معرفی

بخار فوق گرم نیروگاه حرارتی

کاهش سطح مصرف بخار صنعتی یک واقعیت شناخته شده و یک مشکل جدی برای نیروگاه های حرارتی است، زیرا بارگیری کامل توربین هایی که به طور خاص برای این اهداف طراحی شده اند (به عنوان مثال، توربین های PT-60 و PT-80) مشکل ساز می شود. انواع). مشکل برای صاحبان خطوط لوله بخار شبکه به همان اندازه جدی است، زیرا ... انتقال جریان‌های کوچک بخار مرطوب از طریق بخش‌های جریان بزرگ خطوط لوله بخار موجود بسیار بی‌سود است و منجر به تلفات قابل‌توجه بخار و میعانات می‌شود.

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 بخار مرطوب تحت شرایط فعلی حمل می شود، بهتر است 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 محل تولید با دمای مثبت قرار می گیرند.	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 مسیر حدود 4 میلی متر بر متر و همچنین ویژه استفاده می شود. بخش های عمودیبرای جداسازی جریان های میعانات توسط مناطق زهکشی. 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 نمی‌توان از آنها اجتناب کرد)، تله‌های بخار با افزایش کمتری نسبت به مناطق شیبدار نصب می‌شوند.	جیب های مخصوص برای تجمع میعانات، جداکننده ها و تله های میعانات، به عنوان یک قاعده، نصب نمی شوند. اگر با این وجود حفره‌هایی برای انباشت میعانات در طراحی خط لوله بخار گنجانده شود، قطر آنها کوچکتر از قطر خط لوله اصلی بخار در نظر گرفته می‌شود.
در محل اتصال لوله های با قطرهای مختلف، آداپتورهای غیرعادی ویژه برای جلوگیری از تجمع موضعی میعانات 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 فلومتر 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 گازی از طریق واحدهای زهکشی جداگانه در طول خط لوله بخار ناهموار است و اساساً به اندازه مناطقی که میعانات در آن جمع آوری می شود بستگی دارد و این ابعاد نیز به نوبه خود با توپوگرافی منطقه تعیین می شود. که در امتداد آن خط لوله بخار گذاشته شده است.

با توجه به اینکه میعانات در خط بخار روی خط اشباع قرار دارد، تخلیه آن از طریق خط تخلیه کمی باز به داخل محیطمنجر به جوشیدن و افزایش شدید محتوای 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 صدا حداکثر سرعت جریان میعانات را از طریق حداقل منطقه جریان خط زهکشی تنظیم می کند. 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 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 است و استانداردهای پذیرفته شده ای 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 لوله بخار مرطوب دارای ویژگی های عملیاتی زیر هستند که 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 ناحیه جریان خط لوله و تشکیل پلاگین میعان 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 جداگانه 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 واقعیبخار 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 که موقعیت دریچه های خاموش کننده خط زهکشی در شرایط اولیه تبادل حرارت با محیط و 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. (با 50-70٪) منطقه جریان آن را مسدود می کند؟

افت فشار در خط لوله، از جمله، به سرعت جریان و ویسکوزیته محیط جریان بستگی دارد. هر چه مقدار بخار عبوری از یک خط لوله با قطر اسمی مشخص بیشتر باشد، اصطکاک در برابر دیواره های خط لوله بیشتر می شود. 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. به عنوان مثال، اگر حداکثر بار 1000 کیلوگرم بخار در عرض 15 دقیقه اعمال شود، خط لوله باید 60/15 x 1000 = 4000 کیلوگرم در ساعت داشته باشد.

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 قسمت محاسباتی برای تعیین قطر لوله های بخار، هوا و آب ارائه می شود.

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

Q = سرعت جریان بخار، هوا و آب بر حسب مترمکعب 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. فقط اگر شناخته شود جریان جرمیسپس برای تبدیل kg/h به m 3/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 در ساعت و فشار هوا 6 بار باشد، دبی حجمی 600/6 = 100 متر مکعب در ساعت است. این نیز مبنای محاسبات خط لوله است.

نرخ جریان مجاز

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

• هزینه نصب: سرعت کمجریان منجر به انتخاب قطر بزرگتر می شود.
• افت 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 مکش پمپ آب تغذیه: به دلیل دبی کم، افت فشار کم، که از تشکیل حباب های بخار در مکش جلوگیری می کند. پمپ تغذیه.

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 انتخاب شده DN 65 یا DN 80.

بسته به هدف آب یا هوا، خط لوله DN 65 یا DN 80 انتخاب می 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

نمودار شبکه در شکل نشان داده شده است. 8

برنج. 8. نمودار طراحی خط لوله بخار: I–IV – مشترکین. 1-4 - نقاط گره ای

فرمول های مورد استفاده برای تعیین تلفات هیدرولیکی برای مایع و بخار یکسان است.

