Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Заправка газгольдера сжиженным газом av-gaz.ru;крышка биде для унитаза цена;Покупайте стройматериалы на Авито - плита пзк краснодар.
Технологии

Определение диаметра трубопровода

27 мая 2015
Автор
Автор статьи: Александр Костромицкий

Перейти к каталог трубопроводной арматуры Потеря давления в трубопроводе, кроме прочего, зависит от расхода скорости потока и вязкости среды протекания. Чем больше количество пара, проходящего через трубопровод определённого номинального диаметра, тем выше трение о стенки трубопровода. Иными словами, чем выше скорость пара, тем выше сопротивление или потери давления в трубопроводе.

На сколько высоки могут быть потери давления определяется назначением пара. Если перегретый пар подается через трубопровод к паровой турбине, то потери давления должны быть по возможности минимальными. Такие трубопроводы значительно дороже обычных, причём больший диаметр, в свою очередь, приводит к значительно большим затратам. Инвестиционный расчёт основывается на времени возврата (срок окупаемости) инвестиционного капитала в сравнении с прибылью от работы турбины.

Этот расчёт должен основываться не на средней нагрузке турбины, а исключительно на ее пиковой нагрузке. Если, например, в течении 15 минут набрасывается пиковая нагрузка в 1000 кг пара, то трубопровод должен иметь пропускную способность 60/15x 1000 = 4000 кг/ч.

Расчёт

В главе далее - Работа с конденсатом, поясняется методика расчёт диаметра конденсатопроводов. В расчётах паро- воздухо- и водопроводов действуют примерно те же исходные принципы. В завершении этой темы в этом разделе будут приведены расчеты для определения диаметра паро- воздухо- и водопроводов.

В расчётах диаметров в качестве основной применяется формула:

формула1.jpg

, где:

Q = расход пара, воздуха и воды в м3/с.

D = диаметр трубопровода в м.

v = допустимая скорость потока в м/с.

В практике рекомендуется вести расчет по расходу в м3/ч и по диаметру трубопровода в мм. в этом случае выше приведённая формула расчёта диаметра трубопровода изменяется следующим образом:

формула2.jpg

, где:


D = диаметр конденсатопровода в мм.

Q = расход в м3/ч.

V = допустимая скорость потока в м/с.

Расчет трубопроводов всегда ведется по объёмному расходу (м3/ч), а не по массовому (кг/ч). Если известен только массовый расход, то для пересчёта кг/ч в м3/ч необходимо учитывать удельный объём по таблице пара.

Пример:

Удельный объем насыщенного пара при давлении 11 бар составляет 0,1747 м3/кг. Таким образом, объемный расход от 1000 кг/ч насыщенного пара при 11 бар будет составлять 1000 * 0,1747 = 174,7 м3/ч. Если речь будет идти о таком же количестве перегретого пара при давлении 11 бар и 300 °С, то удельный объём составит 0,2337 м3/кг, а объемный расход 233,7 м3/ч. Таким образом это означает, что один и тот же паропровод не может одинаково подходить для транспорта одного количества насыщенного и перегретого пара.

Также для случая воздуха и других газов расчет необходимо повторить с учетом давления. Производители компрессорного оборудования указывают производительность компрессоров в м3/ч, под которым понимается объем в м3 при температуре 0 °С.

Если производительность компрессора 600 мп3/ч и давление воздуха 6 бар, то объемный расход составляет 600/6 = 100 м3/ч. в этом также заключается основа расчета трубопроводов.

Допустимая скорость потока

Допустимая скорость потока в системе трубопроводов зависит от многих факторов.

  • стоимость установки: низкая скорость потока приводит к выбору большего диаметра.
  • потеря давления: высокая скорость потока позволяет выбрать меньший диаметр, однако вызывает большую потерю давления.
  • износ: особенно в случае конденсата высокая скорость потока приводит к повышенной эрозии.
  • шум: высокая скорость потока увеличивает шумовую нагрузку, напр. Паровой редукционный клапан.

В ниже приведенной таблице представлены данные норм относительно скорости потока для некоторых сред протекания.

Среда

Назначение

Скорость потока в м/с

пар

До 3 бар

10 – 15

3 – 10 бар

15 – 20

10 – 40 бар

20 – 40

Конденсат

Заполненный конденсатом

2

Конденсато-паровая смесь

6 – 10

Питательная вода

Трубопровод всаса

0,5 – 1

Трубопровод подачи

2

Вода

Питьевого качества

0,6

Охлаждение

2

Воздух

Воздух под давлением

6 – 10

* Трубопровод всаса насоса питательной воды: из-за низкой скорости потока низкая потеря давления, что препятствует образованию пузырьков пара на всасе питательного насоса.

4_1.JPG
Нормы для определения скорости потока


Примеры:

a) Вода

Расчет диаметра трубопровода для воды при 100 м3/ч и скорости потока v = 2 м/с.

D = √ 354*100/2 = 133 мм. Выбранный номинальный диаметр DN 125 или DN 150.

b) Воздух под давлением

расчет диаметра трубопровода для воздуха при 600 м3/ч, давление 5 бар и скорости потока 8 м/с.

Перерасчет с нормального расхода 600 м3/ч на рабочий м3/ч 600/5 = 120 м3/ч.

D = √ 354*120/8 = 72 мм. Выбранный номинальный диаметр DN 65 или DN 80.

