Гидравлический расчет и увязка паровых сетей.

Для гидравлического расчета используют метод линейных потерь давления: , где R_l- линейные потери, Па/м; l- длина участка, м; lэкв- эквивалентная длина местного сопротивления, определяется на этапе окончательного расчет, после определения диаметров паропроводов на предварительном этапе. Если диаметры паропроводов неизвестны, то определяют средний коэф-т, учитывающий местные сопротивления- α ср: .

При движении пара по трубам его давление и плотность уменьшаются. Это обстоятельство усложняет гидравлический расчет, так как падение давления и средняя плотность пара на участке зависят от искомой величины — диаметра трубопровода. Поэтому гидравлический расчет паропроводов может быть выполнен только методом последовательных приближений. Для сжимаемых сред зависимость, характеризующая линейные гидравлические сопротивления, представляется в виде Rл = f(d, G, ρ). Таблицы или номограммы для расчета паропроводов могут быть составлены только для частного случая при определенной плотности пара, принимаемой нередко равной 1 кг/м3. При использовании таких таблиц неизбежно приходится для каждого участка паропровода уточнять линейные сопротивления и скорости пара по формулам:

Здесь величины с индексом «т» характеризуют табличные значения параметров. Кроме того, для предупреждения конденсации пара в трубопроводах за счет потерь тепла в окружающую среду и для уточнения его плотности нужно также определять температуру пара в узловых точках. В предварительном расчете паропроводов давления в узловых точках рекомендуется определять их условия равномерного падения давления в направлении расчетной магистрали:

Аналогично находятся примерные температуры пара в узловых точках и средние на участках из расчета, что через каждые 100 м температура перегретого пара уменьшается на 2° С: Здесь Pнi, Pкi — давления пара в начале и в конце участка, МПа; ∆ Рс—перепад давления во всей сети, МПа; li—длина участка, м; n—число участков по направлению расчетной магистрали; ∆ ti — перепад температуры пара на участке, °С; tнi, tкi, tcрi—начальная, конечная и средняя температуры пара на участке, °С. Действительное падение температуры перегретого пара на стадии окончательного расчета, когда уже известны диаметры труб, определяется по формуле

где Qoi—потери тепла в окружающую среду на участке паропров0Да, кВт; ср — теплоемкость пара, кДж/кг-°С; Gi— расход пара на участке, т/ч.

где qoi—потери тепла одним метром паропровода при разности температур в 1 °С, зависящие от способа прокладки и от диаметров труб, Вт/м2«°С; to—температура окружающей среды, ^оС. Имея в виду приведенные зависимости, можно установить следующий порядок расчета паропроводов.

Предварительный расчет:

1. По формуле определяют ориентировочные давления в узловых точках. 2. Определяется табличное значение удельной потери давления по длине в направлении главной магистрали:

3 По Rcp. т, и расходам пара на участках по таблицам или номограммам определяются диаметры труб и уточняются табличные значения Rт, соответствующие стандартным диаметрам, а также находятся скорости пара.

Окончательный расчет.

Окончательный расчет выполняется последовательно по участкам и сводится к более точному определению давлений и температур в узловых точках сети.

1. Определяются фактические значения Ri wi- соответствующие pcpi. 2. Находятся эквивалентные длины местных сопротивлений. 3. Определяются потеря давления пара и его давление в конце участка. 4. По таблице определяется qоi и по формуле находится Qоi·. 5. По формуле определяется ∆ ti и температура пара в конце участка tкi. Если температура пара в конце участка не ниже температуры насыщения, соответствующей давлению Ркi, то конденсация пара в данном участке трубопровода исключается. В такой последовательности рассчитываются все последующие участки. При этом уточненные параметры пара в конце рассчитанного участка принимаются за начальные в последующем участке паропровода. Расчет паропровода считается законченным, когда давления у потребителей близки к заданным, но не менее заданных. При значительных расхождениях следует изменить диаметры труб на отдельных участках с повторной проверкой давлений и температур пара в узловых точках.