|
冷凝水回收管道的布置
冷凝水回收管道沒(méi)有固定的模式，主要取決于工作壓力、進(jìn)口蒸汽疏水閥的特性、冷凝水回收主管和設(shè)備的相對(duì)位置、冷凝水回收管的壓力，所以*好首先考慮好需要達(dá)到什么目的，然后再設(shè)計(jì)滿足實(shí)際要求的*佳
布置方式。
主要目標(biāo)是:
口設(shè)備中不能積聚冷凝水，除非設(shè)備設(shè)計(jì)上允許這樣，一般情況下設(shè)備設(shè)計(jì)是不允許積水的，如果積水就會(huì)降低性能，腐蝕管道、配件和設(shè)備。
口蒸汽主管中更不能允許積水，因?yàn)槔淠诟咚倭鲃?dòng)的蒸汽攜帶下會(huì)導(dǎo)致管道水錘現(xiàn)象。根據(jù)其自然特性，冷凝水管道系統(tǒng)主要分成4種，這4種管道系統(tǒng)可見(jiàn)圖
至疏水閥的排水管
在這類管道中，冷凝水和不凝結(jié)性氣體從用汽設(shè)備的出口排向疏水閥。如果排水管口徑正確，設(shè)備的壓力和疏水閥內(nèi)的壓力相同，冷凝水不會(huì)閃蒸成蒸汽。冷凝水在重力作用下沿管道流動(dòng)，所以疏水閥應(yīng)安裝在設(shè)備出口的下端，疏水閥的排放管應(yīng)在疏水閥的下端(2.10節(jié)中油罐加熱盤管除外)。
疏水閥的形式(熱動(dòng)力、熱靜力和機(jī)械式)可能會(huì)影響管道的布置。
熱靜力式疏水閥
熱靜力式疏水閥排放的冷凝水溫度低于飽和溫度，這會(huì)使疏水閥前冷凝水管積水，甚至經(jīng)常會(huì)使前端設(shè)備積水。
在有些應(yīng)用中低于飽和溫度排水有很大的優(yōu)勢(shì)，這樣疏水閥后的排放管中就會(huì)產(chǎn)生更少的閃蒸蒸汽。冷凝水回收主管水流也比較平和。如果冷凝水直排大氣，使用熱靜力式疏水閥可以比機(jī)械式疏水閥少浪費(fèi)熱量，因?yàn)檫@樣可以利用水中的部分顯熱，例如蒸汽管線伴熱的應(yīng)用。
除非有很長(zhǎng)或足夠大的冷卻段，否則熱靜力式疏水閥不能用于蒸汽主管疏水或換熱器疏水。而實(shí)際上增加冷卻段往往是不切實(shí)際的，如例
例
一個(gè)30 kW的空氣加熱器裝有DN15的熱靜力式疏水閥，低于飽和溫度13℃排放冷凝水，工作壓力為3 bar g，環(huán)境溫度為150C ,閥前排水管的熱量損失為20W/(m2·℃)。請(qǐng)確定疏水閥前15mm冷凝水排放管的長(zhǎng)鷹水蒸汽表3 bar g:
飽和溫度=1440C
疏水閥的排放溫度=144一130C=1310C
蒸發(fā)燴(hrg)=2 133.24 kJ/kg
可以根據(jù)公式2.8.1熱負(fù)荷計(jì)算蒸汽的流量:
蒸汽流量(kg/h)=
負(fù)荷kW x 3600
公式2.8.1
蒸汽流量(kg/h) _
熱負(fù)荷kW x 3600 (s/h)
互行貝何
蒸汽流量(kg/h)
蒸汽流量(kg/h)=
30 x 3600
2133.24
50.6 kg/h(=0.0141 kg/s)
由于疏水閥在131℃下排水，而換熱器的出口為飽和水，需通過(guò)排放管向環(huán)境散發(fā)熱量降溫，這樣才不會(huì)使換熱器積水，可通過(guò)下式2.6.5計(jì)算需要散失的熱量。
Q一m cP △T
公式2.6.5
式中:
Q=平均換熱量(kW);
m=平均二次側(cè)流量(kg/s);
Cp=二次側(cè)流體的比熱容(kJ/(kg " K))或(kJ/(kg " 0C))水為4.19;
△T=二次側(cè)流體的溫升(K或℃)。
△T為130C 0
Q=0.0141 kg/s x 4.19 kJ/kg0C x 130C
O=0.768 kW
這些熱量在閥前冷凝水排放管中散失。
排水管中冷凝水的平均溫度=
144+131
2
=137.50C
管道表面的熱量散失量可用公式2.5.3計(jì)算
Q=UA△T
公式2.5.3
式中
