饲料厂蒸汽管道设计探讨

饲料厂蒸汽管道布置要点

姚辉冉 牛志强

对于北方饲料厂来说，每一个冬季都是一个考验。冬季可能会出现的油脂难化开、制粒温度上不去、颗粒机容易堵塞等问题，这都影响着饲料厂的正常运作。相对于蒸汽锅炉配置、制粒机配置来讲，设计者往往忽略了从蒸汽锅炉到制粒机之间蒸汽管道的布置，而这一点又恰恰是保证蒸汽质量的关键，蒸汽管道的合理布局不仅可以减少冷凝水的产生，还可以有效清除运输过程所产生的冷凝水。笔者整理了饲料厂蒸汽管道布置应遵循的几点要求，供饲料厂工程设计者参考。

1 保温措施

蒸汽管道未保温或保温层损坏，运行负荷将会是正常保温的14倍以上，暖管时也将需要更多的负荷量，同时保温层的材料和厚度对于保温的效果也有很大影响，应根据当地气候情况来选择合适的保温材料和厚度。一些用于连接管道的法兰处和连接件的保温常被人忽略。现实中的很多锅炉房因为场地或者厂区规划的原因，锅炉房与主车间之间都有很长的距离，因此管道的保温是我们在布置管道时首先要想到的。

2 管道选择

蒸汽系统的管道通常采用符合美标ANSI B 16.9 A 106标准的碳钢管，管道的选型不易过大或过小。管道过大时各种硬件费用高，同时热损失增加，蒸汽管道内形成的冷凝水增加，管道过小时蒸汽流速过大，到达用气点时压力过低，没有足够的蒸汽量，并且容易产生水锤和噪声污染。一般来说，饱和蒸汽在管道的流速控制在25m/s，对于长距离（50m以上）的管道要检查压降。

3 主管道和疏水点

在尽可能的情况下，蒸汽主管道应沿蒸汽流动方向布置有不小于1:100的坡度（每100m有1m的下降）。大口径蒸汽主管道在起机阶段形成的冷凝水量较多，需要每隔30～50m布置疏水点，并且还要布置在管道天然的最低处，这样的坡度可以确保冷凝水在重力和蒸汽流动的作用下流向冷凝水排放点，然后在排放点冷凝水可被安全有效的排除。由于在很多情况下需要蒸汽主管穿越向上的空间，或者现场情况使得蒸汽管道按1:100向下的坡度布置不太现实。在某些情况下冷凝水流向须与蒸汽反向流动，在如此上升管道，建议增加管径以降低蒸汽流速，同时管道坡度不低于1:40，至少每隔15m布置一个疏水点（图1）。

图1 蒸汽主管道安装图

要保证冷凝水能够到达蒸汽疏水阀，在疏水点设计和布置上要精心的考虑，同时要考虑到停机情况下没有蒸汽流动时冷凝水的残留问题，因此药把疏水阀布置在低点的位置，借助重力作用将冷凝水在低点积聚。

疏水管道应连接在主管的底部，根据主管道的口径来确定集水槽的口径和深度。当蒸汽主管口径在100mm以内时，集水槽的口径应不小于主管口径，集水槽的深度不小于主管口径，疏水管道连接位置应至少在距离集水槽底部25-30mm；对于口径更大的蒸汽主管道，集水槽的口径应不小于主管口径的一半，集水槽的深度应不小于主管口径，疏水管道距离集水槽底部至少50mm。集水槽下部的空间可防止管道杂质和水垢进入疏水阀，同时在集水槽的底部加一个盲口法兰或排污阀，以便于清洗（图2）。

图2 疏水点布置图

4 分支管道

分支管道的连接应该从主管道的上方取蒸汽，这样可以得到最干燥的蒸汽。如果从侧面或者最糟的情况是从主管道底部取蒸汽，蒸汽会携带从蒸汽主管而来的冷凝水和管道杂质进入支管，使潮湿、肮脏的蒸汽进入设备，影响到设备短期和长期的工作性能。

如果在分支管道安装阀门，应尽量靠近取气口，这样在阀门关闭一段时间后可以防止冷凝水在分支管道的产生和蓄积（图3）。

图3 分支管道安装图

5 避免水锤的产生

我们时常会听到蒸汽管道里的噪声和震动，这是因为高速流动的冷凝水碰撞管道安装件、阀门或设备时而产生的，也叫做水锤。它在某种程度上会损坏管道和设备，可能造成蒸汽泄漏等情况。要避免这种现象的产生，可以通过良好的工程设计、安装和维护来实现。

5.1 同口径管道连接

不同口径管道的连接很容易被忽视，大多都是根据经验进行同心缩径连接，这样很容易在连接处宽口径管道处蓄积冷凝水，造成水锤的产生（图4）。在不同口径管道连接时，需要偏心缩径连接，使管道底部处于同一平面（图5）。

图4 同心缩径

图5 偏心缩径

5.2 汽水分离器

汽水分离器既可以排除管壁上的水滴，也能排除悬浮于蒸汽中的水雾，以保证获得干燥的蒸汽。在蒸汽主管道上安装汽水分离器可消除水锤现象的产生和影响，同时比增加管道口径和布置集水槽价格更便宜一些。通常我们在控制阀、流量计和设备前推荐安装汽水分离器，可以确保蒸汽输送系统产生的冷凝水被排除。

5.3 过滤器

安装新管道时，经常在管道内会发现铸件砂眼、包装、接头、金属屑、焊渣等碎片，甚至螺栓螺母都残留在管道内。在老的管路内经常有铁锈，在水质较硬的区域还容易沉淀碳酸盐水垢。有时水垢变得松动，随流动的蒸汽沿着管道进入用汽设备，将造成阀门无法正常开启/关闭。同时由于抽丝现象—蒸汽和水的混合物高速通过一个部分开启的阀门所引起的冲蚀作用—也会造成用汽设备的永久损坏。一旦发生了抽丝现象，阀门将无法紧密关闭，即使阀座上的杂质去除以后也是如此。因此有必要在每个疏水阀、流量计、减压阀和调节阀之前安装与管道同径的过滤器。

但在安装过滤器时，过滤网处在管道下部的现象普遍存在，这样冷凝水会再过滤网处积蓄，不容易排除，会造出水锤情况出现。正确的过滤器的滤网应当水平安装，以减少冷凝水在过滤器中蓄积。

6 疏水阀的选择

在选择主管道、汽水分离器等部位的疏水阀时，应该充分考虑排放温度、外界气温和水锤现象等综合因素，合理选择疏水阀。适用于蒸汽主管的疏水阀有浮球疏水阀、倒吊桶疏水阀或者热动力疏水阀；适用于汽水分离器的疏水阀有浮球疏水阀；适用于把冷凝水排放至满溢的冷凝水回收管时的疏水阀有热静力疏水阀。

7 小结

为在使用前获取干燥饱和蒸汽，用来加工优质全价的饲料，饲料厂蒸汽管道一切布置都是围绕着减少冷凝水为主要目的。可以归纳为：管道保温必须做，主管选择要适合；疏水应在低位点，集水槽也不小看；尽量减少冷凝水，分支管道在管上；避免水锤有绝招，不同口径偏心连，汽水分离是首选，过滤器平行装，疏水阀认真选。蒸汽工程设计合理与否直接影响着饲料厂正常的生产运转，需要引起饲料厂工程设计人员足够的重视。

（参考文献略）