ویژگی متمایزخط لوله بخار - با در نظر گرفتن تغییرات در چگالی بخار.

1. مقدار تقریبی تلفات اصطکاک خاص را در مناطقی از منبع گرما تا دورترین مصرف کننده IV، Pa/m تعیین کنید:

.

در اینجا طول کل بخش های 1 - 2 - 3 - IV است. α - سهم تلفات فشار در مقاومت‌های موضعی، معادل 0.7 برای یک خط اصلی با جبران‌کننده‌های U شکل با خم‌های جوشی و قطرهای مورد انتظار (جدول 16).

جدول 16

ضریب α برای تعیین طول معادل برای خطوط بخار

انواع درزهای انبساط	سوراخ اسمی لوله d y، میلی متر	مقدار ضریب α
برای خطوط بخار	برای شبکه های گرمایش آب و خطوط لوله میعانات
بزرگراه های ترانزیت
جعبه پر کردن P-	≤1000	0,2	0,2
شکل با خم:
خم شده	≤300	0,5	0,3
	200–350	0,7	0,5
جوش داده شده	400–500 600–1000	0,9 1,2	0,7
شبکه های گرمایشی منشعب

انتهای جدول 16

2. تعیین چگالی بخار:

3. با استفاده از نوموگرام ها، قطر خط بخار را پیدا می کنیم (پیوست 6).

4. افت فشار واقعی، Pa/m:

(117)

5. سرعت بخار واقعی:

با جدول بررسی می کنیم. 17.

جدول 17

حداکثر سرعت، بیشینه سرعتحرکت بخار در خطوط بخار

7. کل طول معادل در بخش ها:

(119)

مجموع ضرایب مقاومت محلی کجاست (جدول 8 را ببینید).

8. طول بخش داده شده:

9. کاهش فشار ناشی از اصطکاک و مقاومت موضعی در منطقه:

(121)

10. فشار بخار در انتهای بخش:

(122)

داده های محاسباتی در جدول خلاصه شده است. 18 طبق این طرح.

جدول 18

محاسبه هیدرولیک شبکه بخار

شماره قطعه

مصرف بخار D

ابعاد لوله، میلی متر

طول بخش، متر

سرعت بخار ωT, m/s

کاهش فشار اصطکاک خاص Pa/m

میانگین چگالی تخمینی ρ awg، kg/m3

سرعت بخار m/s

کاهش فشار

پایان بخش

میانگین چگالی بخار ρav، kg/m3

مجموع ضرر و زیانفشار از نیروگاه حرارتی، MPa

T/h

کیلوگرم در ثانیه

گذر شرطی d y

قطر خارجی * ضخامت دیوار؛ dn* S

طبق طرح l

معادل مقاومت موضعی l E

کاهش یافته l pr =l+ l E

فشار p N، MPa

چگالی ρ N، کیلوگرم بر متر 3

Pa/m خاص

در سایت پا

فشار pK، MPa

چگالی ρK، کیلوگرم بر متر 3

در ρ= 2.45 kg/m3

در ρ میانگین

محاسبه خط لوله بخار

α – 0.3 ...0.6. (123)

با استفاده از فرمول قطر لوله را پیدا می کنیم:

(124)

سرعت بخار را در لوله تنظیم می کنیم. از معادله برای جریان بخار - σ=ωrFقطر لوله را با توجه به GOST پیدا کنید. تلفات خطی خاص و انواع مقاومت های محلی مشخص شده و طول های معادل محاسبه می شود. فشار در انتهای خط لوله تعیین می شود. تلفات حرارتی در منطقه طراحی با استفاده از تلفات حرارتی استاندارد محاسبه می شود:

(125)

اتلاف حرارت در واحد طول برای اختلاف دمای معین بین بخار و محیط با در نظر گرفتن تلفات حرارتی روی تکیه گاه ها، شیرها و غیره کجاست.

اگر بدون در نظر گرفتن تلفات، حرارت روی تکیه گاه ها، دریچه ها و غیره تعیین شود، سپس

جایی که t میانگین- دمای متوسط ​​بخار در محل، 0 درجه سانتیگراد، تی 0 – دمای محیط بسته به روش نصب 0 درجه سانتیگراد برای نصب روی زمین تی 0 == t H0، برای نصب بدون کانال زیرزمینی تی 0 = t گرم(دمای خاک در عمق تخمگذاری). هنگامی که در کانال های از طریق و نیمه از طریق گذاشته شده است t 0 ==40-50 درجه سانتیگراد.

هنگامی که در کانال های انتقال گذاشته شده است t 0 = 5 درجه سانتی گراد بر اساس تلفات حرارتی یافت شده، تغییر آنتالپی بخار در بخش و مقدار آنتالپی بخار در انتهای بخش تعیین می شود:

بر اساس مقادیر یافت شده فشار بخار و آنتالپی در ابتدا و انتهای بخش، مقدار جدیدی تعیین می شود. چگالی متوسطجفت (شکل 128).