Q=單位時(shí)間內(nèi)換熱量(W(J/s) );
U=換熱系數(shù)(W/(m2·K)至W/(m2·℃));
A=換熱面積(m2);
△T=兩種介質(zhì)溫差(K或℃)。
注:
如果0丁為平均溫差江丁LM或0丁AM)，則Q為平均換熱量傳遞量(Q耐
公式2.5.3中八丁是冷凝水溫度和環(huán)境溫度的差值=137.5℃一150C=122.50C
這樣的管道長(zhǎng)度(4.7m)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中是不切實(shí)際的，有兩種選擇，一種就是增加管道直徑，這是不切實(shí)際;另一種就是安裝合適的疏水閥，如浮球一熱靜力式疏水閥，它能在飽和溫度排水，無(wú)需冷卻段。
如果需要使用熱靜力式疏水閥，從加熱器出口到熱靜力式疏水閥的管道一般不超過(guò)2m，因此需要計(jì)算管道口徑。管道上的散熱損失不變，總散熱面積也不變，但隨管道口徑增加每米長(zhǎng)度的表面積可以增加。
需要的表面積/長(zhǎng)度= 0.313 m2
2m
需要的表面積/長(zhǎng)度=0.157m2加
根據(jù)2.10.3可以得出管道的*小口徑為50mm，同樣這也不切合實(shí)際。
簡(jiǎn)單而又便宜的方法就是選擇正確的疏水閥，比起選擇了錯(cuò)誤的疏水閥，然后又采用了得不償失的補(bǔ)救措施要明智得多。
熱動(dòng)力式疏水閥
這種疏水閥是間歇性排放，關(guān)閉時(shí)積聚冷凝水。但這種疏水閥結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固結(jié)實(shí)，抗冰凍，熱損失小。這種疏水閥不適合排放冷凝水至滿溢管內(nèi)，在本章后面內(nèi)容將會(huì)介紹。
機(jī)械式疏水閥
機(jī)械式疏水閥可連續(xù)排水，例如浮球一熱靜力式疏水閥，而且還可以排除空氣，一般是*好的選擇。
大多數(shù)浮球式蒸汽疏水閥有兩種基本流向布置，冷凝水經(jīng)疏水閥水平或垂直流動(dòng)。部分倒吊桶式疏水閥的進(jìn)口位于閥底部，而出口位于閥頂部。很明顯，疏水閥的連接形式將會(huì)影響冷凝水管道的布置。
排水管道應(yīng)盡可能短，不應(yīng)長(zhǎng)于2m。如果從設(shè)備到疏水閥的排水管道較長(zhǎng)，將會(huì)充滿蒸汽阻止冷凝水到達(dá)疏水閥，這稱為蒸汽汽鎖。為避免出現(xiàn)這種情況，排水管越短越好(見(jiàn)圖14.2.2 )，但是在有些場(chǎng)合會(huì)不可避免的使用長(zhǎng)的排水管，這時(shí)可以使用帶破蒸汽汽鎖裝置的浮球式疏水閥。如果可能還是要盡量選擇合適的管道長(zhǎng)度，避免汽鎖發(fā)生。
用汽設(shè)備和蒸汽主管的疏水管道布置不同，下面將詳細(xì)說(shuō)明。
用汽設(shè)備的出口至疏水閥的垂直管道長(zhǎng)度一般為10倍的管道直徑，如果疏水閥選型且安裝正確，可避免設(shè)備底部積水引發(fā)的腐蝕和水錘現(xiàn)象。同時(shí)也可以提供一個(gè)較小的靜壓頭，在啟動(dòng)階段蒸汽壓力較低時(shí)幫助排出冷凝水，水平排水管道應(yīng)稍向下傾斜
疏水閥排放管也應(yīng)該略向下傾斜，如果是短管，肉眼要能看出傾斜，如果是長(zhǎng)管傾斜度約為1:70，即每7m下降100mm.疏水閥后排放管道要輸送冷凝水、閃蒸蒸汽和其他不凝性氣體
排放至滿溢收回管
咱們不主張把疏水閥銜接至滿溢收回管，尤其是在飽滿溫度鄰近噴排的疏水閥(熱動(dòng)力或倒吊桶式疏水閥)。
滿溢的冷凝水收回管，例如泵后的冷凝水管或有向上提升的冷凝水管，這些管道一般和蒸汽主管線平行安置，因而很多時(shí)分錯(cuò)誤地把主管疏水簡(jiǎn)略地接入這些管道。體積很大的閃蒸蒸汽進(jìn)入到滿溢管后，會(huì)帶著冷凝水沿管道疾速行進(jìn)，引發(fā)水錘表象和噪聲，并導(dǎo)致管道機(jī)械故障。
