Tinklo schema parodyta fig. 8
Ryžiai. 8. Garo vamzdyno projektinė schema: I–IV – abonentai; 1–4 – mazginiai taškai
Formulės, naudojamos tiek skysčio, tiek garo hidrauliniams nuostoliams nustatyti, yra tos pačios.
Išskirtinis bruožas garo vamzdynas – atsižvelgiant į garo tankio pokyčius.
1. Nustatykite apytikslę specifinių trinties nuostolių vertę srityse nuo šilumos šaltinio iki tolimiausio vartotojo IV, Pa/m:
.
Čia pateikiamas bendras 1 – 2 – 3 – IV sekcijų ilgis; α – Slėgio nuostolių dalis vietinėse varžose, imama lygi 0,7 magistralinei linijai su U formos kompensatoriais su suvirintais vingiais ir numatomais skersmenimis (16 lentelė).
16 lentelė
Koeficientas α nustatyti lygiaverčius garo linijų ilgius
| Kompensacijos siūlių tipai | Nominali vamzdžio anga d m,mm | Koeficiento reikšmė α | |
| Garų linijoms | Vandens šildymo tinklams ir kondensato vamzdynams | ||
| Tranzitiniai greitkeliai | |||
| Įkamšų dėžė P- | ≤1000 | 0,2 | 0,2 |
| suformuota su lenkimais: | |||
| sulenktas | ≤300 | 0,5 | 0,3 |
| 200–350 | 0,7 | 0,5 | |
| suvirinti | 400–500 600–1000 | 0,9 1,2 | 0,7 |
| Išsišakoję šilumos tinklai |
Lentelės pabaiga. 16
2. Nustatykite garų tankį:
3. Naudodami nomogramas randame garo linijos skersmenį (6 priedas).
4. Faktinis slėgio nuostolis, Pa/m:
(117)
5. Faktinis garų greitis:
Mes patikriname su lentele. 17.
17 lentelė
Didžiausias garų judėjimo greitis garų linijose
7. Bendras lygiavertis ilgis skyriais:
(119)
kur vietinių varžos koeficientų suma (žr. 8 lentelę).
8. Nurodytas sekcijos ilgis:
9. Slėgio praradimas dėl trinties ir vietinio pasipriešinimo srityje:
(121)
10. Garų slėgis sekcijos pabaigoje:
(122)
Skaičiavimo duomenys apibendrinti lentelėje. 18 pagal schemą.
18 lentelė
Garo tinklo hidraulinis skaičiavimas
| Sklypo numeris | Garų suvartojimas D | Vamzdžio matmenys, mm | Atkarpos ilgis, m | Garo greitis ωТ, m/s | Savitosios trinties slėgio nuostoliai Pa/m | Numatomas vidutinis tankis ρ vid., kg/m 3 | Garų greitis m/s | Slėgio praradimas | Skyriaus pabaiga | Vidutinis garo tankis ρav, kg/m3 | Bendras šiluminės elektrinės slėgio nuostolis, MPa | ||||||||
| T/val | Kg/s | Sąlyginis praėjimas d y | Išorinis skersmuo * sienelės storis; dn* S | pagal planą l | Atitinka vietinį pasipriešinimą l E | sumažintas l pr =l+ l E | slėgis p N, MPa | tankis ρ N, kg/m 3 | specifinis Pa/m | Pa svetainėje | slėgis pK, MPa | tankis ρK, kg/m 3 | |||||||
| esant ρ = 2,45 kg/m 3 | esant ρ vid | ||||||||||||||||||
Garo vamzdyno skaičiavimas
α – 0,3 ...0,6. (123)
Pagal formulę randame vamzdžio skersmenį:
(124)
Mes nustatome garų greitį vamzdyje. Iš garų srauto lygties - σ=ωrF suraskite vamzdžio skersmenį pagal GOST, pasirinkite vamzdį su artimiausiu vidiniu skersmeniu; Nurodomi specifiniai tiesiniai nuostoliai ir vietinių varžų tipai, apskaičiuojami lygiaverčiai ilgiai. Nustatomas slėgis dujotiekio gale. Šilumos nuostoliai projektavimo srityje apskaičiuojami naudojant standartizuotus šilumos nuostolius:
(125)
kur yra šilumos nuostoliai ilgio vienetui esant tam tikram garo temperatūrų skirtumui ir aplinką atsižvelgiant į šilumos nuostolius ant atramų, vožtuvų ir kt.
Jei nustatoma neatsižvelgiant į nuostolius, šilumą ant atramų, vožtuvų ir pan., tada
Kur t vid – vidutinė temperatūra pora vietoje, 0 C, t 0 – aplinkos temperatūra, priklausomai nuo montavimo būdo, 0 C. Antžeminiam įrengimui t 0 == t H0, požeminiam bekanaliam įrengimui t 0 = t gr(dirvožemio temperatūra klojimo gylyje). Įdėjus per ir pusiau per kanalus t 0 ==40–50°С.
Kai klojama pereinamuosiuose kanaluose t 0 = 5°C. Remiantis rastais šilumos nuostoliais, nustatomas garo entalpijos pokytis ruože ir garo entalpijos reikšmė atkarpos pabaigoje:
Remiantis rastomis garų slėgio ir entalpijos reikšmėmis pjūvio pradžioje ir pabaigoje, nustatoma nauja vidutinio garo tankio reikšmė (128 forma).
Jei nauja tankio reikšmė skiriasi nuo anksčiau nurodytos daugiau nei 3%, tada patikros skaičiavimas kartojamas su patikslinimu vienu metu ir R L:
(128)
Jei šildysite vandenį atvirame inde val atmosferos slėgis, tada jo temperatūra nuolat didės, kol visa vandens masė sušils ir užvirs. Kaitinimo metu nuo jo atviro paviršiaus išgaruoja verdant, ant šildomo paviršiaus ir iš dalies per visą skysčio tūrį susidaro garai. Vandens temperatūra išlieka pastovi (nagrinėjamu atveju lygi apie 100 °C), nepaisant nuolatinio šilumos tiekimo į indą iš išorės. Šis reiškinys paaiškinamas tuo, kad verdant tiekiama šiluma išleidžiama vandens dalelių skaidymui ir iš jų garų susidarymui.
Kaitinant vandenį uždarame inde, jo temperatūra taip pat didėja tik tol, kol vanduo užverda. Iš vandens išsiskiriantys garai kaupiasi viršutinėje indo dalyje virš vandens lygio paviršiaus; jo temperatūra lygi verdančio vandens temperatūrai. Tokie garai vadinami prisotintais.
Jei iš indo nepašalinami garai, o šilumos tiekimas į jį (iš išorės) tęsiasi, slėgis visame indo tūryje padidės. Didėjant slėgiui, padidės ir verdančio vandens bei iš jo gaminamų garų temperatūra. Eksperimentiškai nustatyta, kad kiekvienas slėgis turi savo sočiųjų garų temperatūrą ir vienodą vandens virimo temperatūrą, taip pat savo specifinį garų tūrį.
Taigi, esant atmosferos slėgiui (0,1 MPa), vanduo pradeda virti ir virsta garais maždaug 100 ° C temperatūroje (tiksliau, 99,1 ° C temperatūroje); esant 0,2 MPa slėgiui - 120 °C temperatūroje; esant 0,5 MPa slėgiui - 151,1 °C temperatūroje; esant 10 MPa slėgiui – 310 °C temperatūroje. Iš aukščiau pateiktų pavyzdžių aišku, kad didėjant slėgiui, didėja vandens virimo temperatūra ir vienoda sočiųjų garų temperatūra. Priešingai, savitasis garų tūris mažėja didėjant slėgiui.
