Лекція 4

Конденсатопроводи системи теплопостачання

Конденсатопроводи залежно від стану конденсату поділяють на однофазні, в яких рухається рідина та двохфазні або емульсійні, в яких рухається двохфазна суміш пари та рідини. Методика розрахунку конденсатопроводів залежить від стану конденсату, який в ньому рухається. Якщо температура конденсату в конденсатопроводі t _кон менше за температуру насичення t_s при тиску в конденсатопроводі, то в ньому рухається однофазна рідина без домішок пари. Якщо t _кон > t_s, то виникає скипання частини конденсату, а конденсатопровід стає емульсійним. Стан конденсату та тип конденсатопроводу залежить від технологічних пристроїв, які споживають пару, та пристроїв для відведення конденсату. Після технологічних пристроїв пара, яка сконденсувалась проходить через конденсатовідводник та подається в конденсатопровід по якому рухається до баку збору конденсату, а з баку збору конденсату насосом перекачується до джерела теплоти.

Конденсатопроводи після споживачів пари, в яких конденсат охолоджується до температури, яка забезпечує відсутність перетворення конденсату в пару по всієї довжині конденсатопроводу до баку збору конденсату розраховують як однофазні напірні з рухом конденсату за рахунок тиску після споживача пари та різниці рівня конденсату в споживачі пари та в баці збору конденсату.

Конденсатопроводи після споживачів пари без охолодження конденсату (температура конденсату t _кон приблизно дорівнює температурі насичення t_s) до конденсатовідводників розраховують як двофазні самотічні, де емульсія рухається за рахунок різниці рівня конденсату в споживачі пари та в конденсатовідводнику.

Конденсатопроводи за конденсатовідводниками при відсутності охолодження конденсату у споживачів пари також являються двофазними напірними з рухом емульсії за рахунок тиску після конденсатовідводника та різниці геодезичних відміток. Конденсатопроводи, які розташовані після конденсатних насосів завжди однофазні напірні, бо насоси вибирають за тиском, який забезпечує нескипання конденсату. Конденсатопроводи між баком збору конденсату та насосом повинні забезпечувати роботу насосів під заливом з підпором, якого достатньо для попередження кавітації (при температурі конденсату приблизно 100°С потрібен підпір води приблизно 5м).

Розрахункові витрати конденсату G _кон визначають за витратою пари споживачами з врахуванням втрат пари у споживачів (приблизно 10-30%) з врахуванням неодночасності роботи споживачів пари. Однофазні напірні конденсатопроводи рекомендується розраховувати на максимальні годинні витрати конденсату при роботі з повним перерізом. При цьому потрібно перевіряти, щоб тиск в конденсатопроводах в усіх режимах був вище за тиск скипання при температурі конденсату та був вище за атмосферний тиск, щоб не було вакууму в конденсатопроводі, та не виникало підсмоктування повітря в конденсатопровід крізь нещільності.

Гідравлічний розрахунок однофазних напірних конденсатопроводів виконують аналогічно гідравлічному розрахунку водяних теплових мереж, але при еквівалентній шорсткості трубопроводів к _е = 1 мм, та з умови, що питомі втрати тиску рекомендується приймати R^/ £ 100 Па/м за таблицями або номограмами для розрахунку конденсатопроводів.

Повернення конденсату від споживачів до джерела теплоти є достатньо складним. Але повернення конденсату, якщо його очищення є ефективним забезпечує економію теплоти та зменшує об’єм хімводоочищення.

ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОНДЕНСАТОПРООДІВ.

Конденсатопроводи поділяють на емульсійні та напірні.

В емульсійних конденсатопроводах рухається суміш пари та води. Температура суміші більше або дорівнює температурі скипання.

На емульсійні конденсатопроводи, для відведення конденсату, встановлюють конденсатовідводники які неповинні пропускати пару.

Рис. 4.1. схема збору та повернення конденсату

1. Паропровід
2. Споживач пари.
3. Емульсійний конденсатопровід в якому рухається суміш пари і води.
4. Конденсатовідводник.
5. Емульсійний конденсатопровід в якому на початковій ділянці рухається рідина за рахунок надлишкового тиску, а на кінцевій ділянці утворюється суміш пари та рідини за рахунок зменшення тиску та температури скипання.
6. Бак збору конденсату.
7. Конденсатний насос.
8. Напірний конденсатопровід в якому рухається рідина а тиск створюємий насосом забезпечує її не скипання.

