5.2 Гидравлический расчет системы пароснабжения на новые диаметры

Гидравлический расчет паропроводов на новые диаметры производим для двух режимов пароснабжения: летнего и зимнего.

Расчет ведем методом подбора диаметров паропровода по таблицам [16], с учетом заданной потери давления у конечного потребителя.

Гидравлический расчет зимнего режима пароснабжения рассмотрим на примере участка №1.

Расчетная схема для зимнего режима пароснабжения приведена на рис. 8.

Участки №1,2,3,4,5,6 – основная расчетная магистраль; участок №7 – ответвление.

Исходные данные для расчета участка №1:

Длина участка: 753,6 м.

Диаметр паропровода: d_вн=309 мм; d_н=325 мм; d_у=300 мм; δ=8 мм.

Расход пара на участке: G=28,5 т/ч = 7,916 кг/с.

Давление пара: Р=14,5 кгс/см².

Температура пара: t₁=250˚C.

Удельный вес пара: γ_н=6,22 кгс/м³.

Теплоемкость пара: С_р=0,56 ккал/кг·град.

Удельные потери тепла паропровода d_н=325 мм с учетом дополнительных потерь тепла арматурой, опорами и компенсаторами при начальной температуре t=250˚C составляют: q_уд=1,17 ккал/м·ч·град.

Падение температуры перегретого пара на участке паропровода за счет теплопотерь в окружающую среду определяют по формуле (1):

Температуру в конце участка определим по формуле (2):

Средняя температура пара на участке определяется по формуле (3):

Уточняем падение температуры пара за счет теплопотерь пара в окружающую среду при средней температуре пара на участке:

Полученное падение давления примерно совпадает с предварительным.

Удельную потерю давления на трение и скорость движения пара в паропроводе определяем по табличным данным [16]:

Задаемся средним удельным весом пара на участке: =6,22 кгс/м³.

При составлении таблиц удельный вес пара принят равным 1 кгс/м³. Действительные удельные потери давления на трение и скорость пара при расчетном среднем удельном весе пара , не равном единице, определяют по формулам:

(14)

(15)

Эквивалентную длину местных сопротивлений определим по формуле:

(16)

На участке №1 имеются следующие сопротивления: 21 крутоизогнутый отвод, 1 тройник при разделении потока (на проход) и 1 задвижка.

Приведенную длину трубопровода определяют по формуле (8):

Суммарные потери давления на трение и местные сопротивления для паропровода определяем по формуле (7):

Конечное давление на участке: Р₂=14,5-0,484=14,016 кгс/см²;

Температура в конце участка: t₂=250-15,3=234,7˚C.

По полученным значений давления и температуры определим удельный вес пара в конце рассчитываемого участка: = 6,22 кгс/м³.

Средний удельный вес пара на участке совпадает с принятым.

Результаты гидравлического расчета зимнего режима пароснабжения для остальных участков сведем в таблицу 5.

Гидравлический режим для зимнего периода пароснабжения представлен на рис. 9.

Гидравлический расчет летнего режима пароснабжения рассмотрим на примере участка №1.

Расчетная схема для летнего режима пароснабжения приведена на рис. 10.

Участки №1,2,3,4,5,6 – основная расчетная магистраль.

Исходные данные для расчета участка №1:

Длина участка: 753,6 м.

Диаметр паропровода: d_вн=309 мм; d_н=325 мм; d_у=300 мм; δ=8 мм.

Расход пара на участке: G=21,5 т/ч = 5,972 кг/с.

Давление пара: Р=14,5 кгс/см².

Температура пара: t₁=250˚C.

Удельный вес пара: γ_н=6,22 кгс/м³.

Теплоемкость пара: С_р=0,56 ккал/кг·град.

Падение температуры перегретого пара на участке паропровода за счет теплопотерь в окружающую среду определяют по формуле (11):

Температуру в конце участка определим по формуле (2):

Средняя температура пара на участке определяется по формуле (3):

Уточняем падение температуры пара за счет теплопотерь пара в окружающую среду при средней температуре пара на участке:

Полученное падение давления примерно совпадает с предварительным.

Удельную потерю давления на трение и скорость движения пара в паропроводе определяем по табличным данным [16]:

Задаемся средним удельным весом пара на участке: =6,29 кгс/м³.

Определим действительную удельную потерю давления на трение и скорость движения пара в паропроводе по формулам (14), (15):

На участке №1 имеются следующие сопротивления: 21 крутоизогнутый отвод, 1 тройник при разделении потока (на проход) и 1 задвижка.

Эквивалентную длину местных сопротивлений определим по формуле (16):

Приведенную длину трубопровода определяют по формуле (8):

Суммарные потери давления на трение и местные сопротивления для паропровода определяем по формуле (7):

Конечное давление на участке: Р₂=14,5-0,269=14,231 кгс/см²;

Температура в конце участка: t₂=250-17,2=232,8˚C.

По полученным значений давления и температуры определим удельный вес пара в конце рассчитываемого участка: γ = 6,36 кгс/м³.

Средний удельный вес пара на участке определим по формуле (10):

Средний удельный вес пара на участке совпадает с принятым.

Результаты гидравлического расчета летнего режима пароснабжения для остальных участков сведем в таблицу 6.

Гидравлический режим для летнего периода пароснабжения представлен на рис. 11.

Сравнивая результаты гидравлических расчетов системы пароснабжения ОАО «НЛМК» от ТЭЦ-2 на действующие диаметры паропроводов и на новые диаметры можно сделать вывод, что величина тепловых потерь уменьшилась приблизительно в 10 раз. Следовательно, с технической точки зрения перекладка паропроводов на меньшие диаметры оправдана.

Целесообразность перекладки паропроводов на меньшие диаметры с экономической точки зрения представлена в разделе экономика.