Esant 22,5 MPa slėgiui, įkaitęs vanduo akimirksniu virsta sočiais garais, todėl latentinė garavimo šiluma esant tokiam slėgiui lygi nuliui. 22,5 MPa garo slėgis vadinamas kritiniu.
Jei sotieji garai atvėsinami, jie pradės kondensuotis, t.y. pavirs vandeniu; tuo pat metu jis atiduos savo garavimo šilumą aušinamam kūnui. Šis reiškinys atsiranda sistemose šildymas garais, į kurį iš katilinės arba garo magistralės patenka sočiųjų garų. Čia jį vėsina kambario oras, atiduoda savo šilumą orui, dėl ko pastarasis įkaista ir garai kondensuojasi.
Sočiųjų garų būsena yra labai nestabili: net ir nedideli slėgio ir temperatūros pokyčiai sąlygoja dalies garų kondensaciją arba, atvirkščiai, išgaruoja sočiųjų garų vandens lašeliai. Sotieji garai, visiškai be vandens lašelių, vadinami sausais sočiais; prisotinti garai su vandens lašeliais vadinami šlapiais.
Sotieji garai, kurių temperatūra atitinka tam tikrą slėgį, naudojami kaip aušinimo skystis garo šildymo sistemose.
Garo šildymo sistemos klasifikuojamos pagal šiuos kriterijus:
Pagal pradinį garo slėgį – sistemos žemas slėgis(r namelis
Kondensato grąžinimo būdas - sistemos su gravitaciniu grąžinimu (uždara) ir su kondensato grąžinimu naudojant padavimo siurblį (atviras);
Vamzdynų tiesimo projektinė schema yra sistema su viršutiniu, apatiniu ir tarpiniu skirstomojo garo vamzdyno klojimu, taip pat su sauso ir šlapio kondensato vamzdynų klojimu.
Žemo slėgio garo šildymo sistemos su viršutiniu garo vamzdynu schema parodyta fig. 1, a. Sotieji garai, susidarę katile 1, eidami per garų gaudyklę (separatorių) 12, patenka į garo liniją 5, o po to patenka į šildymo įrenginius 7. Čia garai atiduoda savo šilumą per prietaisų sieneles į šildomo orą. patalpoje ir virsta kondensatu. Pastarasis grįžta grįžtamąja kondensato linija 10 į katilą 1, įveikdamas garo slėgį katile dėl kondensato kolonėlės slėgio, kuris palaikomas 200 mm aukštyje, palyginti su vandens lygiu garų rezervuare 12.
1 pav. Žemo slėgio garo šildymo sistema: a - sistemos schema su viršutiniu garo vamzdyno klojimu; b - stovas su mažesniu garų paskirstymu; 1 - katilas; 2 - hidraulinis vožtuvas; 3 - vandens matavimo stiklas; 4 - oro vamzdis; 5 - tiekimo garo linija; 6 - garo vožtuvas; 7 - šildymo įrenginys; 8 - trišakis su kištuku; 9 - sauso kondensato linija; 10 - šlapio kondensato linija; 11 - makiažo vamzdynas; 12 - garo bakas; 13 - aplinkkelio kilpa
Grįžtamojo kondensato linijos 10 viršutinėje dalyje yra sumontuotas vamzdis 4, jungiantis jį su atmosfera, kad būtų galima išvalyti sistemą paleidžiant ir išjungiant.
Vandens lygis garų rezervuare reguliuojamas naudojant vandens matuoklio stiklą 3. Kad garų slėgis sistemoje nepadidėtų virš nurodyto lygio, sumontuotas hidraulinis vožtuvas 2, kurio darbinio skysčio aukštis lygus h.
Garo šildymo sistema sureguliuojama naudojant garo vožtuvus 6 ir valdymo trišakius 8 su kamščiais, užtikrinant, kad veikimo metu garo katilas projektavimo režimu kiekvienas šildymo įrenginys gaudavo tokį garų kiekį, kuris spėtų visiškai jame kondensuotis. Tokiu atveju iš anksčiau atidaryto valdymo trišakio garų išmetimo praktiškai nepastebima, o kondensato „prasiveržimo“ į oro vamzdį 4 tikimybė yra nereikšminga. Kondensato nuostoliai garo šildymo sistemoje kompensuojami papildant katilo būgną specialiai apdorotu vandeniu (be kietumo druskų), tiekiamu vamzdynu 11.
Garo šildymo sistemose, kaip jau minėta, yra viršutinės ir apatinės garo vamzdžių jungtys. Apačios garų paskirstymo trūkumas (1 pav., b) yra tai, kad stovuose ir vertikaliuose stovuose susidaręs kondensatas teka link garo ir kartais blokuoja garo liniją, sukeldamas hidraulinius smūgius. Tylesnis kondensato nutekėjimas vyksta, jei garo linija 5 tiesiama nuolydžiu garo judėjimo kryptimi, o kondensato linija 9 ties katilo link. Norint nuleisti susijusį kondensatą iš garų linijos į kondensato liniją, sistemoje yra įrengtos specialios aplinkkelio kilpos 13.
Jei garo šildymo tinklas turi didelį atšaką, tai kondensatas gravitacijos būdu nuleidžiamas į specialų surinkimo rezervuarą 3 (2 pav.), iš kurio jis siurbliu 8 pumpuojamas į katilą 1. Siurblys veikia periodiškai, priklausomai nuo pokyčių vandens lygis garų bake 2. Ši šildymo schema vadinama atvira; Jame kondensatui atskirti nuo garo, kaip taisyklė, naudojami kondensato gaudyklės (kondensato indai) 7 Pastarosios dažniausiai būna plūdinės arba silfoninės konstrukcijos (3 pav.).
2 pav. Priverstinės kondensato grąžinimo schema: 1 - katilas; 2 - garo bakas; 3 - kondensato surinkimo bakas; 4 - oro vamzdis; 5 - aplinkkelio linija; 6 - garo vožtuvai; 7 - kondensato nutekėjimas; 8 - makiažo siurblys; 9 - atbulinis vožtuvas
Plūdinis garų gaudyklė (žr. 3 pav., b) veikia taip. Garai ir kondensatas per įleidimo angą patenka po plūde 3, kuri svirtimi sujungta su rutuliniu vožtuvu 4. Plūdė 3 yra dangtelio formos. Esant garų slėgiui, jis plūduriuoja aukštyn, uždarydamas rutulinį vožtuvą 4. Kondensatas užpildo visą kondensato gaudyklės kamerą; šiuo atveju garai po vožtuvu kondensuojasi, o plūdė skęsta, atidarydama rutulinį vožtuvą. Kondensatas išleidžiamas rodyklės nurodyta kryptimi, kol po gaubtu susikaupusios naujos garų dalys priverčia gaubtą plūduriuoti. Tada kondensato gaudyklės veikimo ciklas kartojamas.
3 pav. Garų gaudyklės: a – dumplės; b – plūdė; 1 – dumplės; 2 – žemai verdantis skystis; 3 – plūdė (apversta kepurė); 4 – rutulinis vožtuvas
Pramonės įmonėse su gamybos garo vartotojais aukštas kraujospūdis, garo šildymo sistemos prijungiamos prie šilumos tinklų naudojant aukšto slėgio grandines (4 pav.). Garas iš savo ar rajoninės katilinės patenka į paskirstymo šukas 1, kur jo slėgis reguliuojamas manometru 3. Tada 2 garai siunčiami garo linijomis, besitęsiančiomis nuo šukos 1 iki gamybos vartotojų, o per garo linijas T1 - į garo šildymo sistemos vartotojai. Garo linijos T1 yra prijungtos prie garų šildymo šukos 6, o šukos 6 yra prijungtos prie šukos 1 per slėgio mažinimo vožtuvą 4. Slėgio mažinimo vožtuvas droseliuoja garą iki ne didesnio kaip 0,3 MPa slėgio. Aukšto slėgio garo vamzdynų, skirtų garo šildymo sistemoms, trasa paprastai atliekama viršuje. Garo linijų ir šildymo paviršių skersmenys šildymo prietaisaiŠios sistemos yra šiek tiek mažesnės nei žemo slėgio garo šildymo sistemos.
