخص به همان اندازه مهم هنگام محاسبه خطوط لوله است. هنگام تعیین نرخ جریان، عوامل زیر باید در نظر گرفته شود:

کاهش فشار در نرخ های جریان بالا، قطر لوله های کوچکتر را می توان انتخاب کرد، اما این منجر به کاهش فشار قابل توجهی می شود.

هزینه های خط لوله دبی پایین منجر به انتخاب قطر لوله های بزرگتر می شود.

سر و صدا. سرعت جریان بالا با افزایش اثر نویز همراه است.

پوشیدن. نرخ جریان بالا (به ویژه در مورد میعانات) منجر به فرسایش خطوط لوله می شود.

به عنوان یک قاعده، علت اصلی مشکلات زهکشی میعانات دقیقاً قطر کم خطوط لوله و انتخاب نادرست زهکشی میعانات است.

پس از تخلیه میعانات، ذرات میعانات که با سرعت بخار ناشی از تخلیه از طریق خط لوله حرکت می کنند، به خم می رسند، به دیواره خروجی چرخشی برخورد می کنند و در خم تجمع می یابند. پس از این، آنها با سرعت زیاد در امتداد خطوط لوله رانده می شوند که منجر به فرسایش آنها می شود. تجربه نشان می دهد که 75 درصد نشتی ها در خطوط کندانس در خم لوله ها اتفاق می افتد.

برای کاهش احتمال فرسایش و آن تاثیر منفی، برای سیستم های دارای تله بخار شناور لازم است سرعت جریان حدود 10 متر بر ثانیه و برای سیستم هایی با انواع دیگر تله بخار - 6-8 متر بر ثانیه محاسبه شود. هنگام محاسبه خطوط لوله میعانات گازی که در آنها بخار ناشی از تخلیه وجود ندارد، بسیار مهم است که محاسباتی را برای خطوط لوله آب با سرعت جریان 1.5 - 2 متر بر ثانیه انجام دهید و در بقیه موارد، سهم بخار حاصل از تخلیه را در نظر بگیرید.

جدول زیر نرخ جریان را برای برخی رسانه ها نشان می دهد:

چهار شنبه	گزینه ها	سرعت جریان m/s
بخار	تا 3 بار	10-15
	3-10 بار	15-20
	10 - 40 بار	20-40
میعانات	خط لوله با میعانات گازی پر شده است
	Condensato- مخلوط بخار	6-10
آب را تغذیه کنید	خط مکش	0,5-1
	لوله تامین

از فرمول (6.2) مشخص است که افت فشار در خطوط لوله مستقیماً با چگالی مایع خنک کننده متناسب است. دامنه نوسانات دما در شبکه های گرمایش آب در این شرایط، چگالی آب برابر است.

چگالی بخار اشباع در 2.45 است. حدود 400 برابر کمتر

بنابراین، سرعت مجاز حرکت بخار در خطوط لوله به طور قابل توجهی بیشتر از شبکه های گرمایش آب (حدود 10-20 برابر) فرض می شود.

ویژگی متمایز محاسبه هیدرولیکخط لوله بخار نیاز به در نظر گرفتن هنگام تعیین تلفات هیدرولیکی است تغییرات در چگالی بخار

هنگام محاسبه خطوط لوله بخار، چگالی بخار بسته به فشار طبق جداول تعیین می شود. از آنجایی که فشار بخار به نوبه خود به تلفات هیدرولیکی بستگی دارد، خطوط لوله بخار با استفاده از روش تقریب های متوالی محاسبه می شوند. ابتدا تلفات فشار در منطقه مشخص می شود، چگالی بخار از فشار متوسط ​​تعیین می شود و سپس تلفات فشار واقعی محاسبه می شود. اگر خطا غیرقابل قبول باشد، یک محاسبه مجدد انجام می شود.

هنگام محاسبه شبکه های بخار، مقادیر مشخص شده عبارتند از نرخ جریان بخار، فشار اولیه آن و فشار لازم قبل از نصب با بخار.

افت فشار خاص موجود در بخش های طراحی اصلی و جداگانه، با افت فشار موجود تعیین می شود:

, (6.13)

طول بزرگراه اصلی سکونتگاه کجاست؟ متر; مقدار شبکه های بخار منشعب شده 0.5 در نظر گرفته می شود.

قطر خطوط لوله بخار با توجه به نوموگرام (شکل 6.3) با زبری لوله معادل انتخاب می شود. میلی مترو چگالی بخار کیلوگرم بر متر 3. ارزش های واقعی R Dو سرعت بخار از میانگین چگالی بخار واقعی محاسبه می شود:

کجا و ارزش ها آرو از شکل پیدا شده است. 6.3. در همان زمان، بررسی می شود که سرعت بخار واقعی از حداکثر تجاوز نکند ارزش های قابل قبول: برای بخار اشباع ام‌اس; برای گرم شدن بیش از حد ام‌اس(مقادیر در عدد برای خطوط لوله بخار تا قطر 200 پذیرفته می شود. میلی متر، در مخرج - بیش از 200 میلی متر، برای خم ها این مقادیر را می توان 30٪ افزایش داد.

