Linia parowa- rurociąg do transportu pary.
Rurociągi parowe są instalowane w następujących lokalizacjach:
1. przedsiębiorstwa wykorzystujące parę do zasilania pary technologicznej (instalacje parowo-kondensatowe w fabrykach wyrobów żelbetowych, instalacje parowo-kondensatowe w zakładach przetwórstwa rybnego, instalacje parowo-kondensatowe w mleczarniach, instalacje parowo-kondensatowe w zakładach mięsnych, instalacje parowo-kondensatowe w fabrykach przemysłu farmaceutycznego, instalacjach parowo-kondensacyjnych w zakładach kosmetycznych, instalacjach parowo-kondensacyjnych w pralniach)
2. w systemach ogrzewania parowego fabryk i przedsiębiorstw przemysłowych. Był używany w przeszłości, ale nadal jest używany w wielu przedsiębiorstwach. Z reguły kotłownie fabryczne budowano według rysunków standardowych, wykorzystując kotły DKVR do zasilania i ogrzewania pary technologicznej. Obecnie nawet w tych przedsiębiorstwach i fabrykach, gdzie istnieje taka potrzeba parę technologiczną zaczęło być nieobecne, ogrzewanie nadal odbywa się za pomocą pary. W niektórych przypadkach jest to nieskuteczne bez powrotu kondensatu.
3. w elektrowniach cieplnych do dostarczania pary do turbin parowych w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Linie parowe służą do przesyłania pary z kotłowni (kotłów parowych i wytwornic pary) do odbiorców pary.
Głównymi elementami rurociągu parowego są:
1.rury stalowe
2. elementy łączące(kolana, łuki, kołnierze, kompensatory rozszerzalności cieplnej)
3. zawory odcinające i odcinająco-sterujące (zasuwy, zawory, zawory)
4. armatura do usuwania kondensatu z rurociągów pary - łapacze kondensatu, separatory,
5. Urządzenia do obniżania ciśnienia pary do wymaganej wartości - regulatory ciśnienia
6. Mechaniczne filtry zanieczyszczeń z wymiennymi elementami filtrującymi do czyszczenia pary przed reduktorami ciśnienia.
7. elementy mocujące – podpory ślizgowe i stałe, zawieszenia i mocowania,
8. Izolacja termiczna rurociągów parowych - stosuje się bazalt odporny na temperaturę wełna mineralna Stosowany jest również sznur z wełny mineralnej lub Parok, azbestowy.
9.przyrządy kontrolno-pomiarowe (oprzyrządowanie) - manometry i termometry.
Wymagania dotyczące projektowania, budowy, materiałów, produkcji, instalacji, naprawy i eksploatacji rurociągów parowych regulują dokumenty regulacyjne.
- Rurociągi transportujące parę wodną o ciśnieniu roboczym większym niż 0,07 MPa (0,7 kgf/cm2) podlegają „Przepisom budowy i bezpieczna obsługa rurociągi parowe i tarapaty„(PB 10-573-03).
-Obliczenia wytrzymałościowe takich rurociągów parowych przeprowadza się zgodnie z „Normami obliczeń wytrzymałościowych kotłów stacjonarnych oraz rurociągów pary i gorącej wody” (RD 10-249-98).
Rurociągi parowe są poprowadzone z uwzględnieniem wykonalność techniczna układanie wzdłuż najkrótszej ścieżki układania, aby zminimalizować straty ciepła i energii wynikające z długości układania i oporu aerodynamicznego ścieżki pary.
Połączenie elementów rurociągu parowego odbywa się za pomocą złączy spawanych. Montaż kołnierzy podczas instalowania rurociągów parowych jest dozwolony tylko w przypadku łączenia rurociągów parowych z armaturą.
Podpory i wieszaki rurociągów parowych mogą być ruchome lub stałe. Między sąsiadami podpory stałe na prostym odcinku, w kształcie liry lub Kompensatory w kształcie litery U], które zmniejszają skutki odkształcenia rurociągu pary pod wpływem nagrzewania (1 m rurociągu pary wydłuża się średnio o 1,2 mm przy podgrzaniu o 100°).
Rurociągi parowe instaluje się ze spadkiem, a w najniższych punktach instaluje się łapacze kondensatu w celu usunięcia kondensatu powstającego w rurach. Poziome odcinki rurociągu parowego muszą mieć spadek co najmniej 0,004. Na wejściu rurociągów parowych do warsztatów, na wyjściu rurociągów parowych z kotłowni, przed urządzeniami odbierającymi parę, instaluje się separatory pary w komplecie z łapaczami kondensatu. .
Wszystkie elementy rurociągów parowych muszą być pokryte izolacją termiczną. Izolacja termiczna chroni personel przed poparzeniem. Izolacja termiczna zapobiega nadmiernej kondensacji.
Rurociągi parowe są niebezpiecznym obiektem produkcyjnym i muszą być zarejestrowane w specjalistycznej rejestracji oraz organy nadzorcze(w Rosji - administracja terytorialna Rostechnadzor). Pozwolenie na eksploatację nowo instalowanych rurociągów parowych wydawane jest po ich rejestracji i badaniu technicznym.
Grubość ścianki rurociągu parowego, zgodnie z warunkami wytrzymałościowymi, nie może być mniejsza niż gdzie
P - projektowe ciśnienie pary,
D- OD linie parowe,
φ - współczynnik wytrzymałości obliczeniowej z uwzględnieniem spoiny i osłabienie sekcji,
σ - dopuszczalne naprężenie w metalu rurociągu parowego przy temperatura projektowa para.