اگر مقدار چگالی جدید بیش از 3٪ با مقدار مشخص شده قبلی تفاوت داشته باشد، محاسبه تأیید به طور همزمان با شفاف سازی تکرار می شود و R L:

(128)

راندمان بالای استفاده از انرژی بخار در درجه اول به این بستگی دارد طراحی صحیحسیستم های میعانات بخار برای موفقیت حداکثر بهره وریسیستم های میعانات بخار، قوانینی وجود دارد که باید در هنگام طراحی، نصب و در نظر گرفته شود. راه اندازی کارهای:
- هنگام تولید بخار، باید برای تولید بخار تلاش کنید فشار بالا، زیرا دیگ بخار در فشار بالا سریعتر از فشار پایین است. این به این دلیل است که گرمای نهان تبخیر در فشار پایین بیشتر از فشار بالا است. به عبارت دیگر، صرف انرژی بیشتر برای تولید بخار در فشار کم نسبت به فشار زیاد، نسبت به سطح متفاوت انرژی حرارتی در آب ضروری است.
- برای استفاده در تجهیزات تکنولوژیکیهمیشه حداقل بخار را اعمال کنید فشار مجاز، زیرا انتقال حرارت در فشار کم، زمانی که گرمای نهان تبخیر بیشتر باشد، کارآمدتر است. در غیر این صورت انرژی حرارتیبخار به همراه میعانات فشار بالا خارج می شود. و باید در سطح بازیافت بخار ثانویه گرفته شود، اگر در صرفه جویی در انرژی شرکت کنید. - همیشه حداکثر مقدار بخار را از گرمای اتلاف باقی مانده پس از آن تولید کنید فرآیند تکنولوژیکی، یعنی اطمینان از راندمان تخلیه و استفاده میعانات. نصب نادرست و عملکرد نادرست تجهیزات در سیستم های میعانات بخار منبع اتلاف انرژی بخار است. آنها همچنین باعث عملکرد ناپایدار کل سیستم بخار - میعانات می شوند.

نصب تله بخار تله های میعانات هم برای زهکشی خطوط لوله اصلی بخار و هم برای حذف میعانات از تجهیزات تبادل حرارتی نصب می شوند. تله میعانات برای حذف میعانات تشکیل شده در خط لوله بخار به دلیل تلفات حرارتی به محیط استفاده می شود. عایق حرارتی سطح اتلاف حرارت را کاهش می دهد، اما آن را به طور کامل از بین نمی برد. بنابراین لازم است واحدهای زهکشی میعانات در تمام طول خط لوله بخار تهیه شود. زهکشی میعانات باید حداقل 30-50 متر در بخش های افقی خطوط لوله سازماندهی شود. اولین تله میعانات گازی پشت دیگ باید حداقل 20 درصد ظرفیت دیگ را داشته باشد. هنگامی که طول خط لوله بیش از 1000 متر است، توان عملیاتی اولین تله میعانات باید 100٪ ظرفیت دیگ باشد. این برای حذف میعانات در صورت انتقال آب دیگ بخار لازم است. نصب اجباری تله بخار قبل از همه رایزرها، شیرهای کنترل و روی منیفولدها الزامی است.

میعانات باید با استفاده از مخازن ته نشینی تخلیه شود. برای لوله های با قطر حداکثر 50 میلی متر، قطر سامپ می تواند برابر با قطر خط لوله اصلی بخار باشد. برای خطوط لوله بخار با قطر بیش از 50 میلی متر، توصیه می شود از مخازن ته نشینی یک یا دو اندازه کوچکتر استفاده کنید. توصیه می شود برای تمیز کردن (پاکسازی) سیستم یک شیر قطع یا فلنج کور در پایین سامپ نصب کنید. برای جلوگیری از گرفتگی زهکش میعانات، تخلیه میعانات باید در فاصله ای از کف سامپ انجام شود.

واحد زهکشی میعانات گازی یک فیلتر باید در جلوی تخلیه کندانس و پشت تخلیه کندانس نصب شود. شیر چک(محافظت در برابر پر شدن سیستم با میعانات گازی هنگام خاموش شدن بخار در خط بخار). برای اطمینان از عملکرد صحیح تخلیه میعانات، نصب عینک های دید (برای بازرسی بصری) توصیه می شود.

حذف هوا محتوای هوا در خط بخار به طور قابل توجهی انتقال حرارت را در تجهیزات تبادل حرارت کاهش می دهد. برای حذف هوا از خط بخار، از تله های ترموستاتیک میعانات به عنوان دریچه های اتوماتیک استفاده می شود. "دریچه های هوا" در بالاترین نقاط سیستم، تا حد امکان نزدیک به آن نصب می شوند تجهیزات تبادل حرارت. یک خلاء شکن همراه با "دریچه هوا" نصب شده است. هنگامی که سیستم متوقف می شود، خطوط لوله و تجهیزات خنک می شوند و در نتیجه میعان بخار ایجاد می شود. و از آنجایی که حجم میعانات بسیار کمتر از حجم بخار است، فشار در سیستم به زیر فشار اتمسفر می رسد که باعث ایجاد خلاء می شود. به دلیل خلاء موجود در سیستم، مبدل های حرارتی و آب بندی شیرها ممکن است آسیب ببینند.