از آنجایی که مقدار در ابتدای محاسبه ناشناخته است، با توضیح بعدی با استفاده از فرمول داده می شود:

, (6.16)

جایی که ، وزن مخصوصزوج در ابتدا و انتهای بخش.

کنترل سوالات

1. محاسبات هیدرولیکی خطوط لوله شبکه گرمایش چیست؟

2. زبری معادل نسبی دیواره خط لوله چقدر است؟

3. وابستگی های محاسباتی اصلی را برای محاسبه هیدرولیکی خطوط لوله یک شبکه گرمایش آب ارائه دهید. افت فشار خطی خاص در یک خط لوله چقدر است و ابعاد آن چقدر است؟

4. ارائه داده های اولیه برای محاسبه هیدرولیکی یک شبکه گرمایش آب منشعب. ترتیب معاملات تسویه حساب فردی چیست؟

5. محاسبه هیدرولیک شبکه گرمایش بخار چگونه انجام می شود؟

افت فشار در خط لوله، از جمله، به سرعت جریان و ویسکوزیته محیط جریان بستگی دارد. چگونه مقدار بیشتربخار عبوری از یک خط لوله با قطر اسمی معین، اصطکاک بیشتر در برابر دیواره های خط لوله است. به عبارت دیگر، هر چه سرعت بخار بیشتر باشد، مقاومت یا افت فشار در خط لوله بیشتر می شود.

میزان افت فشار با هدف بخار تعیین می شود. اگر بخار سوپرهیت از طریق خط لوله به توربین بخار، سپس تلفات فشار باید تا حد امکان حداقل باشد. چنین خطوط لوله بسیار گرانتر از خطوط معمولی هستند و قطر بزرگتر به نوبه خود منجر به هزینه های قابل توجهی بالاتر می شود. محاسبه سرمایه گذاری بر اساس زمان بازگشت (دوره بازپرداخت) سرمایه سرمایه گذاری در مقایسه با سود حاصل از بهره برداری از توربین است.

این محاسبه نباید بر اساس میانگین بار توربین، بلکه صرفاً بر اساس بار اوج آن باشد. برای مثال، اگر اوج بار 1000 کیلوگرم بخار در عرض 15 دقیقه رخ دهد، خط لوله باید توان عملیاتی 60/15 x 1000 = 4000 کیلوگرم در ساعت.

محاسبه

فصل بعدی - کار با میعانات - روش محاسبه قطر خطوط لوله میعانات را توضیح می دهد. در محاسبات خطوط لوله بخار-هوا و آب تقریباً همان اصول اولیه اعمال می شود. برای جمع بندی این مبحث، در این بخش محاسباتی برای تعیین قطر لوله های بخار، هوا و آب ارائه می شود.

هنگام محاسبه قطر، از فرمول زیر به عنوان اصلی استفاده می شود:

Q = سرعت جریان بخار، هوا و آب بر حسب متر مکعب بر ثانیه.

D = قطر خط لوله بر حسب متر.

v = سرعت جریان مجاز بر حسب متر بر ثانیه.

D = قطر لوله میعانات گازی بر حسب میلی متر.

Q = سرعت جریان بر حسب متر 3 در ساعت.

V = سرعت جریان مجاز بر حسب متر بر ثانیه.

محاسبات خط لوله همیشه با جریان حجمی (m 3 / h) و نه با جریان جرمی (کیلوگرم در ساعت) انجام می شود. اگر فقط دبی جرمی مشخص باشد، برای تبدیل kg/h به m3/h باید حجم مخصوص را مطابق جدول بخار در نظر گرفت.

حجم مخصوص بخار اشباع در فشار 11 بار 0.1747 متر مکعب بر کیلوگرم است. بنابراین، سرعت جریان حجمی از 1000 کیلوگرم در ساعت بخار اشباع در 11 بار 1000 * 0.1747 = 174.7 متر مکعب در ساعت خواهد بود. اگر ما در مورد همان مقدار بخار فوق گرم در فشار 11 بار و 300 درجه سانتیگراد صحبت می کنیم، حجم مخصوص 0.2337 متر مکعب بر کیلوگرم و سرعت جریان حجمی 233.7 متر مکعب در ساعت خواهد بود. بنابراین، این بدان معنی است که یک خط بخار نمی تواند به همان اندازه برای انتقال همان مقدار بخار اشباع و بخار فوق گرم مناسب باشد.

همچنین در مورد هوا و سایر گازها، محاسبه باید با در نظر گرفتن فشار تکرار شود. تولید کنندگان تجهیزات کمپرسور ظرفیت کمپرسور را بر حسب متر مکعب بر ساعت نشان می دهند که به معنای حجم بر حسب متر مکعب در دمای 0 درجه سانتی گراد است.