Średnicę rurociągu parowego określa się zazwyczaj na podstawie maksymalnego godzinowego przepływu pary oraz dopuszczalnych strat ciśnienia i temperatury, stosując metodę prędkości lub metodę spadku ciśnienia. Metoda szybkości.
Po ustaleniu prędkości przepływu pary w rurociągu należy z równania wyznaczyć jego średnicę wewnętrzną przepływ masowy na przykład zgodnie z wyrażeniem:
D= 1000 √ , mm
Gdzie Przepływ masowy G para, t/godzina;
W-prędkość pary, m/s;
ρ - gęstość pary, kg/m3.
Wybór prędkości pary w rurociągach parowych jest ważny.
Według SNiP 2-35-76 zalecane są prędkości pary nie większe niż:
- dla pary nasyconej 30 m/s (dla rur o średnicy do 200 mm) i 60 m/s (dla rur o średnicy powyżej 200 mm),
- dla pary przegrzanej 40 m/s (dla rur o średnicy do 200 mm) i 70 m/s (dla rur o średnicy powyżej 200 mm).
Fabryki produkujące urządzenia parowe zalecają, aby przy doborze średnicy rurociągu parowego prędkość pary mieściła się w przedziale 15-40 m/s. Dostawcy mieszanych wymienników ciepła para-woda zalecają zabranie maksymalna prędkość para 50 m/s.
Istnieje również metoda spadku ciśnienia oparta na obliczeniu strat ciśnienia spowodowanych oporami hydraulicznymi rurociągu parowego. Aby zoptymalizować dobór średnicy przewodu parowego, warto także ocenić spadek temperatury pary w przewodzie parowym, biorąc pod uwagę zastosowaną izolację termiczną. W takim przypadku wybór staje się możliwy optymalna średnica w odniesieniu do spadku ciśnienia pary do spadku jej temperatury na jednostkę długości przewodu pary (uważa się, że optymalnie jest, jeśli dP/dT = 0,8...1,2).
Właściwy dobór kotła parowego i wytwarzanego przez niego ciśnienia pary, dobór konfiguracji i średnic rurociągów parowych, urządzeń parowych według klasy i producenta, to elementy składowe dobrego funkcjonowania układu para-kondensat w przyszłości.
Ze wzoru (6.2) jasno wynika, że straty ciśnienia w rurociągach są wprost proporcjonalne do gęstości chłodziwa. Zakres wahań temperatury w sieciach ciepłowniczych wody. W tych warunkach gęstość wody wynosi .
Gęstość pary nasyconej wynosi 2,45, tj. około 400 razy mniej.
Dlatego przyjmuje się, że dopuszczalna prędkość ruchu pary w rurociągach jest znacznie wyższa niż w sieciach podgrzewania wody (około 10-20 razy).
Osobliwość obliczenia hydrauliczne rurociągu parowego należy uwzględnić przy określaniu strat hydraulicznych zmiany gęstości pary.
Przy obliczaniu rurociągów parowych gęstość pary określa się w zależności od ciśnienia zgodnie z tabelami. Ponieważ ciśnienie pary zależy z kolei od strat hydraulicznych, rurociągi parowe oblicza się metodą kolejnych przybliżeń. W pierwszej kolejności określa się straty ciśnienia w danym obszarze, na podstawie ciśnienia średniego określa się gęstość pary, a następnie oblicza się rzeczywiste straty ciśnienia. Jeżeli błąd okaże się nie do zaakceptowania, przeprowadzane jest ponowne obliczenie.
Przy obliczaniu sieci parowych podaje się natężenie przepływu pary, jej ciśnienie początkowe oraz ciśnienie wymagane przed instalacjami wykorzystującymi parę.
Konkretna dostępna strata ciśnienia w głównej i poszczególnych sekcjach projektowych, , jest określona przez dostępny spadek ciśnienia:
, (6.13)
gdzie jest długość głównej autostrady osadniczej, M; dla rozgałęzionych sieci parowych przyjmuje się wartość 0,5.
Średnice rurociągów parowych dobiera się zgodnie z nomogramem (ryc. 6.3) z równoważną chropowatością rury mm i gęstość pary kg/m 3. Prawdziwe wartości R. D a prędkości pary oblicza się na podstawie średniej rzeczywistej gęstości pary:
gdzie i wartości R i , znalezione na ryc. 6.3. Jednocześnie sprawdza się, czy rzeczywista prędkość pary nie przekracza wartości maksymalnej dopuszczalne wartości: dla pary nasyconej SM; za przegrzanie SM(wartości w liczniku przyjmowane są dla rurociągów parowych o średnicy do 200 mm, w mianowniku - ponad 200 mm, w przypadku zakrętów wartości te można zwiększyć o 30%).
Ponieważ wartość nie jest znana na początku obliczeń, podaje się ją z późniejszymi wyjaśnieniami za pomocą wzoru:
, (6.16)
Gdzie , środek ciężkości para na początku i na końcu sekcji.
1. Jakie są zadania obliczeń hydraulicznych rurociągów sieci ciepłowniczej?
2. Jaka jest względna równoważna chropowatość ścianki rurociągu?
3. Podaj główne zależności obliczeniowe do obliczeń hydraulicznych rurociągów sieci podgrzewania wody. Jaka jest konkretna liniowa strata ciśnienia w rurociągu i jaki jest jej wymiar?