کاهش ایستگاه ها برای به دست آوردن بخار در فشار مورد نیاز، استفاده از شیرهای کاهش فشار ضروری است. برای جلوگیری از چکش آب، لازم است زهکشی میعانات را در جلوی شیر کاهش فشار سازماندهی کنید.

فیلترها سرعت بخار در خطوط لوله در بیشتر موارد 15-60 متر بر ثانیه است. با توجه به قدمت و کیفیت دیگ ها و خطوط لوله، بخار عرضه شده به مصرف کننده معمولاً به شدت آلوده است. رسوب و ذرات کثیفی در چنین سرعت های بالایی به طور قابل توجهی طول عمر خطوط بخار را کاهش می دهد. دریچه‌های کنترل بیشترین آسیب را در برابر تخریب دارند، زیرا سرعت بخار در شکاف بین صندلی و شیر می‌تواند به صدها متر در ثانیه برسد. در این راستا نصب فیلتر در جلوی شیرهای کنترل الزامی است. اندازه توری توری فیلتر نصب شده روی خط لوله بخار 0.25 میلی متر توصیه می شود. بر خلاف سیستم های آب، توصیه می شود فیلتر را روی خطوط بخار نصب کنید تا مش در یک صفحه افقی قرار گیرد، زیرا هنگام نصب با درب پایین، یک محفظه میعانات اضافی ظاهر می شود که به مرطوب شدن بخار کمک می کند و احتمال ایجاد یک بخار را افزایش می دهد. پلاگین میعانات.

جداکننده های بخار تله های میعانات گازی نصب شده روی خط لوله اصلی بخار، میعانات تشکیل شده از قبل را حذف می کنند. با این حال، برای به دست آوردن بخار خشک با کیفیت بالا، این کافی نیست، زیرا به دلیل تعلیق میعانات که توسط جریان بخار منتقل می شود، بخار مرطوب به مصرف کننده می رسد. به دلیل سرعت بالا، بخار مرطوب و همچنین کثیفی باعث سایش فرسایشی خطوط لوله و اتصالات می شود. برای جلوگیری از این مشکلات توصیه می شود از جداکننده های بخار استفاده کنید. مخلوط آب و بخار که از طریق لوله ورودی وارد بدنه جداکننده می شود، به صورت مارپیچ پیچ خورده است. در اثر نیروهای گریز از مرکز، ذرات رطوبت معلق به سمت دیواره جداکننده منحرف می شوند و یک فیلم میعان تشکیل می دهند. در خروجی مارپیچ، با برخورد با سپر، فیلم قطع می شود. میعانات حاصل از طریق یک سوراخ زهکشی در قسمت پایین جداکننده خارج می شود. بخار خشک وارد خط بخار پشت جداکننده می شود. برای جلوگیری از اتلاف بخار، لازم است یک واحد تخلیه کندانس در لوله تخلیه جداکننده فراهم شود. اتصالات بالایی برای نصب دریچه هوای اتوماتیک طراحی شده است. نصب جداکننده ها تا حد امکان نزدیک به مصرف کننده و همچنین در جلوی دبی سنج ها و شیرهای کنترلی توصیه می شود. عمر مفید جداکننده معمولاً از عمر خط لوله بیشتر است.

سوپاپ های ایمنی هنگام انتخاب شیرهای ایمنی، طراحی و آب بندی شیرها باید در نظر گرفته شود. نیاز اصلی برای شیرهای اطمینان، علاوه بر فشار پاسخ به درستی انتخاب شده، است سازماندهی مناسبحذف محیط تخلیه شده برای آب، خط زهکشی معمولاً به سمت پایین هدایت می شود (تخلیه به فاضلاب). در سیستم‌های بخار، لوله‌های تخلیه معمولاً به سمت بام ساختمان یا مکان دیگری که برای پرسنل امن است هدایت می‌شود. به همین دلیل، باید در نظر داشت که پس از آزاد شدن بخار، در صورت فعال شدن شیر، تراکم ایجاد می شود که در لوله تخلیه پشت شیر ​​جمع می شود. این باعث ایجاد فشار اضافی می شود که از عملکرد شیر و آزاد کردن محیط در یک فشار پاسخ معین جلوگیری می کند، به عبارت دیگر، اگر فشار پاسخ 5 بار باشد و خط لوله به سمت بالا با 10 متر آب پر شود. دریچه اطمینانفقط در فشار 6 بار کار می کند. علاوه بر این، در مدل‌های بدون مهر و موم در اطراف ساقه، آب از درپوش شیر به بیرون نشت می‌کند. بنابراین، در تمام مواردی که لوله خروجی شیر اطمینان به سمت بالا هدایت می شود، لازم است زهکشی از طریق سوراخ مخصوص در بدنه شیر یا مستقیماً از طریق خط لوله زهکشی سازماندهی شود. نصب شیرهای قطع کننده بین منبع فشار و شیر اطمینان و همچنین روی خط لوله خروجی ممنوع است. هنگام انتخاب یک شیر اطمینان در نظر گرفته شده برای نصب بر روی خط بخار، لازم است از این محاسبه استفاده کنید که پهنای بانداگر 100% کل بخار مصرفی ممکن به اضافه 20% ذخیره باشد کافی خواهد بود. فشار فعال باید حداقل 1.1 برابر فشار عملیاتی باشد تا از سایش زودهنگام به دلیل تحریک مکرر جلوگیری شود.

