Приложение 2 методика расчета пропускной способности предохранительных клапанов котлов
1. Суммарная пропускная способность всех предохранительных устройств, устанавливаемых на котле, должна удовлетворять следующим требованиям:
для паровых котлов
G1 + G2 + ... + Gn ³ Dк;
для водогрейных котлов
G1 + G2 + ... + Gn ³ Q / g;
где n - количество предохранительных клапанов, установленных на защищаемой системе;
G1, G2, Gn - пропускная способность отдельных предохранительных клапанов, кг/ч;
Dк - номинальная паропроизводительность котла, кг/ч;
Q - номинальная теплопроизводительность водогрейного котла, Дж/кг (ккал/кг);
g - теплота испарения, Дж/кг (ккал/кг).
Расчет пропускной способности предохранительных клапанов водогрейных котлов допускается выполнять с учетом соотношения пара и воды в пароводяной смеси, проходящей через предохранительный клапан при его срабатывании.
2. Пропускную способность предохранительного клапана определяют по формуле:
G = 10 В1 a F (P1 + 0,1) - для давления в МПа;
G = В a F (P1 + 1) - для давления в кгс/см2,
где G - пропускная способность клапана, кг/ч;
F - расчетная площадь проходного сечения клапана, равная наименьшей площади свободного сечения в проточной части, мм2 (должна быть указана в паспорте клапана);
a - коэффициент расхода пара, отнесенный к расчетной площади сечения (должен быть указан заводом в паспорте клапана или в сборочном чертеже);
P1 - максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, которое должно быть не более 1,1 расчетного давления, МПа (кгс/см2);
В - коэффициент, учитывающий физико-химические свойства пара при рабочих параметрах перед предохранительным клапаном.
Значения этого коэффициента выбирают по табл. 1 и 2 или определяют по формулам.
При давлении P1 в кгс/см2:
где К - показатель адиабаты, равный:
1,135 - для насыщенного пара;
1,31 - для перегретого пара;
Р1 - максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном, кгс/см2;
V1 - удельный объем пара перед предохранительным клапаном, м3/кг.
При давлении P1 в МПа:
Таблица 1
Значения коэффициента b для насыщенного пара
Давление пара Р, МПа (кгс/см2) |
Коэффициент В |
Давление пара Р, МПа (кгс/см2) |
Коэффициент В |
1,0 (10,0) |
0,51 |
6,0 (60) |
0,510 |
1,5 (15) |
0,505 |
10 (100) |
0,530 |
2,0 (20) |
0,5 |
11 (110) |
0,535 |
3,0 (30) |
0,5 |
16 (160) |
0,580 |
4,0 (40) |
0,505 |
|
|
Таблица 2
Значения коэффициента в для перегретого пара
Давление пара P, МПа (кгс/см2) |
Коэффициент В при температуре пара tn, °С |
||||||||
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
650 |
|
2,0 (20) |
0,495 |
0,465 |
0,445 |
0,425 |
0,410 |
0,390 |
0,380 |
0,365 |
0,355 |
3,0 (30) |
0,505 |
0,475 |
0,450 |
0,425 |
0,410 |
0,395 |
0,380 |
0,365 |
0,355 |
4,0 (40) |
0,520 |
0,485 |
0,455 |
0,430 |
0,410 |
0,400 |
0,380 |
0,365 |
0,355 |
6,0 (60) |
|
0,500 |
0,460 |
0,435 |
0,415 |
0,400 |
0,385 |
0,370 |
0,360 |
8,0 (80) |
|
0,570 |
0,475 |
0,445 |
0,420 |
0,400 |
0,385 |
0,370 |
0,360 |
16,0 (160) |
|
|
0,490 |
0,450 |
0,425 |
0,405 |
0,390 |
0,375 |
0,360 |
18,0 (180) |
|
|
|
0,480 |
0,440 |
0,415 |
0,400 |
0,380 |
0,365 |
20,0 (200) |
|
|
|
0,525 |
0,460 |
0,430 |
0,405 |
0,385 |
0,370 |
25,0 (250) |
|
|
|
|
0,475 |
0,445 |
0,415 |
0,390 |
0,375 |
30,0 (300) |
|
|
|
|
0,495 |
0,460 |
0,425 |
0,400 |
0,380 |
Для расчета пропускной способности предохранительных клапанов энергоустановок с параметрами свежего пара:
13,7 МПа и 560 °С В = 0,4;
25,0 МПа и 550 °С В = 0,423.
Формула для определения пропускной способности клапана должна применяться только при условии:
-
для давления в МПа;
-
для давления в кгс/см2,
где Р2 - максимальное избыточное давление за ПК в пространстве, в которое истекает пар из котла (при истечении в атмосферу Р2 = 0).
b - критическое отношение давлений.
Для насыщенного пара bкр = 0,577.
Для перегретого пара bкр = 0,546.