4 pav. Aukšto slėgio garo šildymo diagrama: 1 - paskirstymo šukos; 2 - garo linija; 3 - manometras; 4 - slėgio mažinimo vožtuvas; 5 - aplinkkelis (aplenkimo linija); 6 - šildymo sistemos šukos; 7 - krovinys apsauginis vožtuvas; 8 - fiksuota atrama; 9 - kompensatoriai; 10 - garo vožtuvai; 11 - kondensato linija; 12 - kondensato nutekėjimai
Šildymo garais sistemų trūkumas – sunku reguliuoti šildymo prietaisų šildymo galią, o tai galiausiai lemia per dideles kuro sąnaudas šildymo sezono metu.
Garo šildymo sistemų vamzdynų skersmenys skaičiuojami atskirai garo ir kondensato vamzdynams. Žemo slėgio garo linijų skersmenys nustatomi taip pat, kaip ir vandens šildymo sistemose. Slėgio nuostoliai pagrindiniame sistemos cirkuliaciniame žiede p pk, Pa, ar visų sekcijų varžų (slėgio nuostolių) suma įtraukta į šį žiedą:
čia n yra slėgio nuostolių dalis dėl trinties iš bendrų nuostolių ringe; ?I – bendras pagrindinio cirkuliacinio žiedo sekcijų ilgis, m.
Tada nustatomas reikalingas garo slėgis katile p k, kuris turėtų užtikrinti slėgio nuostolių įveikimą pagrindiniame cirkuliaciniame žiede. Žemo slėgio garo šildymo sistemose garų slėgio skirtumas katile ir priešais šildymo įrenginius naudojamas tik garo linijos pasipriešinimui įveikti, o kondensatas grįžta atgal gravitacijos būdu. Šildymo prietaisų atsparumui įveikti yra numatytas p = 2000 Pa slėgio rezervas. Specifinius garų slėgio nuostolius galima nustatyti pagal formulę
kur 0,9 yra koeficiento, į kurį atsižvelgiama į slėgio ribą, siekiant įveikti neapskaitytą pasipriešinimą, vertė.
Žemo slėgio garo šildymo sistemoms trinties nuostolių dalis n laikoma 0,65, o aukšto slėgio sistemomis - 0,8. Specifinio slėgio nuostolių vertė, apskaičiuota pagal (3) formulę, turi būti lygi arba kelioms didesnę vertę, apibrėžtas (2) formule.
Garo vamzdynų skersmenys nustatomi atsižvelgiant į kiekvieno projektinio ruožo apskaičiuotus specifinius slėgio nuostolius ir šiluminę apkrovą.
Garo vamzdynų skersmenis taip pat galima nustatyti naudojant specialias lenteles žinynuose arba nomogramą (5 pav.), sudarytą pagal vidutines žemo slėgio garo tankio vertes. Projektuojant garo šildymo sistemas, reikia atsižvelgti į garo greitį garo linijose, atsižvelgiant į lentelėje pateiktas rekomendacijas. 1.
1 lentelė. Garų greičiai garų linijose
Likusi metodika hidraulinis skaičiavimasžemo slėgio garo vamzdynų ir cirkuliacinio žiedo varžos yra visiškai panašios į vandens šildymo sistemų vamzdynų skaičiavimą.
Žemo slėgio garo šildymo sistemų kondensato linijas patogu apskaičiuoti naudojant viršutinę dalį, parodytą pav. 5 nomogramos.
5 pav. Nomograma garo vamzdynų ir gravitacinio kondensato vamzdynų skersmenims apskaičiuoti
Apskaičiuojant aukšto slėgio šildymo sistemų garo vamzdynus, būtina atsižvelgti į garo tūrio pokyčius dėl slėgio ir jo tūrio sumažėjimą transportavimo metu dėl susieto kondensato.
Skersmenų skaičiavimas atliekamas esant šioms garo parametrų reikšmėms: tankis 1 kg/m 3 ; slėgis 0,08 MPa; temperatūra 116,3 °C; kinematinė klampumas 21 10 6 m 2 /s. Nurodytiems garo parametrams buvo sudarytos specialios lentelės ir sukonstruotos nomogramos, leidžiančios pasirinkti garo vamzdynų skersmenis. Pasirinkus skersmenis, savitieji slėgio nuostoliai dėl trinties perskaičiuojami atsižvelgiant į faktinius projektuojamos sistemos parametrus pagal formulę
čia v yra garo greitis, nustatytas iš skaičiavimo lentelių arba nomogramos.
Nustatant trumpų garo linijų skersmenis, dažnai naudojamas supaprastintas metodas, atliekant skaičiavimus pagal didžiausius leistinus garo srautus.
KAM veiklos nauda garo šildymo sistemos apima: sistemos paleidimo paprastumą; nebuvimas cirkuliaciniai siurbliai; mažas metalo suvartojimas; galimybė kai kuriais atvejais naudoti išmetamuosius garus.
Šildymo garais sistemų trūkumai: mažas vamzdynų ilgaamžiškumas dėl padidėjusios vidinių paviršių korozijos, kurią sukelia drėgnas oras laikotarpiais, kai nutrūksta garo tiekimas; triukšmas, kurį sukelia didelis garų judėjimo vamzdžiais greitis; dažni hidrauliniai smūgiai dėl artėjančio susijusio kondensato judėjimo kėlimo garo vamzdynuose; žemos sanitarinės ir higieninės savybės dėl aukšta temperatūra(daugiau nei 100 °C) šildymo prietaisų ir vamzdžių paviršių, dulkių deginimas ir galimybė nudeginti žmones.
IN gamybinės patalpos Su padidėję reikalavimaiŠildymo garais negalima naudoti švariam orui užtikrinti, taip pat gyvenamuosiuose, visuomeniniuose, administraciniuose ir administraciniuose pastatuose. Šildymo garais sistemas galima naudoti tik negaisrinėse ir nesprogiose pramoninėse patalpose, kuriose yra trumpalaikis gyvenamasis plotas.
Garo linija- vamzdynas garo transportavimui.
Garo vamzdynai montuojami šiose vietose:
1. įmonės, naudojančios garą proceso garo tiekimui (garo kondensato sistemos gamyklose gelžbetonio gaminiai, garo kondensato sistemos žuvies perdirbimo įmonėse, garų kondensato sistemos pieninėse, garų kondensato sistemos mėsos perdirbimo įmonėse, garų kondensato sistemos farmacijos gamyklose, garų kondensato sistemos kosmetikos gamyklose, garų kondensato sistemos skalbyklose)
2. gamyklų garo šildymo sistemose ir pramonės įmonės. Jis buvo naudojamas praeityje, bet vis dar naudojamas daugelyje įmonių. Paprastai gamyklinės katilinės buvo statomos pagal standartinius brėžinius, naudojant DKVR katilus proceso garo tiekimui ir šildymui. Šiuo metu net ir tose įmonėse ir gamyklose, kur nebereikia technologinio garo, šildymas vis dar vykdomas garais. Kai kuriais atvejais jis neveiksmingas be kondensato grąžinimo.
3. šiluminėse elektrinėse tiekti garą į garo turbinas elektrai gaminti.
Garo linijos skirtos perduoti garą iš katilinės (garo katilų ir garo generatorių) garo vartotojams.