دریچه های قطع کننده هنگام انتخاب یک نوع دریچه های قطع کنندهاول از همه لازم است در نظر گرفته شود سرعت بالاجفت اگر تولید کنندگان اروپایی تجهیزات بخار توصیه می کنند قطر خط بخار را به گونه ای انتخاب کنید که سرعت بخار 15-40 متر بر ثانیه باشد، در روسیه سرعت بخار توصیه شده اغلب می تواند به 60 متر در ثانیه برسد. یک پلاگ میعانات همیشه در مقابل یک شیر بسته تشکیل می شود. هنگامی که شیر به طور ناگهانی باز می شود، احتمال وقوع چکش آب زیاد است. در این راستا، استفاده از شیرهای توپی به عنوان شیرهای قطع کننده در خط لوله بخار بسیار نامطلوب است. قبل از استفاده از هر دو شیر خاموش و کنترل در یک خط لوله تازه نصب شده، لازم است خط لوله را از قبل پاکسازی کنید تا از آسیب به قسمت نشیمن شیر توسط رسوب و سرباره جلوگیری شود.

اگر آب را در ظرف باز گرم کنید در فشار جو، سپس دمای آن به طور مداوم افزایش می یابد تا زمانی که کل جرم آب گرم شود و بجوشد. در طول فرآیند گرمایش، آب از سطح باز خود در هنگام جوشش تبخیر می شود، بخار آب روی سطح گرم شده و تا حدی در کل حجم مایع تشکیل می شود. دمای آب ثابت باقی می ماند (در مورد مورد بررسی برابر با 100 درجه سانتیگراد)، علیرغم تامین مداوم گرما به ظرف از خارج. این پدیده با این واقعیت توضیح داده می شود که در هنگام جوشاندن، گرمای عرضه شده صرف کار تقسیم ذرات آب و تشکیل بخار از آنها می شود.

هنگامی که آب در یک ظرف دربسته گرم می شود، دمای آن نیز فقط تا زمانی که آب به جوش آید افزایش می یابد. بخار آزاد شده از آب در قسمت بالایی ظرف بالای سطح آب جمع می شود. دمای آن برابر با دمای آب جوش است. به چنین بخاری اشباع می گویند.

اگر بخار از ظرف خارج نشود و گرما به آن (از بیرون) ادامه یابد، فشار در کل حجم ظرف افزایش می یابد. با افزایش فشار، دمای آب در حال جوش و بخار تولید شده از آن نیز افزایش می یابد. به طور تجربی ثابت شده است که هر فشار دارای دمای بخار اشباع شده و نقطه جوش برابر آب و همچنین حجم بخار مخصوص خود است.

بنابراین، در فشار اتمسفر (0.1 مگاپاسکال)، آب شروع به جوشیدن می کند و در دمای حدود 100 درجه سانتی گراد (به طور دقیق تر، در 99.1 درجه سانتی گراد) به بخار تبدیل می شود. در فشار 0.2 مگاپاسکال - در 120 درجه سانتیگراد؛ در فشار 0.5 مگاپاسکال - در 151.1 درجه سانتیگراد؛ در فشار 10 مگاپاسکال - در 310 درجه سانتیگراد. از مثال های بالا مشخص می شود که با افزایش فشار، نقطه جوش آب و دمای برابر بخار اشباع افزایش می یابد. برعکس، حجم مخصوص بخار با افزایش فشار کاهش می یابد.

در فشار 22.5 مگاپاسکال، آب گرم شده بلافاصله به بخار اشباع تبدیل می شود، بنابراین گرمای نهان تبخیر در این فشار صفر است. فشار بخار 22.5 مگاپاسکال بحرانی نامیده می شود.

اگر بخار اشباع سرد شود، شروع به متراکم شدن می کند، یعنی. تبدیل به آب خواهد شد؛ در عین حال، گرمای تبخیر خود را به بدنه خنک کننده می دهد. این پدیده در سیستم ها رخ می دهد گرمایش با بخار، که بخار اشباع از دیگ بخار یا بخار اصلی وارد می شود. در اینجا توسط هوای اتاق خنک می شود، گرمای خود را به هوا می دهد، به همین دلیل دومی گرم می شود و بخار متراکم می شود.

وضعیت بخار اشباع شده بسیار ناپایدار است: حتی تغییرات کوچک در فشار و دما منجر به تراکم بخشی از بخار یا برعکس، تبخیر قطرات آب موجود در بخار اشباع می شود. بخار اشباع، کاملاً عاری از قطرات آب، اشباع خشک نامیده می شود. بخار اشباع شده با قطرات آب مرطوب نامیده می شود.

بخار اشباع شده که دمای آن با فشار خاصی مطابقت دارد، به عنوان خنک کننده در سیستم های گرمایش بخار استفاده می شود.

سیستم های گرمایش بخار بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شوند:

با توجه به فشار بخار اولیه - سیستم ها فشار کم(r کلبه

روش برگشت میعانات - سیستم هایی با بازگشت گرانشی (بسته) و با برگشت میعانات با استفاده از پمپ تغذیه (باز).

نمودار طراحی برای تخمگذار خطوط لوله، سیستمی با تخمگذار بالا، پایین و میانی یک خط لوله بخار توزیع و همچنین با تخمگذار یک خط لوله میعانات خشک و مرطوب است.

نمودار یک سیستم گرمایش بخار کم فشار با خط لوله بخار بالایی در شکل نشان داده شده است. 1، الف. بخار اشباع تولید شده در دیگ 1، با عبور از تله بخار (جداکننده) 12، وارد خط بخار 5 می شود و سپس وارد دستگاه های گرمایشی 7 می شود. در اینجا بخار گرمای خود را از طریق دیواره دستگاه ها به هوای گرم شده می دهد. اتاق و تبدیل به میعانات می شود. دومی از طریق خط میعانات برگشتی 10 به دیگ بخار 1 جریان می یابد و به دلیل فشار ستون میعانات که در ارتفاع 200 میلی متری نسبت به سطح آب در مخزن بخار 12 حفظ می شود ، بر فشار بخار در دیگ غلبه می کند.

شکل 1. سیستم گرمایش بخار کم فشار:الف - نمودار سیستم با تخمگذار بالای خط لوله بخار؛ ب - رایزر با توزیع بخار کمتر؛ 1 - دیگ بخار؛ 2 - شیر هیدرولیک; 3 - لیوان اندازه گیری آب; 4 - لوله هوا; 5 - خط بخار تامین; 6 - شیر بخار; 7 - دستگاه گرمایش; 8 - سه راهی با دوشاخه; 9 - خط میعانات خشک؛ 10 - خط میعانات مرطوب؛ 11 - خط لوله آرایش؛ 12 - مخزن بخار؛ 13 - حلقه بای پس

یک لوله 4 در قسمت بالایی خط میعانات برگشتی 10 نصب شده است که آن را برای پاکسازی در زمان راه اندازی و از کار انداختن سیستم به اتمسفر متصل می کند.

سطح آب در مخزن بخار با استفاده از شیشه کنتور آب 3 کنترل می شود. برای جلوگیری از افزایش فشار بخار در سیستم بالاتر از سطح معین، یک شیر هیدرولیک 2 ثانیه نصب کنید. ارتفاع کارمایع برابر با h

سیستم گرمایش بخار با استفاده از دریچه‌های بخار 6 و سه راهی کنترلی 8 با شاخه تنظیم می‌شود و اطمینان حاصل می‌کند که وقتی دیگ بخار در حالت طراحی کار می‌کند، چنین مقدار بخار به هر دستگاه گرمایشی عرضه می‌شود که زمان کافی برای متراکم شدن در آن را داشته باشد. . در این مورد، عملاً هیچ بخاری از سه راهی کنترل باز شده قبلی مشاهده نمی شود و احتمال "شکستن" میعانات به داخل لوله هوا 4 ناچیز است. تلفات میعانات در سیستم گرمایش بخار با پر کردن درام دیگ با آب تصفیه شده مخصوص (عاری از نمک های سختی) که از طریق خط لوله 11 تامین می شود، جبران می شود.

سیستم های گرمایش بخار، همانطور که قبلا ذکر شد، دارای اتصالات لوله بخار بالا و پایین هستند. عیب توزیع بخار پایین (شکل 1، ب) این است که میعانات تشکیل شده در رایزرها و رایزرهای عمودی به سمت بخار جریان می یابد و گاهی اوقات خط بخار را مسدود می کند و باعث شوک های هیدرولیکی می شود. اگر خط بخار 5 با شیب به سمت حرکت بخار و خط میعانات 9 به سمت دیگ گذاشته شود، تخلیه میعانات آرام‌تر اتفاق می‌افتد. برای تخلیه میعانات مربوطه از خط بخار به خط میعانات، سیستم به حلقه های بای پس ویژه 13 مجهز شده است.