ПОСЛІДОВНІСТЬ РОЗРАХУНКУ ЕМУЛЬСІЙНИХ КОНДЕНСАТОПРОВОДІВ.

1. Визначаємо витрату конденсату яка складає від 70 до 90% від розрахункової витрати пари за формулою:

G_K=(0,7÷0,9)·D_P, (4.1)

де D_P – розрахункова витрата пари.

2. Визначаємо тиск конденсату після споживача пари перед конденсатовідводником за формулою:

Р'_К=0,95·Р_П, (4.2)

де Р_П – розрахунковий тиск пари у споживача.

3. Визначаємо тиск пари після конденсатовідводника.

Р''_К=А·(Р'_К - 0,1)+0,1, МПа, (4.3)

де А – коефіцієнт який дорівнює 0,4 - 0,5 якщо тиск менше 0,17 МПа, А=0,5 - 0,7 якщо тиск більше або дорівнює 0,17 МПа.

4. Визначаємо допустимі втрати тиску конденсатопроводів.

ΔР= Р''_К – Р_КБ – 0,01·(h_п-h_к), (4.4)

де Р_КБ – тиск в баці збору конденсату, МПа;

h_п-h_к – геодезична відмітка початку та кінця конденсатопроводу.

Після конденсатовідводника конденсат знаходиться у вигляді рідини та транспортується за рахунок власного тиску. При транспортуванні тиск зменшується та конденсат може частково скипати внаслідок того що зменшується температура скипання.

5. Визначаємо попереднє значення питомих втрат тиску в конденсатопроводі за формулою,

R'=	ΔР	(4.5)
l ·(1+α)

де α - коефіцієнт втрат тиску в місцевих опорах; l – довжина конденсатопроводу.

6. Таблиці та номограми для гідравлічного розрахунку складаються для густини ρ=958 кг/м³ та еквівалентної шорсткості к_е=1 мм. Густина конденсату відрізняється від густини для якої складені таблиці тому для розрахунку вводять коефіцієнт

φ=958/ρ_ср, (4.6)

де ρ_ср – середня густина конденсату на ділянці, визначається по таблицям або за формулою:

ρср=	ρ'∙ρ''	, (4.7)
х(ρ'- ρ'')+ ρ''

де х – доля пари вторинного скипання яка утворюється при транспортуванні конденсату

х=	ір1 - ір2	, (4.8)
rр2

де і_р1 - і_р2 – інтальпія конденсату при тиску на початку та вкінці ділянки; r_р2 – теплота пароутворення при тиску в кінці ділянки.

7. Визначаємо табличне значення питомих втрат тиску за формулою:

R'т=	R'	, (4.9)
φ

за значенням R'_т – та витратою G_к по таблицям або номограмам визначаємо діаметр конденсатопроводу з найближчим меншим значенням R_т.

8. Визначаємо реальне значення питомих втрат тиску та швидкості, та перевірити що швидкість емульсії не перевищує 35 м/с, якщо діаметр менше 200 мм, та 60 м/с якщо діаметр більше 200 мм.

9. Визначаємо еквівалентну довжину для кожного окремого місцевого опору за діаметром по таблицям.

10. Визначаємо дійсні витрати тиску на ділянці

ΔР_д=R·(l+Σl_е), (4.10)

та визначити дійсне значення тиску перед баком збору конденсату Р₂

Р₂= Р''_К – ΔР_д – 0,01·(h_п-h_к), (4.11)

та перевірити щоб Р₂ було більше Р_кб

Р₂ >Р_кб, (4.12)

Гідравлічний розрахунок напірних конденсатопроводів

Гідравлічний розрахунок напірних конденсатопроводів виконано аналогічно гідравлічного розрахунку водяних теплових мереж по таблицям або номограмам для гідравлічного розрахунку конденсатопроводів при ρ=958 кг/м²; к_е=1 мм, але питомі втрати тиску рекомендується приймати R<100 Па/м

Дата добавления: 2014-12-25