Pagrindiniai garo vamzdyno elementai yra šie:
1.plieniniai vamzdžiai
2. jungiamieji elementai(lenkimai, posūkiai, flanšai, šiluminio plėtimosi kompensatoriai)
3. uždarymo ir uždarymo bei valdymo vožtuvai (vartiniai vožtuvai, vožtuvai, vožtuvai)
4. jungiamosios detalės kondensatui šalinti iš garo linijų – kondensato gaudyklės, separatoriai,
5. Prietaisai garų slėgiui sumažinti iki reikiamos reikšmės – slėgio reguliatoriai
6. Mechaniniai nešvarumų filtrai su keičiamais filtrų elementais garų valymui prieš slėgio mažinimo vožtuvus.
7. tvirtinimo elementai – slankiojančios atramos ir fiksuotos atramos, pakabos ir tvirtinimai,
8. garo vamzdynų šilumos izoliacija - naudojamas temperatūrai atsparus bazaltas mineralinė vata Taip pat naudojamas Rockwool arba Parok, asbesto pūkų virvelė.
9.valdymo ir matavimo prietaisai (instrumentai) - manometrai ir termometrai.
Garo vamzdynų projektavimo, konstrukcijos, medžiagų, gamybos, montavimo, remonto ir eksploatavimo reikalavimus reglamentuoja norminiai dokumentai.
-Vamzdynams, transportuojantiems vandens garus, kurių darbinis slėgis didesnis nei 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2), taikomos „Statybos ir statybos taisyklės“. saugus veikimas garo vamzdynai ir karštas vanduo(PB 10-573-03).
- Tokių garo vamzdynų stiprumo skaičiavimai atliekami pagal „Stacionarių katilų ir garo bei karšto vandens vamzdynų stiprumo skaičiavimo standartus“ (RD 10-249-98).
Garo vamzdynai nutiesti atsižvelgiant į technines galimybes klojimas palei trumpiausią klojimo kelią, siekiant sumažinti šilumos ir energijos nuostolius dėl klojimo ilgio ir aerodinaminio garo kelio pasipriešinimo.
Garo vamzdyno elementų sujungimas atliekamas suvirinimo jungtimis. Montuoti flanšus montuojant garo vamzdynus leidžiama tik garo vamzdynams prijungti prie jungiamųjų detalių.
Garo vamzdynų atramos ir pakabos gali būti kilnojamos arba fiksuotos. Tarp kaimyninių fiksuotos atramos tiesiojoje atkarpoje montuojami lyros arba U formos kompensatoriai], kurie sumažina garo vamzdyno deformacijos poveikį kaitinant (1 m garo vamzdyno pailgėja vidutiniškai 1,2 mm kaitinant 100° ).
Garo vamzdynai įrengiami su nuolydžiu, o žemiausiuose taškuose įrengiami kondensato gaudyklės, kurios pašalina vamzdžiuose susidariusį kondensatą. Garo vamzdyno horizontalių atkarpų nuolydis turi būti ne mažesnis kaip 0,004 Prie garo vamzdynų įvadų į cechus, garo vamzdynų išvaduose iš katilinių, priešais garą naudojančius įrenginius, įrengiami garo separatoriai su kondensato gaudyklėmis. .
Visi garo vamzdynų elementai turi būti padengti šilumos izoliacija. Šilumos izoliacija apsaugo darbuotojus nuo nudegimų. Šilumos izoliacija apsaugo nuo pernelyg didelio kondensato susidarymo.
Garo vamzdynai yra pavojingi gamybos įrenginiai ir turi būti užregistruoti specializuotose registracijos ir priežiūros institucijose (Rusijoje - teritoriniame Rostechnadzor departamente). Leidimas eksploatuoti naujai įrengtus garo vamzdynus išduodamas juos įregistravus ir atlikus techninę ekspertizę.
Garo vamzdyno sienelės storis pagal stiprumo sąlygas turi būti ne mažesnis nei kur
P - projektinis garų slėgis,
D yra išorinis garų linijos skersmuo,
φ - projektinis stiprumo koeficientas, atsižvelgiant į suvirinimo siūles ir pjūvio susilpnėjimą,
σ – leistinas garo vamzdyno metalo įtempis, esant projektinei garo temperatūrai.
Garo vamzdyno skersmuo paprastai nustatomas pagal maksimalų valandinį garo srautą ir leistinus slėgio ir temperatūros nuostolius greičio metodu arba slėgio kritimo metodu. Greičio metodas.
Nustatę garo srauto greitį vamzdyne, nustatykite jį vidinis skersmuo iš masės srauto lygties, pavyzdžiui, pagal išraišką:
D= 1000 √ , mm
Kur G masės srautas garai, t/val.;
W-garų greitis, m/s;
ρ - garo tankis, kg/m3.
Svarbu pasirinkti garų greitį garų linijose.
Pagal SNiP 2-35-76, garų greitis rekomenduojamas ne didesnis kaip:
- prisotintam garui 30 m/s (vamzdžių skersmeniui iki 200 mm) ir 60 m/s (vamzdžių skersmenims virš 200 mm),
- perkaitintam garui 40 m/s (vamzdžių diametrui iki 200 mm) ir 70 m/s (vamzdžių skersmeniui virš 200 mm).
Garo įrangą gaminančios gamyklos rekomenduoja, kad renkantis garo vamzdyno skersmenį garo greitis būtų 15-40 m/s ribose. Garo ir vandens mišrių šilumokaičių tiekėjai rekomenduoja paimti maksimalus greitis pora 50 m/s.
Taip pat yra slėgio kritimo metodas, pagrįstas slėgio nuostolių, atsirandančių dėl garo vamzdyno hidraulinio pasipriešinimo, apskaičiavimu. Norint optimizuoti garo linijos skersmens pasirinkimą, taip pat patartina įvertinti garo temperatūros kritimą garo linijoje, atsižvelgiant į naudojamą šilumos izoliaciją. Tokiu atveju tampa įmanoma pasirinkti optimalus skersmuo atsižvelgiant į garo slėgio kritimą su jo temperatūros sumažėjimu garo linijos ilgio vienetui (yra nuomonė, kad optimalu, jei dP/dT = 0,8...1,2).
Teisingas garo katilo pasirinkimas ir jo teikiamas garo slėgis, garo vamzdynų konfigūracijos ir skersmenų pasirinkimas, garo įranga pagal klasę ir gamintoją – tai gero garo-kondensato sistemos veikimo ateityje komponentai.
Energijos nuostolius skysčiui judant vamzdžiais lemia judėjimo būdas ir pobūdis vidinis paviršius vamzdžiai Skaičiuojant atsižvelgiama į skysčio ar dujų savybes naudojant jų parametrus: tankį p ir kinematinę klampą v. Pačios formulės, naudojamos skysčių ir garų hidrauliniams nuostoliams nustatyti, yra tos pačios.
Garo vamzdyno hidraulinio skaičiavimo išskirtinis bruožas yra būtinybė, nustatant hidraulinius nuostolius, atsižvelgti į garo tankio pokyčius. Skaičiuojant dujotiekius, dujų tankis nustatomas priklausomai nuo slėgio, naudojant idealių dujų būsenos lygtį ir tik tada, kai aukšto slėgio(daugiau nei apie 1,5 MPa) į lygtį įvedamas pataisos koeficientas, atsižvelgiant į realių dujų elgsenos nuokrypį nuo idealių dujų.