4. Podaj wstępne dane do obliczeń hydraulicznych rozgałęzionej sieci ciepłowniczej. Jaka jest kolejność poszczególnych transakcji rozliczeniowych?
5. Jak wykonuje się obliczenia hydrauliczne sieć parowa dostawa ogrzewania?
Obliczenia hydrauliczne rurociągów parowych dla instalacji ciepłowniczych nisko i niskoparowych wysokie ciśnienie.
W miarę przemieszczania się pary wzdłuż odcinka jej ilość zmniejsza się w wyniku towarzyszącej jej kondensacji, a jej gęstość również maleje w wyniku utraty ciśnienia. Spadkowi gęstości towarzyszy wzrost, pomimo częściowej kondensacji, objętości pary w kierunku końca odcinka, co prowadzi do wzrostu prędkości ruchu pary.
W systemie niskie ciśnienie przy ciśnieniu pary 0,005-0,02 MPa te złożone procesy powodują prawie nieistotne zmiany parametrów pary. Dlatego przyjmuje się, że natężenie przepływu pary jest stałe w każdej sekcji, a gęstość pary jest stała we wszystkich sekcjach systemu. W tych dwóch warunkach obliczenia hydrauliczne rurociągów parowych przeprowadza się zgodnie z konkretną liniową stratą ciśnienia, w oparciu o obciążenia termiczne sekcji.
Obliczenia rozpoczynają się od najbardziej niekorzystnie położonego odgałęzienia rurociągu parowego urządzenie grzewcze, czyli urządzenie znajdujące się najdalej od kotła.
Do obliczeń hydraulicznych rurociągów pary niskociśnieniowej należy skorzystać z tabeli. 11,4 i 11,5 (patrz Poradnik Projektanta), obliczone przy gęstości 0,634 kg/m 3, odpowiadającej średniemu nadciśnieniu pary 0,01 MPa i równoważnej chropowatości rury k E = 0,0002 m (0,2 mm). Tabele te mają strukturę podobną do tabeli. 8.1 i 8.2 różnią się wielkością strat tarcia właściwego ze względu na różne wartości gęstości i lepkości kinematycznej pary oraz współczynnika tarcia hydraulicznego λ do rur Tabele uwzględniają obciążenia cieplne Q, W i prędkość pary w, SM.
W instalacjach nisko- i wysokociśnieniowych, w celu uniknięcia hałasu, ustala się maksymalną prędkość pary: 30 m/s, gdy para i towarzyszący jej kondensat poruszają się w rurze w tym samym kierunku, 20 m/s, gdy poruszają się w przeciwnym kierunku.
Aby uzyskać wskazówki przy doborze średnicy rurociągów parowych, należy obliczyć, podobnie jak przy obliczaniu systemów podgrzewania wody, średnią wartość możliwej właściwej liniowej straty ciśnienia R avg, korzystając ze wzoru
Gdzie r P- początkowe nadciśnienie pary, Pa; Σ l para - całkowita długość odcinki rurociągu parowego do najdalszego urządzenia grzewczego, m.in.
Do pokonania oporów nieuwzględnionych w obliczeniach lub wprowadzonych do układu podczas jego montażu należy pozostawić rezerwę ciśnienia do 10% obliczonej różnicy ciśnień, czyli sumę liniowych i lokalnych strat ciśnienia wzdłuż głównego kierunku projektowego należy będzie około 0,9 (p P - r pr).
Po obliczeniu odgałęzienia rurociągu pary do najbardziej niekorzystnie położonego urządzenia przystępują do obliczenia odgałęzień rurociągu pary do innych urządzeń grzewczych. Obliczenia te sprowadzają się do powiązania strat ciśnienia na równolegle połączonych odcinkach gałęzi głównej (już obliczonej) i wtórnej (do obliczenia).
Przy łączeniu strat ciśnienia na połączonych równolegle odcinkach rurociągów parowych dopuszczalna jest rozbieżność do 15%. Jeżeli nie jest możliwe zrównoważenie strat ciśnienia, należy zastosować podkładkę dławiącą (§ 9.3). Średnicę otworu podkładki dławiącej dw, mm określa się ze wzoru
gdzie Q uch – obciążenie termiczne przekrój, W, ∆р w – nadciśnienie, Pa, podlegające dławieniu.
Zaleca się stosowanie podkładek w celu usunięcia nadciśnienia przekraczającego 300 Pa.
Obliczanie rurociągów parowych dla systemów wysokiego i wysokiego ciśnienia przeprowadza się z uwzględnieniem zmian objętości i gęstości pary przy zmianie jej ciśnienia oraz spadku zużycia pary w wyniku związanej z nią kondensacji. W przypadku, gdy znane jest początkowe ciśnienie pary p P i określone jest ciśnienie końcowe przed urządzeniami grzewczymi p PR, obliczenia rurociągów pary wykonuje się przed obliczeniem rurociągów kondensatu.
