Опорный конспект дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий», страница 57

3.  При расчёте паропроводов необходимо учитывать изменение средней плотности пара ρср = 0,5(ρн + ρк) по участкам и вносить поправки в удельные потери давления, пропорциональные отношению ρи/ρср = kρ (ρи = 2,45 кг/м3), принята при построении номограммы). При передаче перегретого пара его температура снижается вследствие наружного охлаждения теплопровода. Снижение энтальпии пара на участке можно рассчитать по формуле

Δh = hнhк= ql(1+ μ)∙10-3/G,                                 (4.58)

где hн, hк – энтальпия пара в начале и конце участка, кДж/кг; q – норма плотности теплового потока по СНиП 41-03-2003[55], Вт/м; μ – коэффициент местных потерь теплоты, ориентировочно равный 0,2-0,3; G – расход пара на участке, кг/с. При передаче насыщенного пара происходит его частичная конденсация

Gк = ql (1+ μ)∙10-3/r,                                             (4.59)

где r – скрытая теплота парообразования при pср на участке, кДж/кг.

4.  Расчёт ответвлений. Подобен расчёту основного теплопровода.

Пример гидравлического расчёта водяных ТС приведён на с. 198 в [4]. Рассмотрим пример гидравлического расчёта паропровода.

Пример 4.3. Гидравлический расчёт паропровода по расчётной схеме – рис. 4.17        

Рис. 4.17. Расчётная схема паропровода

Исходные данные:

1. Прокладка паропровода – надземная.

2. Начальные параметры пара у ИТ рн = 1,3 МПа (изб.); tн = 230 °С. Конечное давление у потребителей: I-IV рк = 0,7 МПа (изб.).

3. Расход пара: GI = 25 т/ч = 6,94 кг/с; GII = 10 т/ч = 2,78 кг/с; GIII = 25 т/ч = 6,94 кг/с; GIV = 15 т/ч = 4,17 кг/с.

4. Длина участка, м: l1-2 = 500; l2-3 = 500; l3-4 = 450; l4-IV = 400; l2-I = 100; l3-II = 200; l4-III = 100.

Решение

Участок 1-2

1. Ориентировочное значение Rл в основной магистрали по (4.56) при α = 0,35 (предварительно по табл. 4.4)

Rл = δр/[l (1 + α)] = (1,3 – 0,7)∙106/(1850∙1,7) =  191 Па/м.

2.  Средняя плотность пара на участке 1-2 при абс. давлениях pн/pк = 1,4/1,18 МПа и ρн/ρк = 6,43/5,35 кг/м3 [11] 

ρср = 0,5(ρн + ρк) = 0,5(6,43 + 5,35) = 5,89 кг/м3.

3. Предварительно примем к использованию на участке трубы с dн 325×8 мм (dвн = 309 мм), которой по номограмме при расходе G1-1 = 25+10+20+15 = 70 т/ч = 19,44 кг/с соответствуют исходные значения wи = 107 м/с, Rли = 790 Па/м, которые при приведении к действительной плотности на участке уменьшаться пропорционально kρ = 2,45/5,89 = 0,416 

4. Действительные значения  w, Rл на участке:

w = wи kρ = 107∙0,416 = 44,5 м/с,

Rл = Rли kρ = 790∙0,416 = 329 Па/м.

5. Σξ на участке 1-2 (по табл. 4.1.) – задвижка, три П-образных компенсатора со сварными отводами и тройник (проход)

Σξ = 0,5 + 3∙2,8 + 1 = 9,9.

6. Расчёт lэ (табл. 4.2-4.3) и lпр

lэ = lэ1 Σξ = 17,6∙9,9 = 174 м,

lпр = l + lэ = 500 + 174 = 674 м.

7. Потери давления на участке

δр = Rл lпр = 329∙674 = 221,7∙103 Па = 0,222 МПа.

8. Давление пара в конце участка (абс.)

рк = рнδр = 1,4 – 0,221 = 1,178 МПа,

т.е. практически равно предварительно принятому значению (п. 2)

9. Плотность пара в конце участка по удельному объёму vк при рк и tк (предварительно принята tк = 225 °С) [11] 

ρк = 1/vк = 1/0,187 = 5,35 кг/м3.

10. Энтальпия пара в конце участка по формуле (4,58)

hк = hнΔh = hн - q l (1+ μ)∙10-3/G1-2 = 2884 - 138∙500∙(1 + 0,3) ∙10-3/19,44 = 2879 кДж/кг.

11. Температура пара в конце участка по [11]  tк = 225 °С (совпадет со значением по п. 9).

12. Уточнение средней плотности пара

ρср = 0,5(ρн + ρк) = 0,5(6,43 + 5,35) = 5,89 кг/м3,

т.е. совпадает с ранее использованным значением (п. 2).

Участок 2-3 и т.д.

Расчёт производится по приведённому алгоритму. Результаты расчёта представлены в табл. 4.5.

Особенности гидравлического расчёта конденсатопроводов