Naudojant idealių dujų dėsnius skaičiuojant vamzdynus, kuriais juda sotieji garai, gaunamos reikšmingos paklaidos. Idealiųjų dujų dėsniai gali būti taikomi tik labai perkaitintiems garams. Skaičiuojant garo vamzdynus, garo tankis nustatomas priklausomai nuo slėgio pagal lenteles. Kadangi garo slėgis savo ruožtu priklauso nuo hidraulinių nuostolių, garo vamzdynai apskaičiuojami taikant nuoseklių apytikslių skaičiavimų metodą. Pirmiausia nurodomi slėgio nuostoliai srityje, pagal vidutinį slėgį nustatomas garų tankis, o tada apskaičiuojami tikrieji slėgio nuostoliai. Jei klaida pasirodo nepriimtina, atliekamas perskaičiavimas.
Skaičiuojant garo tinklus, pateiktos vertės yra garo srautas, jo pradinis slėgis ir reikalingas slėgis prieš montavimą naudojant garus. Pažvelkime į garo vamzdynų skaičiavimo metodą naudodami pavyzdį.
|
7.6 LENTELĖ. EKVIVALENTINIŲ ILGIŲ APSKAIČIAVIMAS (Ae=0,0005 m)
|
6,61 kg/m3.
(3 vnt.)........................ *......... ........... ................................ 2,8 -3 = 8,4
Padalijant srautą (praėjimą). . ._________________ 1__________
Lygiaverčio ilgio vertė esant 2£ = 1, kai k3 = 0,0002 m vamzdžiui, kurio skersmuo 325X8 mm, pagal lentelę. 7,2 /e = 17,6 m, todėl bendras 1-2 atkarpos ekvivalentinis ilgis: /e = 9,9-17,6 = 174 m.
Pateiktas 1-2 atkarpos ilgis: /pr i-2=500+174=674 m.
Šilumos šaltinis – tai įrangos ir prietaisų kompleksas, kurio pagalba transformuojami natūralūs ir dirbtinės rūšys energija viduje šiluminė energija su vartotojų reikalaujamais parametrais. Galimi pagrindinių natūralių rūšių rezervai...
Atlikus šilumos tinklo hidraulinį skaičiavimą, nustatomi visų šildymo vamzdynų sekcijų, įrangos ir uždarymo bei valdymo vožtuvų skersmenys, taip pat aušinimo skysčio slėgio nuostoliai visuose tinklo elementuose. Remiantis gautomis nuostolių reikšmėmis...
Šilumos tiekimo sistemose dėl vidinės vamzdynų ir įrenginių korozijos sutrumpėja jų eksploatavimo laikas, įvyksta avarijos ir vanduo užteršiamas korozijos produktais, todėl būtina numatyti kovos su ja priemones. Situacija sudėtingesnė...
A. A. Filonenko, Privačios prekybos vienetinės įmonės „Steam-System“ direktorius
Straipsnių ciklas skirtas techninei pagalbai specialistams, dalyvaujantiems projektuojant ir eksploatuojant garo jėgaines. Pirmieji du leidiniai yra skirti pagrindinėms sąvokoms, susijusioms su įmonėse ir energetikos sektoriuje plačiai naudojamais vandens garais, jų savybėmis ir įtaka garo sistemų darbui („E&M“ Nr. 3) ir kondensato problemoms. pašalinimas iš garo palydovų (E&M Nr. 4–5).
Garo paskirstymo sistemos jungia katilus su visų rūšių garą naudojančia įmonės įranga.
Pagrindiniai šių sistemų komponentai yra katilų garo surinktuvai, pagrindinės garo linijos, paskirstymo kolektorius ir garo paskirstymo linijos. Kiekvienas iš jų atlieka tam tikras šiai sistemai būdingas funkcijas ir kartu su separatoriais bei kondensato gaudyklėmis prisideda efektyvus naudojimas pora.
Karterio alkūnės
Bendras reikalavimas visoms garo paskirstymo sistemoms – išilgai garo vamzdyno įvairiais intervalais įrengti nusodinimo bako alkūnes (1 pav.). Jie skirti:
- kondensato nutekėjimas gravitacijos būdu nuo dideliu greičiu judančių garų;
- kondensato kaupimasis tol, kol slėgio skirtumas išstumia jį per gaudyklę.
Norint, kad kondensatas būtų užfiksuotas kelio karteriu, reikia pasirinkti tinkamą dydį. Per mažo skersmens nusėdusi alkūnė gali sukelti injekcijos efektą, kai slėgis sumažėja dėl didelis greitis garai traukia kondensatą iš kondensato gaudyklės į garų liniją.
Fig. 1 parodytas sėdimos alkūnės ir jos veikimo principas standartinė schema, lentelėje. 1 - rekomenduojami garo vamzdynų nusodinimo alkūnių dydžiai.
Ryžiai. 1. Karterio alkūnė (a - veikimo principas; b - karterio alkūnės dydžio pasirinkimo schema pagal 1 lentelę)
| Skersmuo garo vamzdynas D, mm |
Skersmuo karterio alkūnė D1, mm |
Mažiausias nusistovėjusios alkūnės ilgis L, mm | |
| Apšilimas prižiūrint |
Auto apšilimas* |
||
| 15 | 15 | 250 | 710 |
| 20 | 20 | 250 | 710 |
| 25 | 25 | 250 | 710 |
| 50 | 50 | 250 | 710 |
| 80 | 80 | 250 | 710 |
| 100 | 100 | 250 | 710 |
| 150 | 100 | 250 | 710 |
| 200 | 100 | 300 | 710 |
| 250 | 150 | 380 | 710 |
| 300 | 150 | 460 | 710 |
| 350 | 200 | 535 | 710 |
| 400 | 200 | 610 | 710 |
| 450 | 250 | 685 | 710 |
| 500 | 250 | 760 | 760 |
| 600 | 300 | 915 | 915 |
* Automatinis šildymas turėtų būti suprantamas kaip garo vamzdyno šildymas, kai kondensatas per kondensato gaudykles patenka į kondensato grąžinimo liniją, o ne per kanalizacijos jungtis į atmosferą. Tokiu atveju taip pat būtina stebėti garo vamzdyno šildymo procesą
Jei garai tiekiami į kolektoriaus vidurinį tašką arba kolektorius neturi nuolydžio, rekomenduojama abiejose kolektoriaus pusėse įrengti nusodinimo alkūnes su kondensato gaudyklėmis, turinčiomis bendrą pralaidumas, lygus apskaičiuotajam. Jei kolektoriaus skersmuo yra iki 100 mm, nusodinimo rezervuaro posūkio D1 skersmuo turi būti lygus kolektoriaus skersmeniui. Kai kolektoriaus skersmuo didesnis nei 100 mm, nusėdimo alkūnės D1 skersmuo turi būti lygus pusei kolektoriaus skersmens, bet ne mažesnis kaip 100 mm.
Garo tinklų paleidimas susideda iš šių operacijų:
- pašildyti ir išvalyti garų linijas;
- kondensato vamzdynų užpildymas ir praplovimas;
- jungiantis vartotojus.
Prieš pradedant šildymą, visi vožtuvai ant šakų iš šildomos zonos sandariai uždaromi. Pirmiausia šildoma pagrindinė linija, o tada pakaitomis iš jos esančios šakos. Maži, lengvai išsišakoję garo vamzdynai gali būti šildomi vienu metu visame tinkle.
Jei atsiranda vandens plaktukas, garų tiekimas iš karto sumažinamas, o jei dažnai stiprūs smūgiai- visiškai sustoja iki visiškas pašalinimas jame susikaupęs kondensatas iš šildomos garo vamzdyno atkarpos.
Steam antraštės
Pagrindinis katilinės kolektorius yra ypatinga rūšis garo linija, kuri gali priimti garą iš vieno ar kelių katilų. Dažniausiai tai atstovauja horizontalus vamzdis didelio skersmens, kuris užpildomas garais iš viršaus ir savo ruožtu tiekia garą į pagrindines garo linijas. Ypač svarbu kruopščiai nusausinti kolektoriaus, kad bet koks katilo vandens ir kietųjų dalelių pernešimas būtų pašalintas prieš garams pasiskirstant visoje sistemoje. Garų gaudyklės, skirtos rezervuarui, turi būti pajėgios pašalinti dideles garus pernešančių sankaupų dalis, kai tik jos susidaro. Renkantis garų gaudykles taip pat reikia atsižvelgti į jų atsparumo vandens plaktukui laipsnį.