اگر ظرفیت کمپرسور 600 متر مکعب بر ساعت و فشار هوا 6 بار باشد، دبی حجمی 600/6 = 100 متر مکعب در ساعت است. این همچنین مبنای محاسبات خط لوله است.

نرخ جریان مجاز

دبی مجاز در یک سیستم لوله کشی به عوامل زیادی بستگی دارد.

• هزینه نصب: دبی کم منجر به انتخاب قطر بزرگتر می شود.
• از دست دادن فشار: نرخ جریان بالا اجازه می دهد تا قطر کمتری انتخاب شود، اما باعث کاهش فشار بیشتر می شود.
• سایش: به خصوص در مورد میعانات، دبی بالا منجر به افزایش فرسایش می شود.
• نویز: نرخ جریان بالا باعث افزایش بار نویز می شود، به عنوان مثال. شیر کاهش فشار بخار

جدول زیر داده های استاندارد مربوط به نرخ جریان را برای برخی رسانه های جریان ارائه می دهد.

	هدف	سرعت جریان بر حسب متر بر ثانیه
میعانات	پر شده با میعانات
	مخلوط میعانات و بخار
آب را تغذیه کنید	خط لوله مکش
	لوله تامین
	کیفیت نوشیدن
	خنک کننده
	هوا تحت فشار
* لوله کشی پمپ آب تغذیه: به دلیل دبی کم، افت فشار کم است که از ایجاد حباب های بخار در مکش پمپ آب تغذیه جلوگیری می کند.

محاسبه قطر خط لوله برای آب در 100 متر بر ساعت و سرعت جریان v = 2 متر بر ثانیه.

D = √ 354 * 100/2 = 133 میلی متر. قطر اسمی انتخاب شده DN 125 یا DN 150.

ب) هوای تحت فشار

محاسبه قطر خط لوله برای هوا در 600 متر مکعب بر ساعت، فشار 5 بار و سرعت جریان 8 متر بر ثانیه.

محاسبه مجدد از دبی معمولی 600 m 3 / h تا کار m 3 / h 600/5 = 120 m 3 / h.

D = √ 354 * 120/8 = 72 میلی متر. قطر اسمی DN 65 یا DN 80 انتخاب شده است.

بسته به هدف آب یا هوا، خط لوله DN 65 یا DN 80 انتخاب می شود. باید در نظر داشت که محاسبه قطر خط لوله به طور متوسط ​​​​است و برای وقوع پیک بار ارائه نمی شود.

ج) بخار اشباع

محاسبه قطر خط لوله برای بخار اشباع با سرعت 1500 کیلوگرم در ساعت، فشار 16 بار و سرعت جریان 15 متر بر ثانیه.

با توجه به جدول بخار، حجم مخصوص بخار اشباع در فشار 16 بار v = 0.1237 m 3 / kg است.

D = √ 354*1500*0.1237/15 = 66 میلی متر.

و در اینجا موضوع DN 65 یا DN 80 باید بسته به پیک بار احتمالی حل شود. در صورت لزوم، امکان گسترش نصب در آینده نیز وجود دارد.

د) بخار فوق گرم

اگر در مثال ما بخار تا دمای 300 درجه سانتیگراد بیش از حد گرم شود، حجم ویژه آن با v = 0.1585 m 3 / kg تغییر می کند.

D = √ 354*1500*0.1585/15 = 75 میلی متر، DN 80 انتخاب شده است.

تصویر 4.9 در قالب یک نوموگرام نشان می دهد که چگونه می توان یک خط لوله را بدون انجام محاسبات انتخاب کرد. شکل 4-10 این فرآیند را برای بخار اشباع و فوق گرم نشان می دهد.

ه) میعانات

اگر ما در مورد محاسبه خط لوله برای میعانات بدون بخار (از تخلیه) صحبت می کنیم، محاسبه مانند آب انجام می شود.

میعانات داغ پس از تله میعانات، که وارد خط لوله میعانات می شود، در آنجا تخلیه می شود. فصل 6.0 مدیریت میعانات چگونگی تعیین کسر بخار تخلیه را توضیح می دهد.

قانون محاسبه:

سهم بخار حاصل از تخلیه = (دما قبل از تله بخار منهای دمای بخار بعد از تله بخار) x 0.2. هنگام محاسبه خط لوله میعانات، باید حجم بخار حاصل از تخلیه را در نظر گرفت.

حجم آب باقیمانده در مقایسه با حجم بخار حاصل از تخلیه آنقدر کم است که می توان از آن صرف نظر کرد.

محاسبه قطر خط لوله میعانات گازی برای دبی 1000 کیلوگرم بر ساعت بخار متراکم 11 بار (h1 = 781 کیلوژول بر کیلوگرم) و تخلیه تا فشار 4 بار (h" = 604 کیلوژول بر کیلوگرم، v = 0.4622 m 3 / kg و r - 2133 kJ / kg).

سهم بخار تخلیه شده: 781 - 604 / 100٪ = 8.3٪

مقدار بخار تخلیه نشده: 1000 x 0.083 = 83 kg/h یا 83 x 0.4622 -38 m3/h. کسر حجمی بخار تخلیه نشده حدود 97 درصد است.

قطر لوله برای مخلوط با سرعت جریان 8 متر بر ثانیه:

D = √ 354*1000*0.083*0.4622/8 = 40 میلی متر.

برای یک شبکه میعانات جوی (v" = 1.694 m 3 / kg)، سهم بخار تخلیه نشده است:

781 - 418/2258*100% = 16% یا 160 کیلوگرم در ساعت.

در این مورد، قطر خط لوله:

D = √ 354*1000*0.16*1.694/8 = 110 میلی متر.

منبع: «توصیه هایی برای استفاده از تجهیزات ARI. راهنمای عملیبرای بخار و میعانات. الزامات و شرایط عملیات ایمن. اد. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010"

برای بیشتر انتخاب درستتجهیزات را می توان از طریق ایمیل تماس گرفت. پست الکترونیکی: info@site

معرفی

بخار سوپرهیت نیروگاه حرارتی

کاهش سطح مصرف بخار صنعتی است واقعیت شناخته شدهو یک مشکل جدی برای نیروگاه های حرارتی است، زیرا این امر بارگذاری کامل توربین هایی را که به طور خاص برای این اهداف طراحی شده اند (به عنوان مثال، توربین های انواع PT-60 و PT-80) مشکل ساز می کند. به همان اندازه مشکل جدیهمچنین برای صاحبان خطوط لوله بخار شبکه ارزش دارد، زیرا انتقال نرخ جریان کم بخار مرطوب از طریق بخش های جریان بزرگ خطوط لوله بخار موجود بسیار بی سود است و منجر به تلفات قابل توجهی از بخار و میعانات می شود.

در حال حاضر، اسناد نظارتی درک توسعه یافته ای از ویژگی ها و معیارهای ایمنی چنین حالت های عملیاتی ندارد. بنابراین، صاحبان خطوط لوله بخار، با توجه به تعهدات قانونی، مجبور به ادامه فعالیت خطوط لوله بخار موجود در حالت های کم جریان هستند.

ویژگی های رویکرد طراحی و بهره برداری از خطوط لوله بخار برای بخار مرطوب و فوق گرم

طراحی خطوط لوله بخار که برای تامین بخار در مقیاس صنعتی در نظر گرفته شده است، به عنوان یک قاعده، در ابتدا با این فرض انجام شد که بخار فوق گرم است که حمل می شود. از آنجایی که در شرایط فعلیبخار مرطوب حمل می شود، توصیه می شود دریابید که مهمترین ویژگی های رویکرد طراحی خطوط لوله بخار برای بخار مرطوب و فوق گرم چیست (جدول را ببینید).

خطوط بخار مرطوب	خطوط بخار فوق گرم
به عنوان یک قاعده، آنها طول کوتاهی دارند و عمدتاً در داخل قرار می گیرند محل تولیدبا دمای مثبت	آنها عمدتاً از مناطق باز عبور می کنند و تا چندین کیلومتر گسترش می یابند.
آنها مجهز به سیستم برگشت میعانات هستند که به طور مداوم کار می کند. برای حذف مطمئن میعانات، از شیب های مسیر حدود 4 میلی متر بر متر و همچنین از بخش های عمودی ویژه برای جداسازی جریان های میعانات توسط مناطق زهکشی استفاده می شود. فاصله بین گره های زهکشی 30-50 متر است.	میعانات در حالت های گذرا گرمایش و سرمایش خطوط لوله بخار تشکیل می شود. میعانات به فاضلاب های طوفانی یا صنعتی تخلیه می شود. در طول عملیات عادی خط لوله بخار، سیستم زهکشی خاموش می شود، زیرا فرض بر این است که میعانات در پارامترهای عملیاتی و نرخ جریان بخار تشکیل نمی شود. فاصله بین واحدهای زهکشی توسط ویژگی های زمین و تخمگذار خط لوله بخار تعیین می شود و می تواند از چند صد متر تا یک کیلومتر متغیر باشد. شیب نرمال مسیر 2 میلی متر بر متر در نظر گرفته می شود.
جهت شیب مقاطع افقی به طور کلی باید با جهت حرکت بخار منطبق باشد.	جهت شیب ها نسبت به جهت حرکت بخار اهمیت اساسی ندارد.
در طول کل مسیر، محفظه های مخصوصی با قطر مشابه خط لوله اصلی برای تجمع میعانات، جداکننده هایی برای جذب رطوبت از جریان و همچنین تله های میعانات دائمی تعبیه شده است. در شیب‌های متقابل (اگر نتوان از آنها اجتناب کرد)، تله‌های بخار با افزایش کمتری نسبت به مناطق شیبدار نصب می‌شوند.	معمولاً جیب های مخصوص جمع آوری میعانات، جداکننده ها و تله های میعانات نصب نمی شوند. اگر با این وجود حفره هایی برای انباشت میعانات در طراحی خط لوله بخار گنجانده شود، قطر آنها کوچکتر از قطر خط لوله اصلی بخار در نظر گرفته می شود.
در محل اتصال لوله ها قطرهای مختلفبرای جلوگیری از تجمع موضعی میعانات از آداپتورهای غیرعادی ویژه استفاده می شود.	آداپتورهای هم مرکز نصب شده است.
برای اندازه گیری ویژگی های مورد نیاز جریان بخار مرطوب در مصرف کننده، از ابزارهای خاصی استفاده می شود.	مصرف بخار با استفاده از دبی متر اندازه گیری می شود.

بنابراین، تفاوت های اصلی در ویژگی های طراحی خطوط لوله بخار برای بخار مرطوب و فوق گرم حول شرایط حذف میعانات و همچنین در ویژگی های کاهش تعادل حرارتی متمرکز است.

برای خطوط بخار با بخار مرطوب، همه مسائل مربوط به زهکشی از قبل در نظر گرفته شده است، اما برای خطوط بخار طراحی شده برای انتقال بخار فوق گرم، اما برای انتقال بخار مرطوب استفاده می شود، باید "همانطور که اتفاق می افتد" حل شود. در مورد دوم، یک راه حل رضایت بخش بسیار دشوار و پرهزینه است، زیرا خطوط لوله بخار موجود در حال حاضر در زیرساخت فنی یکپارچه شده اند، ایجاد تغییراتی که (به عنوان مثال، ایجاد شرایط برای بازگشت میعانات) بسیار مشکل ساز است. علاوه بر این، همه مصرف کنندگان مایل به پرداخت خسارات جبران ناپذیری نیستند که همراه با حمل و نقل بخار مرطوب است، اگر این در رابطه قراردادی اولیه پیش بینی نشده بود.

استفاده از خطوط لوله بخار سوپرهیت برای انتقال بخار مرطوب در عمل به شرح زیر است: در حین کار، تمام خطوط زهکشی خط لوله بخار تا حدی باز می شود و میعانات حاصل به طور مداوم به زهکش های طوفان یا فاضلاب صنعتی تخلیه می شود. اگر یک خط لوله بخار از یک منطقه باز عبور کند، استفاده قابل اعتماد از تله های میعانات گازی روی آن (به ویژه با برنامه مصرف ناهموار روزانه بخار) مشکل ساز می شود، زیرا در زمستان آنها به راحتی یخ می زنند و از کار می افتند و اجازه می دهند "نشت بخار" قابل توجهی به داخل لوله شود. جو

درجه باز شدن خطوط زهکشی هر یک و نیم تا دو هفته یکبار توسط پرسنل تعمیر و نگهداری به صورت دستی بررسی و تنظیم می شود. فرآیند تنظیم با تغییر موقعیت اندام های خاموش کننده خطوط زهکشی "توسط گوش" - با توجه به ویژگی های سر و صدای خاص خروجی انجام می شود. به همین دلیل، فرآیند تنظیم ذهنی است و به جریان بخار فعلی به مصرف کنندگان و صلاحیت پرسنل بازرسی بستگی دارد. اساساً، برای پرسنل تعمیر و نگهداری، تنظیم تنها یک تغییر در ناحیه جریان شیر است: یک جریان پایدار درجه باز شدنی را که در آن مخلوط آب و بخار از زهکشی جریان می‌یابد با سرعت جریانی که عملاً مستقل از جریان است تضمین می‌کند. موقعیت بدنه کنترل در محدوده نسبتاً وسیعی از حرکات آن. با افزایش بیشتر در ناحیه جریان شیر، الف تعداد زیادی اززوج که در مقررات ازدواج محسوب می شود.

توزیع حجم های حذف شده میعانات از طریق گره های فردیزهکشی در طول خط لوله بخار ناهموار است و اساساً به اندازه مناطقی که میعانات جمع آوری می شود بستگی دارد و این ابعاد به نوبه خود با توپوگرافی منطقه ای که خط لوله بخار در امتداد آن گذاشته شده است تعیین می شود.

با توجه به اینکه میعانات موجود در خط بخار روی خط اشباع قرار دارد، تخلیه آن از طریق یک خط تخلیه کمی باز به داخل محیط منجر به جوشیدن و افزایش شدید میزان بخار می شود. این به نوبه خود دلیل تغییر چشمگیر است مشخصات فیزیکیجریان زهکشی به طور خاص، مشخصه ای که میزان تخلیه میعانات از خط لوله بخار، سرعت صوت را تعیین می کند، به طور قابل توجهی تغییر می کند. سرعت صوت حداکثر سرعت جریان میعانات را از طریق حداقل تعیین می کند منطقه جریانخط تخلیه در شکل شکل 1 داده های تجربی شناخته شده در مورد وابستگی سرعت صوت a به محتوای بخار حجمی یک جریان دو فاز b را نشان می دهد. در اینجا سرعت صوت a=1500 متر بر ثانیه مطابق با آب روی خط اشباع، سرعت صوت a=330 متر بر ثانیه - به بخار اشباع شده است. در فاصله بین مقادیر محتوای بخار حجمی = 0.2-0.8، سرعت صدا به شدت کاهش می یابد - تقریباً 20 متر بر ثانیه. این نشانگر پایدار نیست و به ساختار جریان دو فاز بستگی دارد. در برخی موارد، سرعت صوت می تواند به 5-10 متر بر ثانیه کاهش یابد.