Średnie szacowane natężenie przepływu pary na danym obszarze jest określone przez przepustowe natężenie przepływu G końca połowy natężenia przepływu pary utraconej podczas towarzyszącej kondensacji:
Guch=G con +0,5 G P.K. ,
Gdzie G P.K to dodatkowa ilość pary na początku odcinka, określona wzorem
G P.K = Q tr /r;
R- ciepło właściwe odparowanie (kondensacja) pod ciśnieniem pary na końcu sekcji; Qtr - przenikanie ciepła przez ścianę rury w obszarze; gdy znana jest już średnica rur; w przybliżeniu przyjęte zgodnie z następującymi zależnościami: przy D y = 15-20 mm Q tr = 0,116Q con; przy D y =25-50 mm Q tr =0,035Q con; przy D y >50mm O tr =0,023Q con (Q con - ilość ciepła, jaką należy dostarczyć do urządzenia lub do końca odcinka przewodu parowego).
Obliczenia hydrauliczne wykonuje się metodą zredukowanej długości, którą stosuje się w przypadku, gdy główne są liniowe straty ciśnienia (około 80%), a straty ciśnienia w oporach lokalnych są stosunkowo małe. Początkowy wzór na określenie straty ciśnienia w każdej sekcji
Obliczając liniowe straty ciśnienia w rurociągach parowych, skorzystaj z tabeli. II.6 z Poradnika Projektanta opracowanego dla rur o równoważnej chropowatości powierzchnia wewnętrzna k e =0,2 mm, po którym porusza się para o warunkowo stałej gęstości 1 kg/m 3 [nadciśnienie takiej pary wynosi 0,076 MPa, temperatura 116,2 0 C, lepkość kinematyczna 21*10 -6 m 2 /s]. W tabeli uwzględniono natężenie przepływu G, kg/h oraz prędkość ruchu ω, m/s, pary. Aby wybrać średnicę rury z tabeli, należy obliczyć średnią wartość warunkową określonej liniowej straty ciśnienia
gdzie ρ av - średnia gęstość pary, kg/m 3, przy jej średnim ciśnieniu w systemie
0,5 (Рп+Р PR); ∆р para – strata ciśnienia w przewodzie pary od punkt grzewczy do najdalszego (końcowego) urządzenia grzewczego; p PR – wymagane ciśnienie przed zaworem urządzenia końcowego, przyjęte równe 2000 Pa w przypadku braku syfonu kondensatu za urządzeniem i 3500 Pa przy zastosowaniu termostatycznego syfonu kondensatu.
Korzystając z tabeli pomocniczej, w zależności od średniego obliczonego natężenia przepływu pary, uzyskuje się warunkowe wartości właściwej liniowej straty ciśnienia Rconv i prędkości pary ω conv. Przejście od wartości warunkowych do wartości rzeczywistych odpowiadających parametrom pary w każdej sekcji odbywa się zgodnie ze wzorami
gdzie rav.uch to rzeczywista średnia wartość gęstości pary w zakładzie, kg/m 3 ; określona na podstawie jego średniego ciśnienia na tym samym obszarze.
Rzeczywista prędkość pary nie powinna przekraczać 80 m/s (30 m/s w układzie wysokociśnieniowym), gdy para i towarzyszący jej kondensat poruszają się w tym samym kierunku oraz 60 m/s (20 m/s w układzie wysokociśnieniowym). gdy poruszają się w przeciwnym kierunku.
Zatem obliczenia hydrauliczne przeprowadza się poprzez uśrednienie wartości gęstości pary w każdej sekcji, a nie dla systemu jako całości, jak ma to miejsce w przypadku obliczenia hydrauliczne systemy ogrzewania wodnego i niskociśnieniowego ogrzewania parowego.
Straty ciśnienia w oporach lokalnych, stanowiące jedynie około 20% strat całkowitych, określa się poprzez równoważne straty ciśnienia na długości rur. Dodatkowa długość rury jest równa oporom lokalnym
Wartości d B /λ podano w tabeli. 11.7 w Poradniku Projektanta. Można zauważyć, że wartości te powinny rosnąć wraz ze wzrostem średnicy rury. Rzeczywiście, jeśli na fajkę D przy 15 d B /λ = 0,33 m, następnie dla rury D przy 50 wynoszą one 1,85 m. Liczby te pokazują długość rury, przy której strata ciśnienia na skutek tarcia jest równa utracie lokalnego oporu przy współczynniku ξ=1,0.
Całkowitą stratę ciśnienia ∆руч na każdym odcinku rurociągu parowego, biorąc pod uwagę długość równoważną, określa się wzorem (9.20)
gdzie dodam = l+l równ- obliczona długość zredukowana przekroju, m, w tym rzeczywiste i równoważne długości lokalnego oporu przekroju.
Aby pokonać opory nieuwzględnione w obliczeniach w głównych kierunkach, przyjmuje się margines co najmniej 10% obliczonego spadku ciśnienia. Przy łączeniu strat ciśnienia na odcinkach połączonych równolegle dopuszczalna jest rozbieżność do 15%, jak przy obliczaniu rurociągów pary niskociśnieniowej.
Wysoka efektywność wykorzystania energii pary zależy przede wszystkim od poprawny projekt instalacje parowo-kondensatowe. Aby osiągnąć maksymalna wydajność instalacji parowo-kondensacyjnych istnieje szereg zasad, które należy znać i brać pod uwagę podczas projektowania, instalowania i prace uruchomieniowe:
— Przy wytwarzaniu pary należy dążyć do wytworzenia pary pod wysokim ciśnieniem, ponieważ kocioł parowy działa szybciej przy wysokim ciśnieniu niż przy niskim ciśnieniu. Wynika to z faktu, że utajone ciepło parowania przy niskim ciśnieniu jest większe niż przy wysokim ciśnieniu. Innymi słowy, konieczne jest zużycie większej ilości energii do wytworzenia pary pod niskim ciśnieniem niż przy wysokim ciśnieniu różne poziomy energia cieplna w wodzie.