В зависимости от назначения воды или воздуха выбирается трубопровод DN 65 или DN 80. Необходимо иметь ввиду, что расчет диаметра трубопровода усреднен и не предусматривает случая наступления пиковой нагрузки.

c) Насыщенный пар

Расчет диаметра трубопровода для насыщенного пара при 1500 кг/ч, давлении 16 бар и скорости потока 15 м/с.

В соответствии с таблицей пара удельный объем насыщенного пара при давлении 16 бар составляет v = 0,1237 м3/кг.

D = √ 354*1500*0,1237/15 = 66 мм.

И здесь должен быть решен вопрос DN 65 или DN 80 в зависимости от возможной пиковой нагрузки. В случае необходимости предусматривается также возможность расширения установки в будущем.

d) Перегретый пар

Если в нашем примере пар перегреет до температуры 300 °С, то его удельный объем изменяется на v = 0,1585 м3/кг.

D = √ 354*1500*0,1585/15 = 75 мм, выбирается DN 80.

Изображение 4.9 в форме номограммы показывает, как можно произвести выбор трубопровода без проведения расчета. На изображении 4-10 этот процесс представлен для случая насыщенного и перегретого пара.

е) Конденсат

Если речь идёт о расчёте трубопровода для конденсата без примеси пара (от разгрузки), тогда расчёт ведётся как для воды.

Горячий конденсат после конденсатоотводчика, попадая в конденсатопровод, разгружается в нём. В главе 6.0 Работа с конденсатом поясняется, как определить долю пара от разгрузки.

Правило к проведению расчёта:

Доля пара от разгрузки = (температура перед конденсатоотводчиком минус температура пара после конденсатоотводчика) х 0,2. При расчёте конденсатопровода необходимо учитывать объём пара от разгрузки.

Объём оставшейся воды в сравнении с объёмом пара от разгрузки настолько мал, что им можно пренебречь.

Расчёт диаметра конденсатопровода на расход 1000 кг/ч сконденсированного пара 11 бар (h1 = 781 кДж/кг) и разгруженного до давления 4 бар (h' = 604 кДж/кг,v = 0,4622 м3/кг и r - 2133 кДж/кг).

Доля разгруженного пара составляет: 781 – 604/ 100 % = 8,3%

Количество разгруженного пара: 1000 х 0,083 = 83 кг/ч или 83 х 0,4622 -38 м3/ч. Объёмная доля разгруженного пара составляет около 97 %.

Диаметр трубопровода для смеси при скорости потока 8 м/с:

D = √ 354*1000*0,083*0,4622/8 = 40 мм.

Для сети атмосферного конденсата (v“ = 1,694 м3/кг) доля разгруженного пара составляет:

781 – 418/2258*100 % = 16 % или 160 кг/ч.

В этом случае диаметр трубопровода:

D = √ 354*1000*0,16*1,694/8 = 110 мм.

Источник: "Рекомендации по применению оборудования ARI. Практическое руководство по пару и конденсату. Требования и условия безопасной эксплуатации. Изд. ARI-Armaturen GmbH & Co. KG 2010"

Для более верного выбора оборудования можно обратиться на эл. почту: info@nomitech.ru

комментарии
Комментариев: 14

Из ПВХ какой максимальный диаметр трубопровода можете предложить?

17.09.2018 14:02
Юрий Белоусиков
Юрий Белоусиков

Олег, до 315 мм включительно.

19.09.2018 17:00

Есть трубы подходящие для паропроводов?

04.12.2018 05:14
Александр Костромицкий
Александр Костромицкий

Роман, трубы из стали и нерж. стали наша компания готова поставить. Просим направить запрос на нашу почту info@nomitech.ru

09.04.2020 09:02

Приходится менять часть трубопроводной системы на новую. Причем производитель другой и толщина стенки отличается. По какому диаметру стоит ориентироваться? Предполагаю, что по внутреннему, но тогда возникает вопрос, как осуществить стыковку? Рекомендуем директору заменить весь трубопровод, а не делать вставки из трубопровода, который может как-то отличаться, но...

07.12.2018 23:27
Крючков Павел
Крючков Павел

Ответ на ваш вопрос требует дополнительных данных, просим связаться с нашим специалистом по почте info@nomitech.ru

14.04.2020 11:54

Из полипропилена какие марки поставляете?

10.12.2018 20:09
Александр Костромицкий
Александр Костромицкий

Артем, SupraTherm (Румыния) и Georg Fischer (Швейцария).

15.04.2020 18:06

ARI-Armaturen с перегретым паром как себя ведет?

19.12.2018 04:55
Александр Костромицкий
Александр Костромицкий

Виталий, арматура ARI-Armaturen широко используется в системах с перегретым паром: это ЗРА, конденсатоотводчики до PN630, фильтры, обратные клапаны, предохранительная арматура, дисковые затворы и пр. Будем рады помочь в подборе, проработать Ваш запрос. Наша почта info@nomitech.ru

13.04.2020 09:22

Нужна арматура, способная работать с низкими температурами внешней среды. Будет что предложить?

22.03.2019 16:45
Крючков Павел
Крючков Павел

Ответ на ваш вопрос требует дополнительных данных, просим связаться с нашим специалистом по почте info@nomitech.ru

20.04.2020 11:22

Нужна пластиковая труба и арматура для систем кондиционирования здания. Посоветуйте что-то.

08.09.2019 07:03
Александр Костромицкий
Александр Костромицкий

Ответ на ваш вопрос требует дополнительных данных, просим связаться с нашим специалистом по почте info@nomitech.ru

28.05.2020 10:51
Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад