16.8 Гидравлический расчет конденсетопроводов

Диаметр самотечных сухих и мокрых конденсатопроводов подбирают без расчета (по специальной таблице в справоч­ной литературе) в зависимости от количества теплоты, выделенного паром при образовании конденсата, положения (горизонтальные, вертикальные) и длины труб.

Пропускная способность конденсатопроводов различна. Например, при Dy15 по горизонтальному сухому конденсатопроводу в 1 ч может быть пропущено 7кг, по вертикальному сухому — 11кг, а по мокрому — 52кг конденсата. Следовательно, для того чтобы пропустить одно и то же определенное количество конденсата наибольший диаме1р трубы потребуется для горизонтального сухого, наименьший — для мокрого вертикального конденсатопровода.

Если необходимо провести детальный гидравлический расчет сухого самотечного конденсатопровода в системе с давлением пара до 0,07 МПа, располагаемый перепад давления ∆Рр, Па, вычисляют по формуле

∆Рр=0,5рgh=0,5γh (16.21)

где 0,5 — поправочный коэффициент, учитывающий наличие двухфазной среды (кроме конденсата в трубах имеется воздух или движется пароводяная эмульсия); при давлении пара в системе более 0,07 МПа поправочный коэффициент увеличивают до 0,65, γ — удельный вес конденсата, Н/м³; h — вертикальное расстояние между начальной и конечной точками конденсатопровода, м.

Детальный расчет проводят аналогично расчету теплопроводов систем водяного отопления.

Конденсатопроводы в системе парового отопления с закрытым конденсатньм баком могут быть напорными и двухфазными.

Напорными называют Конденсатопроводы, целиком заполненные конденсатом, движущимся под давлением пара за отопительным прибором, в баке или создаваемым насосом, двухфазными или эмульсионными — Конденсатопроводы, по которым движутся одновременно и конденсат, и пар вторичного вскипания.

Р ис. 16.11 Схема прокладки напорного (а) и двухфазного (б) конденсатопроводов

1 — конденсатный бак; 2 — бак-сепаратор; 3 — конденсатоотводчик, 4 — отопительные приборы системы парового отопления высокого давления; 5 — паропровод

На рис. 16.ll показана схема прокладки конденсатопроводов. После конденсатоотводчика вследствие снижения давления при протекании конденсата через суженное отверстие происходит вторичное его вскипание с образованием пара вторичного вскипания; труба б является двухфазным конденсатопроводом. Вторичное вскипание приводит к тому, что по конденсатопроводу движется пароводяная смесь, плотность которой меньше плотности воды. Пар вто­ричного вскипания отделяется от конденсата в баке-сепараторе и направляется в систему теплоиспользования. Конденсат по напорному конденсатопроводу а направляется в конденсатный бак и далее к конденсатному насосу для перекачки на тепловую станцию.

Расчетный расход конденсата Gк, кг/ч, определяют по формуле

Gк=1,25(Gкон+Gп.к) (16.22)

где 1,25 — повышающий коэффициент для учета увеличения расхода конденсата в период прогревания системы при пуске; в скобках — максимальное количество пара в начале паропровода.

Для конденсатопроводов характерно значительное увеличение шероховатости их внутренней поверхности — потери давления на трение по меньшей мере в 1,3—1,4 раза больше потерь в трубах систем водяного отопления. Поэтому для гидравлического расчета напорных коиденсатопроводов используют вспомогательную таблицу, составленную при эквивалентной шероховатости kэ=0,0005 м (0,5мм). В таблицу внесены расход G, кг/ч, и скорость движения w, м/с, конденсата. При выборе диаметра труб ориентируются на максимально возможную скорость движения конденсата (до 1—1,5 м/с).

Потери давления ∆Pуч, на каждом участке напорного конденсатопровода определяют по формуле (16.20), прибав­ляя к действительной длине участка дополнительную, эк­вивалентную местным сопротивлениям длину по формуле (16.19).

Если потери давления на участках известны, то давление в начале конденсатопровода находят с учетом разности геодезических отметок его конца и начала:

Рнач=Ркон+∑∆Руч+γh (16.23)

где Pкон — давление, необходимое в конце конденсатопровода; γ — удельный вес, Н/м³, при плотности пароконденсатной смеси, перемещаемой по конденсатопроводу; при определении диаметра груб удельный вес принимают равным 9,81 кН/м³ с учетом периода пуска системы, когда плотность конденсата р=1000 кг/м³; h — разность отметок конца и начала конденсатопровода, м (получается со знаком плюс при движении конденсата вверх, со знаком минус — при движении по трубе вниз).

Например, давление в баке-сепараторе по схеме на рис 16.11 составит Р4 = Ркон + ∆Руч.а – γh₂ а давление за конденсатоотводчиком Р3=Р4+∆Руч.а – γh₁, если Л/» у, а и ∆Руч.а, и ∆Руч.б — потери давления в напорных конденсатопроводах соответственно от бака-сепаратора до конденсатного бака (участок А—Б) и от конденсатоотводчика до бака-сепаратора (участок В—Г). Высоту подъема конденсата h1 ограничивают 5м. Можно также исходить из необходимо­го давления в баке-сепараторе.

При гидравлическом расчете разветвленных напорных конденсатопроводов следует обеспечивать одинаковое давление в каждое ответвлении перед слиянием конденсата в общий конденсатопровод (невязка потерь давления на параллельных участках не должна превышать 10%), применяя в случаях необходимости дросселирующие шайбы.

По конденсатопроводам может двигаться пароконденсатная смесь вследствие образования пара вторичного вскипания или попадания «пролетного» пара. Тогда объем перемещаемой смеси будет больше, а плотность меньше, чем при движении только расчетного количества конденсата.

При гидравлическом расчете двухфазных конденсатопроводов диаметр труб определяют дважды. Сначала диаметр труб и потери давления находят как для напорных чисто водяных конденсатопроводов. Затем пересчитывают диаметр труб на каждом участке, с тем чтобы оставить потери давления без изменения при пропуске действительного объема пароконденсатной смеси пониженной плотно­сти:

dсм=βdк (16.24)

где dсм — диаметр двухфазного конденсатопровода; dк — расчетный диаметр напорного конденсатопровода, полученный при рас­ходе конденсата Gк; β — поправочный коэффициент, учитывающий увеличение объема и уменьшение плотности пароконденсатной смеси по сравнению с объемом и плотностью конденсата:

β=0,9(1000/Рсм)^0,19 (16.25)

Рсм — плотность пароконденсатной смеси, кг/м³, принимаемая по таблице в справочной литературе.