اگر شبکه گرمایش بخار دارای انشعاب بزرگ باشد، میعانات گازی با نیروی ثقل به یک مخزن جمع آوری ویژه 3 (شکل 2) تخلیه می شود، از آنجا توسط پمپ 8 به دیگ 1 پمپ می شود. بسته به تغییرات در پمپ به صورت دوره ای کار می کند. سطح آب در مخزن بخار 2. این طرح گرمایش به نام باز; در آن، برای جدا کردن میعانات از بخار، به عنوان یک قاعده، از تله های میعانات (گلدان های میعانات) 7 استفاده می شود.

شکل 2. طرح بازگشت اجباری میعانات: 1 - دیگ بخار؛ 2 - مخزن بخار; 3 - مخزن جمع آوری میعانات; 4 - لوله هوا; 5 - خط بای پس; 6 - دریچه های بخار; 7 - تخلیه میعانات; 8 - پمپ آرایش; 9 - شیر چک

تله بخار شناور (نگاه کنید به شکل 3، b) به این صورت عمل می کند. بخار و میعانات گازی از طریق سوراخ ورودی وارد شناور 3 می شود که توسط یک اهرم به شیر توپی 4 متصل می شود. شناور 3 شکل کلاهکی دارد. تحت فشار بخار، شناور می شود و شیر توپی 4 را می بندد. میعانات کل محفظه تله میعانات را پر می کند. در این حالت بخار زیر شیر متراکم می شود و شناور غرق می شود و دریچه توپی باز می شود. میعانات در جهتی که با فلش نشان داده شده تخلیه می شود تا زمانی که قسمت های جدیدی از بخار جمع شده در زیر هود باعث شناور شدن هود شود. سپس چرخه عملیات تله میعانات تکرار می شود.

شکل 3. تله های بخار:الف - دم؛ ب – شناور؛ 1 - دم؛ 2- مایع کم جوش؛ 3 – شناور (کلاه واژگون)؛ 4 – شیر توپی

در شرکت های صنعتی با مصرف کننده های بخار تولیدی فشار خون بالا، سیستم های گرمایش بخار با استفاده از مدارهای فشار بالا به شبکه گرمایش متصل می شوند (شکل 4). بخار از اتاق دیگ بخار خود یا محله شما وارد شانه توزیع 1 می شود، جایی که فشار آن توسط فشار سنج 3 کنترل می شود. سپس، 2 بخار از طریق خطوط بخار که از شانه 1 امتداد دارند به مصرف کنندگان تولید ارسال می شود و از طریق خطوط بخار T1 - به مصرف کنندگان سیستم گرمایش بخار خطوط بخار T1 به شانه گرمایش بخار 6 و شانه 6 از طریق دریچه کاهش فشار 4 به شانه 1 متصل می شود. مسیریابی خطوط لوله بخار با فشار بالا برای سیستم های گرمایش بخار معمولاً در بالا انجام می شود. قطر خطوط بخار و سطوح گرمایشی وسایل گرمایشیاین سیستم ها تا حدودی کوچکتر از سیستم های گرمایش بخار کم فشار هستند.

شکل 4. نمودار گرمایش بخار با فشار بالا: 1 - شانه توزیع کننده; 2 - خط بخار؛ 3 - فشار سنج; 4 - شیر کاهنده فشار; 5 - بای پس (خط بای پس); 6 - شانه سیستم گرمایشی; 7 - سوپاپ اطمینان محموله; 8 - پشتیبانی ثابت; 9 - جبران کننده ها; 10 - دریچه های بخار؛ 11 - خط میعانات; 12 - تخلیه میعانات

نقطه ضعف سیستم های گرمایش بخار، مشکل تنظیم خروجی گرمایش وسایل گرمایشی است که در نهایت منجر به مصرف بیش از حد سوخت در فصل گرما می شود.

قطر خطوط لوله برای سیستم های گرمایش بخار به طور جداگانه برای خطوط لوله بخار و میعانات محاسبه می شود. قطر خطوط بخار کم فشار به همان روشی که در سیستم های گرمایش آب تعیین می شود. از دست دادن فشار در حلقه گردش اصلی سیستم p pk، Pa، مجموع مقاومت ها (تلفات فشار) تمام بخش های موجود در این حلقه است:

که در آن n کسر کاهش فشار ناشی از اصطکاک است مجموع تلفاتدر رینگ؛ ?I طول کل مقاطع حلقه گردش اصلی، m است.