Garų gaudyklės ir katilo kolektorių saugos koeficiento pasirinkimas (tik sočiųjų garų atveju)
Reikalingas kondensato gaudyklių, sumontuotų ant katilų kolektorių, pralaidumas beveik visada nustatomas kaip numatomo katilo vandens pašalinimo (10 % apkrovos, prijungtos prie kolektoriaus) vertė, padauginta iš saugos koeficiento 1,5.
Pavyzdžiui, prie kolektoriaus prijungiami du katilai, kurių bendra garo galia yra 20 000 kg/h. Tada ant kolektoriaus reikia sumontuoti 20 000 talpos kondensato gaudyklę. 10 % 1,5 = 3000 kg/val.
Labiausiai šioms sąlygoms tinka kondensato gaudyklės su apversta plūde, kurios gali iš karto reaguoti į kondensato antplūdį, yra atsparios vandens plaktukui, susidoroja su užterštumu ir išlieka ekonomiškos esant labai mažoms apkrovoms.
Garų gaudyklių montavimas
Jei garų srautas per kolektorių yra tik viena kryptimi, tada pakanka įrengti vieną garų gaudyklę šalia išleidimo angos. Kai garai tiekiami per vidurio tašką (2 pav.) arba su panašiu dvipusio garo srauto išdėstymu, kiekviename kolektoriaus gale reikia įrengti garų gaudykles.
Ryžiai. 2. Katilo kolektorius su daugiakrypčiais garo srautais (kolektoriui su DN< 100 мм, DN колена-отстойника такой же, как у коллектора; для коллектора с DN >100 mm, nusėdimo alkūnės DN turi būti lygus 0,5 DN kolektoriaus, bet ne mažesnis kaip 100 mm)
Pagrindinės garų linijos
Pateikti normalus darbas Per šias garo linijas tiekiamoje įrangoje neturi būti nei oro, nei kondensato. Dėl nepilno kondensato nutekėjimo iš pagrindinių garo linijų dažnai kyla vandens kūjis ir susidaro skraidančios kondensato sankaupos, kurios gali pažeisti vamzdynų jungiamąsias detales ir kitą įrangą.
Be to, dėl kondensato garų linijoje sumažėja garų sausumas, todėl jo suvartojama per daug.
Aušinimo proceso metu garų linijoje esantis kondensatas aktyviai susigeria anglies dvideginio, virsta anglies rūgštimi, dėl kurios pagreitėja vamzdynų, jungiamųjų detalių ir šilumokaičių korozija.
Yra du visuotinai pripažinti pagrindinių garo linijų šildymo būdai – valdomas ir automatinis.
Valdomas šildymas plačiai naudojamas pirminiam didelio skersmens ir (ar) ilgo nuotolio garo vamzdynų šildymui. Šis metodas yra tas oro išleidimo vožtuvai visiškai atviras, kad būtų galima laisvai pūsti į atmosferą, kol garai pradės tekėti į garų liniją. Vožtuvai neuždaromi tol, kol nepašalinamas visas šildymo metu susidaręs kondensatas (arba didžioji jo dalis). Pasiekus darbo režimą kondensato nutekėjimai perima kondensato šalinimą. Automatiniu režimu katilas įkaista taip, kad garo linijos ir visa įranga arba atskiri jos tipai be rankinio valdymo pagalbos ar valdymo pagal nurodytą šildymo režimą palaipsniui didina slėgį ir temperatūrą.
Įspėjimas! Nepriklausomai nuo šildymo būdo, metalo temperatūros kilimo greitis turi būti nustatytas pagal paleidimo taisykles, kad būtų kuo mažiau terminis stresas ir išvengti kitų sistemos pažeidimų.
Garų gaudyklės ir saugos koeficiento pasirinkimas pagrindinėms garo linijoms (tik sočiųjų garų atveju)
Kondensato srautą izoliuotuose arba neizoliuotuose vamzdynuose su valdomu arba automatiniu šildymo būdu galima apskaičiuoti pagal formulę:
kur G K yra kondensato kiekis, kg/val;
W T - vamzdžio svoris, kg/m(pagal 2 lentelę);
L 1 - visas garų linijos ilgis, m;
Su - specifinė šiluma vamzdyno medžiaga (plienui - 0,12 kcal/(kg.°C));
t 1 - pradinė temperatūra, °C;
t 2 – galutinė temperatūra, °C;
r yra latentinė garavimo šiluma, kcal/kg(pagal garo savybių lentelę);
h – įšilimo laikas, min.
2 lentelė. Vamzdžių, skirtų nuostoliams į aplinką skaičiuoti, charakteristikos
| Skersmuo vamzdynas, colio |
Skersmuo vamzdynas, mm |
Išorinis skersmuo, mm |
Lauke paviršius, m 2 /m |
Svoris, kg/m |
| 1/8 | 6 | 10,2 | 0,03 | 0,49 |
| 1/4 | 8 | 13,5 | 0,04 | 0,77 |
| 3/8 | 10 | 17,2 | 0,05 | 1,02 |
| 1/2 | 15 | 21,3 | 0,07 | 1,45 |
| 3/4 | 20 | 26,9 | 0,09 | 1,90 |
| 1 | 25 | 33,7 | 0,11 | 2,97 |
| 1,25 | 32 | 42,4 | 0,13 | 3,84 |
| 1,5 | 40 | 48,3 | 0,15 | 4,43 |
| 2 | 50 | 60,3 | 0,19 | 6,17 |
| 2,5 | 65 | 76,1 | 0,24 | 7,90 |
| 3 | 80 | 88,9 | 0,28 | 10,10 |
| 4 | 100 | 114,3 | 0,36 | 14,40 |
| 5 | 125 | 139,7 | 0,44 | 17,80 |
| 6 | 150 | 165,1 | 0,52 | 21,20 |
| 8 | 200 | 219,0 | 0,69 | 31,00 |
| 10 | 250 | 273,0 | 0,86 | 41,60 |
| 12 | 300 | 324,0 | 1,02 | 55,60 |
| 14 | 350 | 355,0 | 1,12 | 68,30 |
| 16 | 400 | 406,0 | 1,28 | 85,90 |
| 20 | 500 | 508,0 | 1,60 | 135,00 |
Norėdami greitai nustatyti kondensato srautą kaitinant pagrindinę garo liniją, galite naudoti schemą 1 pav. 3. Rastas srautas turi būti padaugintas iš 2 (rekomenduojamas saugos koeficientas visoms garų gaudyklėms, esančioms tarp katilo ir garo linijos galo). Garų gaudyklėms, sumontuotoms garų linijos gale arba priešais valdiklį ir uždarymo vožtuvai, kurioje laiko dalyje yra uždara padėtis, rekomenduojama naudoti kondensato gaudyklę su apversta plūde, nes ji gali pašalinti teršalus, kondensato sprogimus ir atsispirti vandens plaktukui. Net ir atsisakęs, dažniausiai lieka atviroje pozicijoje.
Ryžiai. 3. Diagrama, skirta nustatyti kondensato kiekį, susidarantį 20 m ilgio vamzdyje, kai jis kaitinamas nuo 0 °C iki garų prisotinimo temperatūros
Kondensato suvartojimas normaliai eksploatuojant garo vamzdyną (po šildymo) nustatomas pagal lentelę. 3.
