2.3. Гідравлічний розрахунок конденсатопроводів

Розрахунковий перепад тиску в конденсатопроводі визначається з урахуванням різниці геодезичних позначок початку (після конденсатовідвідника найвідда-ленішого споживача) і кінця (збірний резервуар конденсату) трубопроводу, Мпа

ΔР_р= Р_поч - Р_кін+ γ_сум(z_поч-z_кін)10^-6; (2.10)

Тиск після конденсатного горщика Р_поч , МПа, визначається за формулою

Р_поч =( Р_сп-0,1)β+0,1; (2.11)

де Р_сп – тиск у теплообмінниках споживачів, β – коефіцієнт, який враховує втрату тиску в конденсатному горщику, орієнтовно приймається 0,5...0,7.

Порядок розрахунку конденсатопроводів аналогічний розрахункові водяних та парових трубопроводів.

Варто звернути увагу на те, що розрахункові таблиці (табл. 9.24 [1]) та номограми (рис.9.13, 9.14 [1]) складені для таких умов: температура конденсату 100 ^оС, еквівалентна шорсткість k_е=1,0 мм, кінематична в’язкість 0,295х10^-6 м²/с, питома вага конденсату γ_конд = 958,4 кг/м³.

Особливість розрахунку конденсатопроводів пов’язана з тим, що при протіканні через конденсатовідвідники непереохолодженого конденсату в результаті падіння тиску відбувається його вторинне закипання, тобто утворення пари. Таким чином, конденсатопроводом рухається пароводяна суміш, питома вага якої менша за питому вагу води. В гідравлічному розрахунку потрібно враховувати середню питому вагу пароводяної суміші γ_сум на кожній ділянці.

При цьому табличні значення питомих втрат тиску та швидкості руху v^н перераховуються шляхом множення їх на коефіцієнт φ:

= φ; v = v^н φ; (2.12)

Значення коефіцієнта φ можна визначити як відношення табличного значення питомої ваги конденсату та реальної питомої ваги пароводяної суміші

φ = γ_конд/ γ_сум; (2.13)

Питома вага пароводяної суміші γ_сум залежить від кількості х пари вторинного закипання, яка утворюється при закипанні конденсату в результаті падіння тиску на ділянці від початкового Р₁ перед конденсатовідвідником до кінцевого Р₂ = Р_кін в кінцевій точці ділянки, а також від значень питомої ваги насиченої пари γ₁ та конденсату γ₂ при тиску Р₂.: (2.14)

Кількість пари вторинного закипання визначається співвідношенням ентальпій і₁ і і₂ конденсату при тисках, відповідно, Р₁ і Р₂ : (2.15)

де r – прихована теплота пароутворення при тиску Р₂ .

Кількість пари вторинного закипання при відомих значеннях тисків Р₁ та Р₂ зручно визначати за табл. 9.26 [1], а питому вагу пароводяної суміші для цих умов – за табл. 9.27 [1]. Значення коефіцієнта φ можна визначити безпосередньо за табл. 9.25 [1] або табл. 2.11

Таблиця 2.11

Значення коефіцієнта φ

Р1 МПа,	φ при значенні кінцевого тиску Р2, Мпа
	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70
0,12	16,8
0,15	36,8	18,2	5,7
0,20	64,7	41,5	25,9	15	7
0,25	87	60,5	42,4	29,6	20,1	18
0,30	106,5	76,5	56,4	42	31,4	23,2
0,35	129	90,4	69	53,2	41	31,4	5.7
0,40	137	103	79,8	62,6	49,9	39,9	12,8
0,50	162	126	98,8	79,7	65,2	54,5	22,2	8,7
0,80	223	174	143	118	100	85,5	44	25,7	14,9	84	4,1
1,0	252	199,5	165	137	117	102	55	34,6	21,8	14,2	9,5
1,5	309	252	208	177,5	154,5	133	78	51,2	35,6	26,2	19,8
2,0	355	290	246	208	181	157	95,3	64,7	47	35,8	28,2

Приклад 2.2. Виконати гідравлічний розрахунок конденсатної мережі, розрахункова схема якої наведена на рис. 2.2.