— W przypadku stosowania w urządzeniach procesowych należy zawsze dostarczać parę o minimalnym dopuszczalnym ciśnieniu, ponieważ przenoszenie ciepła przy niskim ciśnieniu, gdy utajone ciepło parowania jest wyższe, jest bardziej efektywne. W przeciwnym razie energia cieplna para będzie wypływać wraz z kondensatem pod wysokim ciśnieniem. Jeśli angażujemy się w oszczędzanie energii, należy to uchwycić na poziomie recyklingu pary wtórnej. — Zawsze wytwarzaj maksymalną ilość pary z ciepła odpadowego pozostałego po procesie proces technologiczny, tj. zapewnienie efektywności odprowadzania i wykorzystania kondensatu. Nieprawidłowo zainstalowane i nieprawidłowo działające urządzenia w instalacjach parowo-kondensacyjnych są źródłem strat energii pary. I oni są także powodem stabilna praca całego układu para-kondensat.
Montaż odwadniacza Odwadniacze kondensatu instalowane są zarówno w celu odwadniania głównych rurociągów parowych, jak i usuwania kondensatu z urządzeń wymiany ciepła. Odwadniacze kondensatu służą do usuwania kondensatu powstałego w rurociągu parowym na skutek strat ciepła środowisko. Izolacja termiczna zmniejsza poziom strat ciepła, ale nie eliminuje ich całkowicie. Dlatego też na całej długości rurociągu pary konieczne jest zapewnienie urządzeń do odprowadzania kondensatu. Odpływ kondensatu należy zorganizować w odległości co najmniej 30-50 m na poziomych odcinkach rurociągów. Pierwszy łapacz kondensatu za kotłem musi mieć pojemność co najmniej 20% wydajności kotła. Jeżeli długość rurociągu przekracza 1000 m, przepustowość pierwszego łapacza kondensatu musi wynosić 100% wydajności kotła. Jest to konieczne w celu usunięcia kondensatu w przypadku przedostawania się wody kotłowej. Obowiązkowa instalacja Odwadniacz jest wymagany przed wszystkimi windami, zaworami regulacyjnymi i na rozdzielaczach.
Kondensat należy odprowadzić za pomocą osadników. W przypadku rur o średnicy do 50 mm średnica studzienki może być równa średnicy głównego rurociągu parowego. Dla rurociągów parowych o średnicy powyżej 50 mm zaleca się stosowanie osadników o jeden lub dwa rozmiary mniejszych. Zaleca się zainstalowanie zaworu odcinającego lub zaślepionego kołnierza na dnie studzienki w celu oczyszczenia (przepłukania) układu. Aby uniknąć zatkania odpływu kondensatu, odpływ kondensatu należy przeprowadzić w pewnej odległości od dna studzienki.
Zespół odprowadzania kondensatu Przed odwadniaczem należy zamontować filtr, a za odwadniaczem zawór zwrotny (zabezpieczenie przed zapełnieniem instalacji kondensatem w przypadku wyłączenia pary na przewodzie parowym). Dla zapewnienia prawidłowego działania odpływu kondensatu zaleca się zamontowanie wzierników (do kontroli wizualnej).
Usuwanie powietrza Zawartość powietrza w przewodzie pary znacznie zmniejsza wymianę ciepła w urządzeniach do wymiany ciepła. Do usuwania powietrza z przewodu pary stosuje się termostatyczne odwadniacze kondensatu jako automatyczne odpowietrzniki. „Odpowietrzniki” instaluje się w najwyższych punktach systemu, jak najbliżej nich urządzenia do wymiany ciepła. Przerywacz podciśnienia montowany jest razem z „odpowietrznikiem”. Po zatrzymaniu systemu rurociągi i urządzenia schładzają się, co powoduje kondensację pary. A ponieważ objętość kondensatu jest znacznie mniejsza niż objętość pary, ciśnienie w układzie spada poniżej ciśnienia atmosferycznego, co powoduje powstanie podciśnienia. Podciśnienie w układzie może spowodować uszkodzenie wymienników ciepła i uszczelek zaworów.
Stacje redukcyjne Aby uzyskać parę o wymaganym ciśnieniu konieczne jest zastosowanie zaworów redukcyjnych. Aby uniknąć uderzenia wodnego, należy zorganizować odpływ kondensatu przed zaworem redukcyjnym.
Filtry Prędkość pary w rurociągach w większości przypadków wynosi 15-60 m/s. Biorąc pod uwagę wiek i jakość kotłów i rurociągów, para dostarczana do odbiorców jest zazwyczaj silnie zanieczyszczona. Kamień i cząstki brudu przy tak dużych prędkościach znacznie skracają żywotność przewodów parowych. Zawory regulacyjne są najbardziej podatne na zniszczenie, ponieważ prędkość pary w szczelinie pomiędzy gniazdem a zaworem może sięgać setek metrów na sekundę. W związku z tym w obowiązkowy Przed zaworami regulacyjnymi należy zamontować filtry. Zalecany rozmiar oczek siatki filtracyjnej zainstalowanej na rurociągu parowym wynosi 0,25 mm. W przeciwieństwie do systemów wodnych, zaleca się montaż filtra na przewodach parowych tak, aby siatka znajdowała się w płaszczyźnie poziomej, ponieważ przy montażu z opuszczoną pokrywą pojawia się dodatkowa kieszeń na skropliny, która pomaga nawilżyć parę i zwiększa prawdopodobieństwo korek kondensatu.