公共收回管
當(dāng)各路的疏水聚集到搜集點(diǎn)時(shí)，比如開式集水槽，需求運(yùn)用一根銜接各疏水閥的公共管道，參見(jiàn)圖14.2.6/7/8/10，管道口徑完全按14.3節(jié)所述斷定。
噴排式疏水閥
假如運(yùn)用噴排式疏水閥，(熱動(dòng)力或倒吊桶式疏水閥)則發(fā)作的反效果力和速度都會(huì)很高，疏水閥之后的管道和公共管以斜“丁”形銜接可削減該點(diǎn)的機(jī)械力和沖蝕
接連排放的疏水閥
假如由于某種原因，不能選用斜“尸形銜接，可運(yùn)用接連排放的浮球一熱靜力式疏水閥(見(jiàn)圖14.2.7)，這樣
滿溢管能夠更簡(jiǎn)單吸收來(lái)自疏水閥的接連能量。
假如蒸汽和冷凝水主管之間的壓差較大，可運(yùn)用消音器以緩沖活動(dòng)的沖擊，削減沖蝕和噪聲。
另一個(gè)挑選即是運(yùn)用熱靜力式疏水閥，在低于飽滿溫度下排放冷凝水，這樣可削減閃蒸蒸氣(見(jiàn)圖14.2.8)。為防止蒸汽主管積水，需在主管下部安裝集水槽，外加2}3m的冷卻段將冷凝水冷卻到排放溫度。
假如蒸汽主管有積水的風(fēng)險(xiǎn)則不大概運(yùn)用熱靜力式疏水閥。
溫控設(shè)備的疏水一經(jīng)過(guò)疏水閥排至滿溢管
溫度控制的制程由于選用溫度控制閥會(huì)對(duì)蒸汽發(fā)作節(jié)省效果，這樣就有可能呈現(xiàn)體系失流，冷凝水中止活動(dòng)，疏水閥無(wú)法進(jìn)行疏水的表象，失流疑問(wèn)已在13章中具體解釋過(guò)了。
當(dāng)換熱器內(nèi)的蒸汽壓力不足以推進(jìn)冷凝水時(shí)就發(fā)作了失流。當(dāng)設(shè)備的負(fù)荷改變很大時(shí)很簡(jiǎn)單呈現(xiàn)失流工況。
并不是一切的溫控體系都會(huì)發(fā)作失流，但是冷凝水管道背壓會(huì)影響疏水閥的疏水，反過(guò)來(lái)就會(huì)影響制程的熱量傳遞(見(jiàn)圖14.2.9 )。
所以冷凝水排放管大概像圖14.2.10那樣安置，這樣冷凝水就不會(huì)充溢整個(gè)管道。
不相同壓力下的冷凝水排放管
只需滿意如下條件，來(lái)自多個(gè)溫控設(shè)備的冷凝水能夠接到同一根公共收回管道上。
口規(guī)劃上沿活動(dòng)方向向搜集點(diǎn)有必定的傾斜度;
口口徑挑選適宜，可滿意滿負(fù)荷時(shí)閃蒸蒸汽的需求。
銜接來(lái)自不相同壓力下的疏水閥排放管到公共管上的理念有時(shí)會(huì)引起誤解。
假如銜接支管和公共管口徑挑選正確，每個(gè)疏水閥的下流壓力實(shí)際上是相同的，但假如選型偏小，冷凝水和閃蒸蒸汽的活動(dòng)將會(huì)受到限制，添加的活動(dòng)阻力構(gòu)成額定的背壓，進(jìn)而疏水閥的疏水就會(huì)受到限制。冷凝水管道體系的每一部分在斷定口徑時(shí)，都要考慮呈現(xiàn)有必定流速的閃蒸蒸汽，高壓疏水閥
所以管道口徑要正確，沿活動(dòng)方向有必定傾斜度
泵后收回管
冷凝水收回體系中，閃蒸蒸汽能夠經(jīng)過(guò)集水槽排至大氣，剩余熱的冷凝水能夠泵送到適宜的集水箱，如鍋爐給水箱。水泵后邊的冷凝水收回管道充溢100℃以下的冷凝水，所以不會(huì)生成閃蒸汽。
由于機(jī)械泵根據(jù)需求開關(guān)，泵后的收回管道水流是間歇性的，泵的排放速度比冷凝水進(jìn)入泵的速度要高。因而泵的排放速度而非冷凝水進(jìn)入泵的速度將決議泵后管道的尺寸。
關(guān)于怎么泵送冷凝水將在14.4節(jié)從開式集水箱泵送冷凝水中作具體評(píng)論。 以上內(nèi)容由彪維公司（www.bilwe.com）編寫，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明文章出處。 |
全國(guó)服務(wù)電話：021-51602737