3 lentelė. Kondensato susidarymo greitis garo vamzdynuose normaliai eksploatuojant, kg/val./m2
Montavimas
Nepriklausomai nuo šildymo būdo, nusėdimo alkūnės ir garų gaudyklės turi būti įrengtos žemiausiuose taškuose ir natūralaus drenažo vietose, pavyzdžiui:
- prieš kylančius stovus;
- pagrindinių garo linijų gale;
- priešais kompensatorius ir kelius;
- priešais valdymo vožtuvus ir reguliatorius.
Fig. 4, 5 ir 6 paveiksluose pateikti magistralinių garo vamzdynų drenažo organizavimo pavyzdžiai.
Atšakos nuo magistralinių garo vamzdynų
Atšakos nuo magistralinių garo vamzdynų – tai magistralinio garo vamzdyno atšakos, kurios tiekia garą į garą naudojančius įrenginius. Šių vamzdynų sistema turi būti suprojektuota ir sujungta taip, kad bet kurioje vietoje nesikauptų kondensatas.
Garų gaudyklės ir saugos koeficiento pasirinkimas
Kondensato srautas nustatomas pagal tą pačią formulę, kaip ir pagrindiniuose garo vamzdynuose. Rekomenduojamas pagrindinių garo vamzdžių vingių saugos koeficientas yra 2.
Montavimas
Fig. 7, 8 ir 9 parodytos atitinkamai rekomenduojamos vamzdynų schemos išleidimo iš pagrindinės garo linijos į valdymo vožtuvą jo ilgiui iki 3 m, daugiau nei 3 m ir tuo atveju, kai valdymo vožtuvas yra žemiau lygio pagrindinės garų linijos.
Viso srauto purvo filtras turi būti sumontuotas prieš kiekvieną valdymo vožtuvą, taip pat prieš slėgio reguliatorių, jei yra. Ant filtro turi būti įrengtas išvalymo vožtuvas, taip pat kondensato nutekėjimas su apversta plūde. Praėjus kelioms dienoms po sistemos paleidimo, patikrinkite filtro tinklelį, kad nuspręstumėte, ar šią vietą reikia išvalyti.
 |
 |
 |
| Ryžiai. 7. Mažesnės nei 3 m atšakos nutiesimas Jei atvirkštinis nuolydis link tiekimo kolektoriaus yra ne mažesnis kaip 50 mm/1 m, kondensato nutekėjimo įrengti nereikia. | Ryžiai. 8. Ilgesnio nei 3 m išvado vamzdynas Prieš valdymo vožtuvą turi būti įrengtas nusodinimo alkūnė ir kondensato nutekėjimas. Filtras gali tarnauti kaip nusodinimo bakas, jei jo prapūtimo vamzdis yra prijungtas prie kondensato nutekėjimo su apversta plūde. Garų gaudyklė turi būti su įmontuota atbulinis vožtuvas | Ryžiai. 9. Nepriklausomai nuo išleidimo angos ilgio, nusodinimo alkūnė ir garų gaudyklė turi būti sumontuota prieš valdymo vožtuvą, esantį žemiau garo tiekimo linijos. Jei gyvatė (vartotojas) yra virš valdymo vožtuvo, kondensato nutekėjimo vamzdis taip pat turi būti įrengtas valdymo vožtuvo išleidimo pusėje |
Separatoriai
Garų separatoriai skirti išleisti visą kondensatą, susidarantį paskirstymo sistemose. Dažniausiai jie naudojami prieš įrangą, kuriai būdingas padidėjęs garų sausumas puiki vertė. Paprastai manoma, kad naudinga juos montuoti ant antrinių garo linijų.
Ryžiai. 10. Separatoriaus drenažas. Kad kondensatas visiškai ir greitai nutekėtų į kondensato kanalizaciją, reikalinga pilno anga nusodinimo alkūnė ir purvo padėklas.
Kondensato pašalinimas iš perkaitintų garų linijų
Atrodytų, jei perkaitinto garo garų linijose nesusidaro kondensatas, vadinasi, jo nėra. Tai tikrai tiesa, bet tik tuo atveju, kai temperatūra ir slėgis garo linijoje pasiekė darbinius parametrus. Iki šio momento kondensatas turi būti pašalintas.
Perkaitinto garo naudojimo savybės ir ypatybės
Medžiagos savitoji šiluma – tai šilumos kiekis, reikalingas 1 kg temperatūrai padidinti 1 °C. Savitoji vandens šiluminė talpa yra 1 kcal.°C, tačiau perkaitinto garo savitoji šiluminė talpa priklauso nuo jo temperatūros ir slėgio. Jis mažėja didėjant temperatūrai ir didėja didėjant slėgiui.
Paprastai perkaitinti garai gaminami papildomų skyrių vamzdžiai, sumontuoti katilo viduje arba išleidimo zonoje dūmų dujos panaudoti „prarastą“ katilo šilumą, taip pat garo perkaitintuve, kuris montuojamas po katilo ir prijungiamas prie garo linijos. Scheminė diagrama katilas su perkaitintuvu parodytas pav. 11.
Ryžiai. 11. Schema elektrinė su perkaitintuvu
Perkaitinti garai turi savybių, dėl kurių jie yra nepatogūs šilumos mainų aušinimo skysčiai ir tuo pat metu idealiai tinka atlikti mechaninis darbas ir masės perkėlimas, tai yra transportavimui. Skirtingai nuo sočiųjų garų, perkaitinto garo slėgis ir temperatūra nėra tarpusavyje susiję. Kai perkaitintas garas gaminamas tokiu pat slėgiu kaip ir sočiųjų garų, padidėja jo temperatūra ir savitasis tūris.
Katiluose su didelio našumo ir palyginti mažų statinių, garų atskyrimas nuo vandens yra itin sudėtingas procesas. Derinys mažas kiekis vanduo būgnuose ir greiti garų srauto pokyčiai sukelia staigų tūrio sumažėjimą ir garų burbuliukų susidarymą, dėl ko pasišalina katilo vanduo. Jį galima pašalinti naudojant separatorius su kondensato gaudyklėmis garų generatoriaus garų išleidimo angose, tačiau tai neduoda 100% rezultato. Todėl ten, kur reikia sauso garo, krosnyje įrengiami papildomi konvekciniai vamzdžių ryšuliai. Vandeniui išgaruoti į garus įpilama tam tikros šilumos, kuri sukuria nedidelį perkaitimą ir užtikrina, kad garai būtų visiškai sausi.
Kadangi perkaitinti garai, grįžtantys į sočią būseną, išskiria labai mažai šilumos, taip nėra geras aušinimo skystisšilumos perdavimo procesui. Tačiau kai kuriems procesams, pavyzdžiui, elektrinėms, mechaniniams darbams atlikti reikia sauso garo. Nepriklausomai nuo elektrinės tipo, perkaitinti garai sumažina kondensato kiekį, kai ji paleidžiama iš šaltos būsenos. Perkaitinimas taip pat pagerina šių įrenginių veikimą, nes išsiplėtimo etapuose pašalinamas kondensatas. Sausas garas jėgainės išėjime padidina turbinų menčių tarnavimo laiką.
Skirtingai nuo sočiųjų garų, prarasdami šilumą, perkaitinti garai nesikondensuoja, todėl gali būti transportuojami labai ilgais garo vamzdynais be didelių šilumos kiekio nuostolių dėl kondensato susidarymo.
Kodėl būtinas perkaitintų garų sistemų nutekėjimas?