Separatory pary Odwadniacze kondensatu zainstalowane na głównym rurociągu pary usuwają już powstały kondensat. Jednakże, aby uzyskać wysokiej jakości suchą parę, to nie wystarczy, ponieważ para dociera do konsumenta w stanie mokrym z powodu zawiesiny kondensatu unoszonej przez strumień pary. Mokra para wodna, a także brud, ze względu na duże prędkości, przyczyniają się do erozyjnego zużycia rurociągów i armatury. Aby uniknąć tych problemów, zaleca się stosowanie separatorów pary. Mieszanka pary i wody wchodząca do korpusu separatora przez rurę wlotową jest skręcona spiralnie. Pod wpływem sił odśrodkowych zawieszone cząstki wilgoci odchylają się w kierunku ścianki separatora, tworząc warstwę kondensatu. Na wyjściu ze spirali, po zderzeniu ze zderzakiem, folia pęka. Powstały kondensat jest usuwany przez otwór drenażowy na dole separatora. Sucha para wchodzi do przewodu pary za separatorem. Aby uniknąć strat pary, należy na rurze spustowej separatora zamontować element odprowadzający kondensat. Okucie górne przeznaczone jest do montażu automatycznego nawiewnika. Zaleca się instalowanie separatorów jak najbliżej odbiorcy, a także przed przepływomierzami i zaworami regulacyjnymi. Żywotność separatora zwykle przekracza żywotność rurociągu.
Zawory bezpieczeństwa Przy wyborze zaworów bezpieczeństwa należy wziąć pod uwagę konstrukcję zaworu i uszczelnienia. Głównym wymaganiem dla zaworów bezpieczeństwa, oprócz prawidłowo dobranego ciśnienia zadziałania, jest właściwa organizacja usunięcie wyładowanego medium. W przypadku wody przewód drenażowy jest zwykle skierowany w dół (odpływ do kanalizacji). W systemach parowych rura spustowa jest zwykle skierowana w górę, na dach budynku lub w inne miejsce bezpieczne dla personelu. Z tego powodu należy wziąć pod uwagę, że po uwolnieniu pary, jeśli zawór zostanie uruchomiony, nastąpi kondensacja, która gromadzi się w rurze spustowej za zaworem. Wytwarza to dodatkowe ciśnienie, które uniemożliwia działanie zaworu i uwolnienie medium przy danym ciśnieniu zadziałania. Innymi słowy, jeśli ciśnienie zadziałania wynosi 5 barów, a rurociąg skierowany w górę jest napełniony wodą o głębokości 10 m, zawór bezpieczeństwa będzie działał tylko przy zadanym ciśnieniu zadziałania. ciśnienie 6 barów. Dodatkowo w modelach bez uszczelki wokół trzpienia woda będzie wyciekać z pokrywy zaworu. Dlatego we wszystkich przypadkach, gdy rura wylotowa zawór bezpieczeństwa skierowany do góry, należy zorganizować drenaż przez specjalny otwór w korpusie zaworu lub bezpośrednio przez rurociąg drenażowy. Zabrania się instalowania zaworów odcinających pomiędzy źródłem ciśnienia a zaworem bezpieczeństwa, a także na rurociągu wylotowym. Wybierając zawór bezpieczeństwa przeznaczony do montażu na linii parowej, należy postępować zgodnie z obliczeniami przepustowość łącza wystarczy, jeśli będzie to 100% całkowitego możliwego zużycia pary plus 20% rezerwy. Aby uniknąć przedwczesnego zużycia na skutek częstego uruchamiania, ciśnienie uruchamiania musi być co najmniej 1,1 razy większe od ciśnienia roboczego.
Zawory odcinające Przy wyborze typu zawory odcinające przede wszystkim należy wziąć pod uwagę duża prędkość para. Jeśli europejscy producenci urządzeń parowych zalecają dobór średnicy przewodu parowego tak, aby prędkość pary wynosiła 15-40 m/s, to w Rosji zalecana prędkość pary może często sięgać 60 m/s. Korek kondensatu zawsze tworzy się przed zamkniętym zaworem. W przypadku gwałtownego otwarcia zaworu istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia uderzenia wodnego. Pod tym względem użycie jest wyjątkowo niepożądane zawory kulowe. Przed użyciem zarówno zaworów odcinających, jak i regulacyjnych na nowo zainstalowanym rurociągu, należy wstępnie przepłukać rurociąg, aby uniknąć uszkodzenia części gniazda zaworu przez kamień i żużel.
W kotłowni przemysłowej z parą lub kotły na ciepłą wodę istnieje system rurociągów, który ma połączyć wszystko razem sprzęt operacyjny; wytwornice pary, pompy, urządzenia odpowietrzające, wymienniki ciepła itp.
Rurociągi składają się z systemu rur i kształtek przeznaczonych do rozłączania poszczególnych rurociągów i ich odcinków, regulacji ilości transportowanego chłodziwa oraz zmiany jego kierunku.
