一般蒸汽管道的流速

一般蒸汽管道的流速

类别最大允许压降流速

kg/cm? 100m m/s (1) 一般

压力等级

0.0~3.5 kg/cm?G 0.06 10.0~35.0 3.5~10.5 kg/cm?G 0.12 10.0~35.0

10.5~21.0 kg/cm?G 0.23 10.0~35.0

>21.0 kg/cm?G 0.35 10.0~35.0 (2) 过热蒸汽

口径(mm)

>200 0.35 40.0~60.0 100~200 0.35 30.0~50.0 <100 0.35 30.0~40.0 (3) 饱和蒸汽

口径(mm)

>200 0.20 30.0~40.0 100~200 0.20 25.0~35.0 <100 0.20 15.0~30.0 (4) 乏汽

排汽管(从受压容器中排出) 80.0

排汽管(从无压容器中排出) 15.0~30.0 排汽管(从安全阀排出) 200.0~400.0 .1 蒸汽网路系统

一、蒸汽网路水力计算的基本公式

计算蒸汽管道的沿程压力损失时，流量、管径与比摩阻三者的关系式如下

R = 6.88×1×K0.25×(Gt2/ρd5.25)， Pa/m (9-1)

d = 0.387×[K0.0476Gt0.381 / (ρR)0.19]， m (9-2)

Gt = 12.06×[(ρR)0.5×d2.625 / K0.125]， t/h (9-3) 式中 R ——每米管长的沿程压力损失(比摩阻)， Pa/m ;

Gt ——管段的蒸汽质量流量，t/h;

d ——管道的内径，m;

K ——蒸汽管道的当量绝对粗糙度，m，取K=0.2mm=2×10-4 m;

ρ ——管段中蒸汽的密度，Kg/m3。

为了简化蒸汽管道水力计算过程，通常也是利用计算图或表格进行计算。附录9-1给出了蒸汽管道水力计算表。二、蒸汽网路水力计算特点

1、热媒参数沿途变化较大

蒸汽供热过程中沿途蒸汽压力P下降，蒸汽温度T下降，导致蒸汽密度变化较大。

2、ρ值改变时，对V、R值进行的修正

在蒸汽网路水力计算中，由于网路长，蒸汽在管道流动

过程中的密度变化大，因此必须对密度ρ的变化予以修正计算。

如计算管段的蒸汽密度ρsh与计算采用的水力计算表中的密度ρbi不相同，则应按下式对附表中查出的流速和比摩阻进行修正。

vsh = ( ρbi / ρsh) • vbi m/s (9-4)

Rsh = ( ρbi / ρsh) • Rbi Pa/m (9-5)

式中符号代表的意义同热水网路的水力计算。 3、K值改变时，对R、Ld 值进行的修正

(1)对比摩阻的修正、

当蒸汽管道的当量绝对粗糙度Ksh与计算采用的蒸汽水力计算表中的

Kbi=0.2mm不符时，同样按下式进行修正:

Rsh=(Ksh / Kbi)0.25 • Rbi Pa/m (9-6) 式中符号代表意义同热水网路的水力计算。

(2)对当量长度的修正

蒸汽管道的局部阻力系数，通常用当量长度表示，同样按下式进行计算。即

Ld = Σξ•d/λ= 9.1•(d1.25/K0.25)•Σξ (9-7) 室外蒸汽管道局部阻力当量长度Ld值，可按附录5-2热水网路局部阻力当量长度表示。但因K值不同，需按下式进行修正。

Lsh.d = (Kbi / Ksh)0.25 •Lbi.d = (0.5/0.2)0.25 •Lbi.d =1.26•

Lbi.d m

式中符号代表意义同热水网路的水力计算。

当采用当量长度法进行水力计算，蒸汽网路中计算管段的总压降为

ΔP = R(L + Ld) = RL zh Pa (9-9)

式中 Lzh ——管段的折算长度， m。

【例题9-1】蒸汽网路中某一管段，通过流量Gt=4.0 t/h ，蒸汽平均密度

ρ=4.0 kg/m3。

(1)如选用φ108×4的管子，试计算其比摩阻R值。 (2)如要求控制比摩阻R 在200Pa/m以下，试选用合适的管径。

【解】(1)根据附录11—1的蒸汽管道水力计算表(ρbi=1.0 kg/m3)，查出当Gt=4.0t/h，公称直经DN100时，

Rbi = 2342.2 Pa/m ;vbi = 142 m/s

管段流过蒸汽的实际密度ρsh=4.0 kg/m3。需要进行修正，得出实际的比摩阻Rsh和流速vsh值为

vsh = ( ρbi / ρsh) • vbi = (1/4)×142 = 35.5 m/s

Rsh = ( ρbi / ρsh) • Rbi = (1/4)×2342.2 = 585.6 Pa/m (2)根据上述计算可见，在相同的蒸汽质量流量Gt和同一管径d条件下，流过的蒸汽密度越大，其比摩阻R及流速v

值越小，呈反比关系。因此，在蒸汽密度ρ=4.0kg/ m3，要求控制的比摩阻为200Pa/m以下，因表中蒸汽密度为ρ=1.0 kg/ m3 ，则表中控制的比摩阻值，相应为200×(4/1)= 800 Pa/m以下。

根据附录9—1，设ρ=1.0 kg/ m3，控制比摩阻R在800Pa/m 以下，选择合适的管径，得出应选用的管道的公称直径为DN125mm，相应的Rbi值及vbi值为Rbi = 723.2 Pa/m ;vbi = 90.6 m/s

最后，确定蒸汽密度ρ=4.0 kg/ m3时的实际比摩阻及流速值。

Rsh = ( ρbi / ρsh) • Rbi = (1/4)×723.2 = 180.8 Pa/m < 200

Pa/m

vsh = ( ρbi / ρsh) • vbi = (1/4)×90.6 = 22.65 m/s

三、蒸汽网路水力计算方法

1、准确的计算方法——按管段取蒸汽的平均密度

ρpj = (ρs + ρm) / 2， kg/m3 (9-10)

式中ρs、ρm ——分别为计算管段始端和末端的蒸汽密度， kg/m3。

逐段进行计算

特点:该方法较准确的计算管段节点蒸汽参数(Ps、Ts),计算较准确。

2、简略计算方法——对整个系统取蒸汽平均密度

ρpj = (ρs + ρm) / 2， kg/m3 (9-11) 式中ρs、ρm ——分别为系统始端和末端的蒸汽密度， kg/m3。

特点:该方法计算误差比较大，但计算工作量小。 3、按一定管长取管段始端的密度

具体取法:每隔50米管长取始端蒸汽的密度，逐段进行计算。

特点:该方法计算的准确性介于上述两者之间。 4、蒸汽网路水力计算的任务要求选择蒸汽网路各管段的管径，以保证各热用户蒸汽流量的使用参数的要求