Pagrindinė garų gaudyklių įrengimo perkaitinto garo sistemose priežastis yra kondensato paleidimo srautų susidarymas. Jie gali būti labai reikšmingi dėl didelių pagrindinių garo linijų dydžio. Paleidimo metu greičiausiai bus naudojami rankiniai išleidimo vožtuvai, nes yra pakankamai laiko juos atidaryti ir uždaryti. Šis procesas vadinamas kontroliuojamu apšilimu. Kita priežastis, dėl kurios reikia įrengti garų gaudykles, yra avarinės situacijos, pvz., perkaitimas arba garų apėjimas, kai gali prireikti juos naudoti esant prisotintam garui. Tokiose avarinėse situacijose nėra laiko rankiniu būdu atidaryti vožtuvų, todėl reikia garų gaudyklių.
Kondensato srauto nustatymas perkaitintų garų linijų garo gaudyklėse
Kondensato srautas per perkaitinto garo linijos kondensato gaudyklę labai skiriasi: nuo maksimalaus paleidimo metu iki jokio srauto veikimo metu. Vadinasi, tai yra reikalavimai, kurie turi būti taikomi bet kokio tipo garų gaudyklėms.
Paleidimo metu labai didelės garų linijos užpildomos šaltu garu. Šiame etape juose bus tik žemo slėgio sočiųjų garų, kol garų linijos temperatūra pakils. Jis didinamas palaipsniui ilgą laiką kad garo vamzdynų metalas nebūtų veikiamas staigių įtempių. Didelis kondensato srautas kartu su žemu slėgiu yra pradinės sąlygos, dėl kurių reikia naudoti didelės talpos garų gaudykles. Tada norint naudoti garo linijas su perkaitintu garu, šios per didelės talpos garo gaudyklės turi veikti esant labai aukštam slėgiui ir labai mažam srautui.
Įprastus pradinius kondensato srautus galima apytiksliai apskaičiuoti pagal formulę:
kur W T yra vamzdžio svoris, kg/m(pagal 2 lentelę);
r yra latentinė garavimo šiluma, kcal/kg;
i yra perkaitintų garų entalpija esant vidutiniam slėgiui ir temperatūrai nagrinėjamu šildymo laikotarpiu, kcal/kg;
i ” – sočiųjų garų entalpija esant vidutiniam slėgiui nagrinėjamu šildymo laikotarpiu, kcal/kg;
0,12 - savitoji šiluminė talpa plieninis vamzdis, kcal/(kg.°C).
Pavyzdys
Pradiniai duomenys
200 mm skersmens garo liniją reikia pašildyti nuo 21 °C aplinkos temperatūros iki 577 °C, kai vidutinis slėgis per pastarąsias 2 valandas yra 8,3 kg/cm 2 g. per 11 valandų. Atstumas tarp drenažo mazgų yra 60 m Vamzdžio svoris pagal lentelę. 2 yra 31 kg/m. Taigi 60 m ilgio vamzdžio masė bus 1860 kg.
Apšilimas vyko pagal lentelėje nurodytą grafiką. 4.
4 lentelė. Perkaitinto garo vamzdyno šildymo režimas
| Laikotarpis laikas, val |
Vidutinis slėgis kg/cm 2 g. |
Pabaigos temperatūra laikotarpis, °C |
Entalpija sočiųjų pora I “, kcal/kg |
Latentinis garų karštis susidarymas r, kcal/kg |
Perkaitimo entalpija pora i, kcal/kg |
Kiekis kondensatas, kg/val |
| Nuo 0 iki 2 | 0,46 | 121 | 643,1 | 532,1 | 652,6 | 42,7 |
| Nuo 2 iki 4 | 0,97 | 221 | 646,3 | 526,4 | 695 | 46,7 |
| Nuo 4 iki 6 | 4,9 | 321 | 658,3 | 498,9 | 741,7 | 53,7 |
| Nuo 6 iki 8 | 8,3 | 421 | 662,7 | 484,2 | 790,5 | 62,6 |
| Nuo 8 iki 11 | 8,3 | 577 | 662,7 | 484,2 | 868,1 | 124,9 |
Pirmąsias dvi apšilimo valandas:
Antras dvi valandas:
Garo suvartojimas skaičiuojamas panašiai ir kitais laikotarpiais.
Norint efektyviai pašalinti kondensatą iš perkaitintų garo vamzdynų, montuojant kondensato gaudykles, būtina teisingai parinkti nusodinimo alkūnių matmenis, taip pat atsižvelgti į rekomendacijas dėl jų vamzdynų.
Kyla klausimas: ar būtina sėsdančių alkūnių, kondensato surinkimo vamzdžių ir pačių kondensato gaudyklių šilumos izoliacija? Atsakymas yra ne. Jei izoliacija nėra saugos reikalavimas, šios garų sistemos dalies izoliuoti nereikia. Tada kondensatas nuolat susidarys priešais gaudyklę ir praeis pro jį, prailgindamas jo tarnavimo laiką.
Garų gaudyklių tipai perkaitintiems garams
Bimetalinis
Bimetalinis garų gaudyklė sukonfigūruota taip, kad neatsidarytų, kol kondensatas neatvės iki žemesnės nei soties temperatūros. Esant tam tikram slėgiui, garų gaudyklė liks uždaryta tol, kol jame bus bet kokios temperatūros garų. Kylant garo temperatūrai, didėja bimetalinių plokščių traukimo jėga, todėl padidėja vožtuvo sandarinimo jėga. Perkaitinti garai linkę dar labiau padidinti šią jėgą. Bimetalinis garų gaudyklė gerai veikia esant didelėms paleidimo apkrovoms ir dėl šios priežasties geras pasirinkimas perkaitintiems garams.
Dirbant su perkaitintais garais, kondensato gaudyklė gali atsidaryti, jei jame esantis kondensatas atvės žemiau soties temperatūros. Jei nusodinimo alkūnės skersmuo ir ilgis prieš garų gaudyklę yra netinkami, kondensatas gali tekėti atgal į garų liniją ir ją pažeisti, taip pat vamzdynų jungiamosios detalės ir kita įranga.
Su apversta plūde
Vandens sandariklis gaudyklėje neleidžia garams pasiekti išleidimo vožtuvą, neleidžia garams nutekėti ir užtikrina ilgą gaudyklės tarnavimo laiką. Viršuje esantis išmetimo vožtuvas apsaugo jį nuo pašalinių dalelių, tačiau leidžia išeiti orui. Jis susidoroja su dideliais paleidimo srautais ir gali prisitaikyti prie mažų darbinių srautų. Esami sunkumai, susiję su jo naudojimu perkaitintuose garuose, yra susiję su būtinybe išlaikyti vandens sandariklį arba papildyti vandeniu. Norėdami tai padaryti, būtina naudoti kondensato gaudykles, skirtas specialiai perkaitinto garo sistemoms, ir užtikrinti, kad jos būtų tinkamai prijungtos.
Tinkamas kondensato gaudyklės su apversta plūde perkaitintam garui vamzdynas parodytas fig. 6. Nustatant perkaitinto garo kondensato gaudyklės pralaidumą, jis turėtų būti skaičiuojamas pagal pradinį srautą netaikant saugos koeficiento. Korpuso medžiagos turi būti parenkamos atsižvelgiant į maksimalų slėgį ir temperatūrą, įskaitant perkaitimą.
Literatūra
- Vukalovich M.P. Vandens ir vandens garų termodinaminės savybės. - M.: Valstybinė mechanikos inžinerijos literatūros mokslinė ir techninė leidykla "MASHGIZ", 1955 m.
- Filonenko A. A. Įmonės garo ir garo kondensato įrenginiai. Nuo teorijos arčiau praktikos // Energija ir vadyba. - Nr. 3. - 2013. - 22–25 p.
- Filonenko A. A. Įmonės garo ir garo bei kondensato įrenginiai. Iš teorijos arčiau praktikos (tęsinys) // Energija ir vadyba. - Nr.4–5. - 2013. - 66-68 p.