Wszystkie rurociągi, w zależności od ich przeznaczenia, dzielą się na rurociągi wody, rurociągi pary, rurociągi oleju opałowego i gazociągi. Rurociągi wodne przeznaczone są do zasilania i rozprowadzania strumieni wody: surowej, chemicznie oczyszczonej, kondensatu, substancji odżywczych, chłodzącej poszczególne elementy sprzęt. Rurociągi parowe, rurociągi oleju opałowego i gazociągi przeznaczone są odpowiednio do dostarczania i rozprowadzania pary różne parametry, olej opałowy i gaz.
Wszystkie rurociągi są zwykle podzielone na główne i pomocnicze. Do głównych linii wodociągowych zaliczają się linie zasilające dostarczające wodę do kotłów. Głównymi rurociągami parowymi są rurociągi parowe łączące kotły parowe z kolektorem zbiorczym (do którego podłączane są rurociągi parowe dostarczające parę do różnych odbiorców) oraz rurociągi parowe zasilające pompy rurowe i podgrzewacze wody grzewczej. Rurociągi pomocnicze obejmują rurociągi oczyszczające, przedmuchowe, drenażowe, wylotowe i inne rurociągi pary i wody użytkowej.
Eksploatacja rurociągów pary i wody musi być prowadzona zgodnie z „Zasadami budowy i bezpiecznej eksploatacji rurociągów pary i gorącej wody”, a gazociągów zgodnie z „Zasadami bezpieczeństwa w gazownictwie” państwa ZSRR Dozór Górniczy i Techniczny.
Wszystkie rurociągi pary i gorącej wody są podzielone na cztery kategorie w zależności od chłodziwa, jego temperatury i ciśnienia (Tabela 10-3).
Przepisy dotyczą rurociągów transportujących parę o nadciśnieniu większym niż 68,6 kPa lub gorącą wodę o temperaturze powyżej 115°C. Przepisy nie dotyczą rurociągów znajdujących się wewnątrz kotła (przed głównym zaworem odcinającym), rurociągów pierwszej kategorii o średnicy zewnętrznej mniejszej niż 51 mm oraz rurociągów pozostałych kategorii o średnicy zewnętrznej mniejszej niż 71 mm , a także do czyszczenia, opróżniania i odpowietrzania rurociągów.
Obecnie wszystkie elementy rurociągów wykonywane są zgodnie ze standardami branżowymi (OST). Średnice rurociągów obliczane są na podstawie natężenia przepływu przepływającego medium i zalecanych wartości prędkości.
Wewnętrzną średnicę rurociągu (m) określa się według wzoru
gdzie G jest natężeniem przepływu czynnika przepływającego przez rurociąg, t/h; w - zalecana prędkość średnia, m/s; p jest gęstością ośrodka, kg/m3.
Przy obliczaniu rurociągów zaleca się następujące prędkości pary i wody (m/s):
Po określeniu średnicy rurociągu za pomocą wzoru (10-8) według normalnych dobiera się rurociągi odpowiadające przepływającemu czynnikowi o średnicy najbliższej obliczonej. Na podstawie ostatecznej przyjętej średnicy rurociągu, za pomocą wzoru sprawdza się rzeczywistą prędkość (m/s).
Materiał i grubość ścianek rurociągów dobiera się w zależności od ciśnienia i temperatury przepływającego medium zgodnie z przepisami Gosgortekhnadzor. Rurociągi wykonywane są z rur bez szwu zgrzewanych elektrycznie i wodno-gazowych. Rury wodno-gazowe stosowane są w środowiskach o ciśnieniu mniejszym niż 1 MPa i temperaturze poniżej 200°C (rury zwykłe) oraz przy ciśnieniu poniżej 1,6 MPa i temperaturze poniżej 200°C (rury wzmocnione). Rurociągi pracujące pod ciśnieniem większym niż 1,6 MPa i temperaturze 300°C i wyższej wykonywane są z rur bez szwu ze stali węglowych w gatunkach 10 i 20 przy dostarczaniu chłodziwa o temperaturze do 450°C oraz ze stali stopowych różne marki do dostarczania chłodziwa o wyższej temperaturze.
Podczas budowy rurociągów rury łączy się ze sobą oraz z armaturą poprzez spawanie za pomocą kołnierzy. Obecnie rury łączone są ze sobą z reguły poprzez spawanie, a połączenia kołnierzowe stosuje się tylko przy montażu armatury pracującej pod niskim ciśnieniem. Uszczelki służą do uszczelniania połączeń kołnierzowych. Materiał uszczelki musi być elastyczny i odporny na temperaturę i korozję. Medium najtrudniejszym do zagęszczenia jest para nasycona, następnie woda i para przegrzana.
Uszczelki do pary i gorącej wody o ciśnieniu do 4 MPa wykonywane są najczęściej z paronitu lub klingirytu. Do mocowania rurociągów i przenoszenia ich ciężaru oraz ciężaru przepływającego medium na kolumny, ściany i podłogi budynku stosuje się podpory i wieszaki.
Zmiana temperatury rurociągu powoduje zmianę jego długości. Każdy metr rura stalowa przy zmianie temperatury o 100 K zmienia swoją długość o 1,2 mm. Kiedy pod wpływem temperatury zmienia się długość, w rurociągu powstają znaczne naprężenia termiczne, które mogą spowodować jego zniszczenie. Aby tego uniknąć, należy zapewnić możliwość swobodnego ruchu rurociągu w określonych kierunkach, aby skompensować zmiany jego długości pod wpływem temperatury.