این سوال که خطوط زهکشی که در حالت بحرانی جریان میعانات در حال جوش کار می کنند ممکن است در هنگام انتقال بخار مرطوب در خطوط لوله بخار که برای این منظور در نظر گرفته نشده اند، "گلوگاه" باشد، قبلاً مطرح نشده بود. هنجارهای پذیرفته شده عمومیچنین عاملی برای ارزیابی این عامل وجود ندارد. اما همانطور که در زیر نشان داده خواهد شد، این ویژگی زهکشی هنگام در نظر گرفتن قابلیت اطمینان عملیاتی و ایمنی خطوط لوله بخار قابل توجه است.

مشخص است که خطوط بخار مرطوب دارند ویژگی های زیرعملکرد بر قابلیت اطمینان و ایمنی آنها تأثیر می گذارد.

• 1. هنگامی که عدم تعادل بین ورودی و خروجی میعانات رخ می دهد، ابتدا بخش هایی از خطوط لوله بخار با ارتفاعات ژئودتیک پایین تر با آن پر می شود.
• 2. ظهور امواج بر روی سطح یک جریان میعانات (در صورت وجود کافی). سطح بالا) می تواند منجر به مسدود شدن کامل منطقه جریان خط لوله و تشکیل یک پلاگین کندانس شود. چنین پلاگین آبی که با سرعت بخار حرکت می کند، انرژی جنبشی عظیمی دارد که هنگام برخورد با مانع (مثلاً خم یا بسته شدن) آزاد می شود. در نتیجه پدیده چکش آب رخ می دهد که می تواند منجر به آسیب یا تخریب خط لوله بخار یا عناصر منفرد آن شود.
• 3. پدیده های نزدیک به شوک های هیدرولیکی زمانی که بخار و میعانات در جهت مخالف حرکت می کنند، زمانی که امواج تشکیل شده روی سطح جریان توسط جریان مخالف بخار گرفته می شود، بیشتر محتمل است.
• 4. اگر سطح بخار مصرفی در خط لوله بخار به مقدار 0.3 کاهش یابد، ممکن است جریان میعانات گازی رخ دهد که در اثر آن بر روی خط لوله بخار مشابه یک سری طولانی شوک های هیدرولیکی است.
• 5. وقوع رژیم جریان اسلاگ در خطوط زهکشی توسعه یافته که واحدهای زهکشی میعانات را با زهکش های طوفانی متصل می کنند نیز امکان پذیر است که می تواند منجر به آسیب به اتصالات در مناطقی شود که خطوط زهکشی به خط لوله اصلی بخار متصل می شوند.

اگر اتصالات خطوط زهکشی، تحت شرایط عملیاتی، اجازه عبور جریانهای بحرانی میعانات را بدهد، با مصرف بخار روزانه نابرابر، و همچنین با تغییر دمای محیط، ممکن است شرایطی ایجاد شود که تحت آن میزان جریان میعانات و سرعت ورودی تخلیه آن به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود.

عدم تعادل بین ورودی و خروجی میعانات با در نظر گرفتن امکان تجمع آن، می تواند باعث پر شدن کامل یا جزئی قسمت های خاصی از خط لوله بخار با میعانات و در نتیجه وقوع چکش آب شود.

شرایط انباشت میعانات را باید به عنوان یک پروفیل تخمگذار خط لوله بخار درک کرد که در آن بخش نسبتاً کوتاهی از مسیر وجود دارد که در آن سطح میعانات می تواند به طور کامل یا جزئی منطقه جریان لوله را مسدود کند. این می‌تواند مقطعی بین دو جبران‌کننده عمودی، یا مقطعی با شیب و شیب مخالف، یا مقطعی با شیب محدود شده توسط جبران‌کننده عمودی باشد.

بیایید نمونه‌ای از یک خط لوله بخار خاص با طول کل حدود 5 کیلومتر را در نظر بگیریم که طول یکی از بخش‌های جمع‌آوری میعانات DN500 میلی‌متر، محدود به یک شیب و یک شیب مخالف، تقریباً 1 کیلومتر است.

بخار حاصل از نیروگاه حرارتی دارای فشار اولیه 1.37 مگاپاسکال و دمای 250 درجه سانتیگراد است. خط بخار در ابتدا برای عبور تقریباً 35 کیلوگرم بخار در ثانیه طراحی شده بود. این نرخ جریان حفظ سوپرهیت را در تمام طول خط لوله بخار از نیروگاه حرارتی تا مصرف کنندگان تضمین می کرد. در حال حاضر، مصرف واقعی بخار 7-10 کیلوگرم بر ثانیه است، در حالی که بخار مرطوب در طول بیشتری از خط بخار منتقل می شود. نمودار طراحی خط لوله بخار مورد بررسی در شکل 1 نشان داده شده است. 2.

مشکل خاص برای خط لوله بخار مورد بررسی به صورت زیر فرموله شده است. فرض کنید موقعیت دریچه های قطع کننده خط زهکشی در شرایط اولیه تبادل حرارت با محیطو مصرف بخار مشخص شده تخلیه کامل میعانات حاصل را تضمین می کند (تعادل صفر بین ورودی و زهکشی آن). پاسخ به این سوال ضروری است: آیا در شرایط تغییر شده تبادل حرارت با محیط یا شرایط مصرف بخار، در فاصله زمانی بین بررسی‌های منظم، مقدار کافی میعانات در خط بخار به طور کامل یا جزئی جمع می‌شود. (50-70٪) منطقه جریان آن را مسدود می کند؟

خط بخار- خط لوله برای حمل و نقل بخار.

خطوط لوله بخار در سایت های زیر نصب می شود:
1. شرکت هایی که از بخار برای تامین بخار فرآیندی استفاده می کنند (سیستم های میعانات بخار در کارخانه های محصولات بتن مسلح، سیستم های میعانات بخار در کارخانه های فرآوری ماهی، سیستم های میعانات بخار در کارخانه های لبنی، سیستم های میعانات بخار در کارخانه های فرآوری گوشت، سیستم های میعانات بخار با بخار). در کارخانه‌های صنعت داروسازی، سیستم‌های میعانات بخار در کارخانه‌های لوازم آرایشی، سیستم‌های میعانات بخار در کارخانه‌های لباس‌شویی)
2. در سیستم ها گرمایش با بخارکارخانه ها و شرکت های صنعتی. در گذشته مورد استفاده قرار می گرفت اما هنوز در بسیاری از شرکت ها استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، دیگ‌خانه‌های کارخانه طبق نقشه‌های استاندارد با استفاده از دیگ‌های DKVR برای تامین بخار فرآیند و گرمایش ساخته می‌شوند. در حال حاضر، حتی در آن شرکت ها و کارخانه هایی که نیاز به بخار فرآیندی وجود ندارد، گرمایش هنوز با بخار انجام می شود. در برخی موارد، بدون بازگشت میعانات بی اثر است.
3. در نیروگاه های حرارتی برای تامین بخار به توربین های بخار برای تولید برق.

خطوط بخار برای انتقال بخار از اتاق دیگ بخار (دیگ بخار و ژنراتورهای بخار) به مصرف کنندگان بخار خدمت می کنند.

عناصر اصلی خط لوله بخار عبارتند از:
1.لوله های فولادی
2. عناصر اتصال (خم ها، زانوها، فلنج ها، جبران کننده های انبساط حرارتی)
3. شیرهای خاموش و خاموش و کنترل (شیرهای دروازه، شیرها، شیرها)
4. اتصالات برای حذف میعانات گازی از خطوط لوله بخار - تله میعانات، جداکننده،
5. دستگاه های کاهش فشار بخار به مقدار مورد نیاز - تنظیم کننده های فشار
6. فیلترهای مکانیکی کثیفی با عناصر فیلتر قابل تعویض برای تمیز کردن بخار در مقابل شیرهای کاهنده فشار.
7. عناصر چفت و بست - تکیه گاه های کشویی و تکیه گاه های ثابت، تعلیق ها و بست ها،
8. عایق حرارتی خطوط لوله بخار - از بازالت مقاوم در برابر دما استفاده می شود پشم معدنیپشم سنگ یا پاروک، طناب کرکی آزبست نیز استفاده می شود.
9. ابزارهای کنترل و اندازه گیری (ابزار اندازه گیری) - فشار سنج و دماسنج.

الزامات طراحی، ساخت، مواد، ساخت، نصب، تعمیر و بهره برداری از خطوط لوله بخار توسط اسناد نظارتی تنظیم می شود.
- خطوط لوله انتقال بخار آب با فشار کاری بیش از 0.07 مگاپاسکال (0.7 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) مشمول قوانین ساخت و کار ایمن بخار و آب گرم(PB 10-573-03).
-محاسبات قدرت چنین خطوط لوله بخار مطابق با "استانداردهای محاسبات مقاومت دیگ های بخار ثابت و خطوط لوله بخار و آب گرم" (RD 10-249-98) انجام می شود.

خطوط لوله بخار با در نظر گرفتن مسیریابی می شوند امکان سنجی فنیتخمگذار در امتداد کوتاهترین مسیر تخمگذار برای به حداقل رساندن تلفات گرما و انرژی به دلیل طول تخمگذار و مقاومت آیرودینامیکی مسیر بخار.
اتصال عناصر خط لوله بخار با اتصالات جوشی انجام می شود. نصب فلنج هنگام نصب خطوط لوله بخار فقط برای اتصال خطوط لوله بخار به اتصالات مجاز است.

تکیه گاه ها و آویزهای خطوط لوله بخار می توانند متحرک یا ثابت باشند. جبران کننده های لیری یا U شکل بین تکیه گاه های ثابت مجاور بر روی یک بخش مستقیم نصب می شوند که اثرات تغییر شکل خط لوله بخار تحت تأثیر گرما را کاهش می دهد (1 متر خط لوله بخار در هنگام گرم شدن به طور متوسط ​​1.2 میلی متر طول می کشد. 100 درجه).
خطوط لوله بخار با شیب نصب می شوند و تله های کندانس در پایین ترین نقاط برای حذف میعانات تشکیل شده در لوله ها نصب می شوند. مقاطع افقی خط لوله بخار باید حداقل دارای شیب 0.004 باشد.در ورودی خطوط لوله بخار به کارگاه ها، در خروجی خطوط لوله بخار از اتاق های دیگ بخار، در مقابل تجهیزات مصرف کننده بخار، جداکننده های بخار کامل با تله میعانات گازی نصب می شود. .
تمام عناصر خطوط لوله بخار باید با عایق حرارتی پوشانده شوند. عایق حرارتیاز پرسنل در برابر سوختگی محافظت می کند. عایق حرارتی از تراکم بیش از حد جلوگیری می کند.
خطوط بخار خطرناک هستند تجهیزات تولیدو باید در مراجع تخصصی ثبت نام و نظارت (در روسیه - بخش سرزمینی Rostechnadzor) ثبت شود. مجوز بهره برداری از خطوط لوله بخار تازه نصب شده پس از ثبت و بررسی فنی آنها صادر می شود.

ضخامت دیواره خط لوله بخار، با توجه به شرایط استحکام، نباید کمتر از جایی باشد
P - طراحی فشار بخار،
د - خارجی قطر خط بخار,
φ - ضریب مقاومت طراحی با در نظر گرفتن جوش می دهدو ضعیف شدن بخش،
σ - تنش مجاز در فلز خط لوله بخار در دمای طراحیجفت

قطر خط لوله بخار معمولا بر اساس حداکثر دبی بخار ساعتی و تلفات فشار و دمای مجاز با استفاده از روش سرعت یا روش افت فشار تعیین می شود. روش سرعت.
با تنظیم سرعت جریان بخار در خط لوله، قطر داخلی آن را از معادله تعیین کنید جریان جرمیبه عنوان مثال، با توجه به عبارت:
D= 1000 √، میلی متر
جایی که جریان جرمی Gبخار، تن در ساعت؛
سرعت بخار W، m/s.
ρ - چگالی بخار، کیلوگرم بر متر مکعب.

انتخاب سرعت بخار در خطوط بخار مهم است.
طبق SNiP 2-35-76، سرعت بخار بیش از موارد زیر توصیه نمی شود:
- برای بخار اشباع 30 متر بر ثانیه (برای قطر لوله تا 200 میلی متر) و 60 متر بر ثانیه (برای قطر لوله بیش از 200 میلی متر)
- برای بخار فوق گرم 40 متر بر ثانیه (برای قطر لوله تا 200 میلی متر) و 70 متر بر ثانیه (برای قطر لوله بیش از 200 میلی متر).

کارخانه های تولید کننده تجهیزات بخار توصیه می کنند که هنگام انتخاب قطر خط لوله بخار، سرعت بخار باید در محدوده 15-40 متر بر ثانیه باشد. تامین کنندگان مبدل های حرارتی مخلوط آب و بخار مصرف را توصیه می کنند حداکثر سرعت، بیشینه سرعتجفت 50 متر بر ثانیه
همچنین یک روش افت فشار بر اساس محاسبه تلفات فشار ناشی از مقاومت هیدرولیکی خط لوله بخار وجود دارد. برای بهینه سازی انتخاب قطر خط بخار، همچنین توصیه می شود افت دمای بخار در خط بخار را با در نظر گرفتن عایق حرارتی مورد استفاده ارزیابی کنید. در این حالت می توان قطر بهینه را در رابطه با افت فشار بخار به کاهش دمای آن در واحد طول خط بخار انتخاب کرد (این نظر وجود دارد که اگر dP/dT = 0.8 باشد بهینه است. .1.2).
انتخاب درست دیگ بخارو فشار بخاری که ایجاد می کند، انتخاب پیکربندی و قطر خطوط لوله بخار، تجهیزات بخار بر اساس کلاس و سازنده، اینها اجزای عملکرد خوب سیستم بخار- میعانات گازی در آینده هستند.