G = 1,15

G = 0,65

l = 40

l = 40

39,5м

dy = 50

39,0м

dy = 32

40,0м

котельня

1

2

3

Pкін=0,12МПа

Pсп=0,25МПа

G = 0,5

41,0м

l = 20

4

dy = 25

Pсп=0,25МПа

Рис. 2.2. Розрахункова схема збірних конденсатопроводів

Тиск після конденсатного горщика після споживача 3, Р_поч(1-3),МПа,(β=0,7): Р_поч(1-3) =( 0,25-0,1)0,7+0,1=0,205;

Розрахунковий перепад тиску по магістралі, МПа: ΔР_р=0,205-0,120 = 0,085;

Сумарна довжина магістралі 1-3 l_Σ = 40+40= 80 м.

Середня орієнтовна питома втрата тиску на магістралі з сальниковими компенсаторами (α = 0,3): 0,085х10⁶/(80(1+0,3))=817 Па/м.

Розрахункова сума коефіцієнтів місцевих опорів на ділянках:

- ділянка 3-2: вентиль ζ=0,5, компенсатори П-подібні гнуті з кроком при діаметрі 32 мм -50м, тобто 1 шт, ζ = 0,3х1=0,3, всього ζ = 0,8 l_пит = 0,72 м;

- ділянка 2-1: трійник при злитті потоків прохідний ζ =1,5, компенсатори П-подібні гнуті кроком при діаметрі 50 мм -60м, тобто 1 шт, ζ = 0,3х1=0,3, засувка ζ =0,5, всього ζ = 2,3. l_пит = 1,24 м;

- ділянка 4-2: трійник при злитті потоків на відгалуження ζ =2,0, сальникові компенсатори з кроком при діаметрі 32 мм -50м, тобто 1 шт, ζ = 0,3х1=0,3, засувка ζ=0,5, всього ζ = 2,8. l_пит = 0,72 м;

Таблиця 2.12

Гідравлічний розрахунок конденсатопроводів

№№ ді- лян- ки	Витра-та паро-водя- ної су- міші G, т/год	Діа-метр труб d, мм	Різни-ця геодез позна-чок Zкін-Zпоч М	Тиск перед конд. горщи ком, Р1, МПа	Тиск		Довжина
					на по- чатку ділян-ки, Р*поч, МПа	орієн- товний в кінці ділян-ки, Ркін, Мпа	по плану l, м	еквіва-лент- на lекв м	розра- хун- кова lр, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Магістраль
3-2	0,65	38х2,5	-1,0	0,25	0,2050	0,160	40	0,6	40,6
2-1	1,15	57х3,5	0,5	0,25	0,1565	0,120	40	2,9	42,9
Відгалуження
4-2	0,50	32х2,5	-2,0	0,25	0,205	0,160	20	2,0	22,0

Продовження табл.2.12

№№ ді- лян- ки	Кое- фі- ці- єнт φ	Конденсат при γ = 958,4 кг/м3		Пароводяна суміш при γсум			Сумарні втрати тиску від початку магістралі ΔРΣ, Мпа	фактич-ний тиск в кінці ділянки, Ркін, МПа	Вели-чина нев’я зки ітера- ції %
		швид- кість vo, м/с	питома втрата тиску Δhоm Па/м	шид кість v, м/с	Втрати тиску
					пито мі, Δhm Па/м	на діля нці ΔР, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Магістраль
3-2	29,6	0,22	41,2	6,51	1219	49491	0,04949	0,15651	2,2
2-1	60,5	0,17	13,7	10,3	829	35564	0,08506	0,11995	0,0
Відгалуження
4-2	29,6	0,25	72,4	7.40	2143	47146	0,04715	0,15994	0,0

Результати розрахунку мережі наведені в табл. 2.12.

Величина нев’язки між відгалуженням та магістраллю становить :

Δ = [ 0,15651 – 0,15994 ] / 0,15651 = 2,2 %,

що не перевищує допустимого значення.