Kompensację wydłużeń cieplnych rurociągów przeprowadza się albo poprzez zainstalowanie kompensatorów, albo poprzez wygięcie rurociągu, specjalnie przewidziane podczas jego układania. Dla prawidłowe działanie kompensatory muszą ograniczać obszar, którego wydłużenie musi pomieścić, a także zapewniać swobodny ruch rurociągu w tym obszarze. W tym celu podpory rurociągów są nieruchome (martwe punkty) i ruchome. Podpory stałe utrzymują rurociąg w określonej pozycji i pochłaniają siły występujące w rurze nawet w obecności kompensatora.
Kompensator musi absorbować przedłużenie pomiędzy dwoma stałymi wspornikami. Ruchome podpory umożliwiają swobodny ruch rurociągu w określonym kierunku. Odległość między podporami dobiera się tak, aby rurociąg nie uginał się podczas pracy. Odległość między podporami w zależności od średnicy rurociągu wynosi 3-8 m.
W zależności od konstrukcji rozróżnia się kompensatory soczewkowe, dławnicowe i gięte rurki (w kształcie litery U i w kształcie liry). Kompensatory soczewkowe stosowane są do ciśnień do 0,6 MPa w instalacjach gazowych, kompensatory dławnicowe do ciśnień 1,6 MPa w instalacjach ciepłowniczych, a zakrzywione - do dowolnych ciśnień i dowolnych rurociągów.
Gięte kompensatory są nieporęczne i niewygodne przy układaniu rurociągów, ale są najbardziej niezawodne w działaniu, dlatego służą do kompensacji przedłużeń rurociągów parowych. Obecnie przy prowadzeniu rurociągów starają się w każdy możliwy sposób ograniczać liczbę instalowanych kompensatorów, stosując samokompensację rurociągów.
Schemat rurociągów kotłowni przemysłowej i ciepłowniczej musi być prosty i niezawodny, a armatura zainstalowana na rurociągach musi zapewniać wykonanie niezbędnych do pracy operacji łączeniowych bez zakłócania procesu technologicznego sieci głównej i sprzęt pomocniczy. Najczęściej w przemysłowych kotłowniach grzewczych stosuje się schematy z połączeniami krzyżowymi między grupami wyposażenie technologiczne, co zapewnia wystarczającą zwrotność i niezawodność sprzętu podczas pracy.
Na ryc. 10-8 pokazuje najbardziej typowy schemat głównych rurociągów przemysłowej kotłowni grzewczej pierwszej kategorii. Główny główny rurociąg parowy łączący wszystkie kotły jest pojedynczy ze zworką dzieloną lub podwójny. Armatura jest rozmieszczona tak, aby możliwe było wyłączenie dowolnego kotła w celu naprawy, bez zakłócania dostaw ciepła do odbiorców. Linia parowa niskociśnieniowa za dystrybutorem wykonana jest z rur podwójnych, co pozwala na naprawę armatury, dystrybutora, urządzeń pomocniczych oraz zapewnia niezawodne dostarczanie pary na potrzeby własne warsztatu. Rurociąg podawać wodę od pomp do kotłów poprzez grzejniki jest wykonany pojedynczo ze zworami dzielonymi. Ponadto przewidziano doprowadzenie wody zasilającej kotły oprócz grzejników w przypadku naprawy lub awarii. wysokie ciśnienie krwi Zaleca się stosowanie kształtek płytkowych, co zwiększa niezawodność połączeń rurociągów i obniża ich koszt. Zawory o średnicy większej niż 500 mm muszą mieć napęd elektryczny. W przypadku zaworów sterowanych ręcznie przewidziano specjalne platformy i schody, aby zapewnić łatwość konserwacji. Wszystkie pompy po stronie tłocznej muszą posiadać zawory zwrotne oraz urządzenia odcinające na rurociągach ssawnym i tłocznym.
Aby uniknąć wstrząsów hydraulicznych, w rurociągach parowych zapewniony jest drenaż. W tym przypadku rurociągi układa się ze spadkiem co najmniej 0,001 w kierunku ruchu pary. Odwadnianie rurociągu może być uruchamiane lub automatyczne. Automatyczne odprowadzanie odbywa się poprzez zainstalowanie spustów kondensatu. Linie parowe dla pary nasyconej i linie pary ślepej dla pary przegrzanej muszą być wyposażone w automatyczny drenaż. Drenaż rozruchowy instaluje się na odcinkach rurociągu pary, w których może gromadzić się kondensat, gdy zostanie on podgrzany podczas rozruchu lub gdy przewód pary zostanie wyłączony. W szczytowych punktach rurociągów planowane jest zainstalowanie odpowietrzników służących do usuwania powietrza.
Aby zmniejszyć straty ciepła, a także uniknąć poparzeń personelu obsługującego, wszystkie rurociągi są pokryte izolacją termiczną. Zgodnie z wymogami przepisów Gosgortekhnadzor po pokryciu izolacją rurociągi są malowane. Kolory malowania rurociągów do różnych celów podano w tabeli. 10-4.
Wykonując rysunki i schematy rurociągów, a także zainstalowanej na nich armatury, użyj symbolika, podane w tabeli. 10-5.