سپس فشار بخار مورد نیاز در دیگ p k تعیین می شود که باید از غلبه بر تلفات فشار در حلقه گردش اصلی اطمینان حاصل کند. در سیستم‌های گرمایش بخار کم فشار، اختلاف فشار بخار در دیگ و جلوی وسایل گرمایشی فقط برای غلبه بر مقاومت خط بخار استفاده می‌شود و میعانات با نیروی ثقل برمی‌گردد. برای غلبه بر مقاومت وسایل گرمایشی، ذخیره فشار p = 2000 Pa ارائه شده است. افت فشار بخار خاص را می توان با فرمول تعیین کرد

که در آن 0.9 مقدار ضریب است که ذخیره فشار را برای غلبه بر مقاومت محاسبه نشده در نظر می گیرد.

برای سیستم های گرمایش بخار کم فشار، کسر تلفات اصطکاک n 0.65 و برای سیستم های فشار بالا - 0.8 در نظر گرفته می شود. مقدار افت فشار ویژه محاسبه شده با فرمول (3) باید برابر یا کمی بیشتر از مقدار تعیین شده توسط فرمول (2) باشد.

قطر خطوط لوله بخار با در نظر گرفتن تلفات فشار خاص محاسبه شده و بار حرارتی هر بخش طراحی تعیین می شود.

قطر خطوط لوله بخار را می توان با استفاده از جداول ویژه در کتاب های مرجع یا یک نوموگرام (شکل 5) که برای مقادیر متوسط ​​چگالی بخار کم فشار جمع آوری شده است، تعیین کرد. هنگام طراحی سیستم های گرمایش بخار، سرعت بخار در خطوط بخار باید با در نظر گرفتن توصیه های ارائه شده در جدول در نظر گرفته شود. 1.

جدول 1. سرعت بخار در خطوط بخار

بقیه تکنیک محاسبه هیدرولیکخطوط لوله بخار کم فشار و مقاومت حلقه گردشی کاملاً مشابه محاسبه خطوط لوله برای سیستم های گرمایش آب است.

محاسبه خطوط میعانات برای سیستم های گرمایش بخار کم فشار با استفاده از قسمت بالایی نشان داده شده در شکل راحت است. 5 نوموگرام.

شکل 5. نوموگرام برای محاسبه قطر خطوط لوله بخار و خطوط لوله میعانات ثقلی

هنگام محاسبه خطوط لوله بخار برای سیستم های گرمایش با فشار بالا، لازم است تغییرات حجم بخار به دلیل فشار و کاهش حجم آن در حین حمل و نقل به دلیل تراکم مربوطه در نظر گرفته شود.

محاسبه قطرها با مقادیر زیر پارامترهای بخار انجام می شود: چگالی 1 کیلوگرم بر متر مکعب؛ فشار 0.08 مگاپاسکال؛ دما 116.3 درجه سانتی گراد; ویسکوزیته سینماتیکی 21 10 6 m 2 / s. برای پارامترهای بخار مشخص شده، جداول خاصی گردآوری شده و نوموگرام هایی ساخته شده است که به شما امکان می دهد قطر خطوط لوله بخار را انتخاب کنید. پس از انتخاب قطرها، افت فشار خاص ناشی از اصطکاک با در نظر گرفتن پارامترهای واقعی سیستم طراحی شده با استفاده از فرمول مجددا محاسبه می شود.

که در آن v سرعت بخار یافت شده از جداول محاسبه یا نوموگرام است.

هنگام تعیین قطر خطوط بخار کوتاه، اغلب از یک روش ساده استفاده می شود که محاسبات را بر اساس حداکثر نرخ جریان بخار مجاز انجام می دهد.

مزایای عملیاتی سیستم های گرمایش بخار عبارتند از: سهولت راه اندازی سیستم. غیبت پمپ های گردش خون; مصرف کم فلز؛ امکان استفاده از بخار اگزوز در برخی موارد.

معایب سیستم های گرمایش بخار عبارتند از: دوام پایین خطوط لوله به دلیل افزایش خوردگی سطوح داخلی ناشی از هوای مرطوب در دوره هایی که تامین بخار قطع می شود. سر و صدای ناشی از سرعت بالای حرکت بخار از طریق لوله ها؛ شوک های هیدرولیکی مکرر ناشی از حرکت میعانات مربوطه در خطوط لوله بخار بالابر. پایین بودن کیفیت بهداشتی و بهداشتی به دلیل درجه حرارت بالا(بیش از 100 درجه سانتیگراد) سطوح وسایل گرمایشی و لوله ها، سوزاندن گرد و غبار و احتمال سوختگی افراد.

که در محل تولیدبا افزایش نیازگرمایش بخار را نمی توان برای اطمینان از هوای پاک و همچنین در ساختمان های مسکونی، عمومی، اداری و اداری استفاده کرد. سیستم های گرمایش بخار فقط در مکان های صنعتی غیر آتش سوزی و غیر انفجاری با اشغال کوتاه مدت قابل استفاده است.