蒸汽系统
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3.5 蒸汽系统的确定及其设备选择计算
3.5.1 蒸汽系统的确定
本设计拟在锅炉房内采用由各台锅炉支汽管路接入母管,母管再接入分汽缸的主蒸汽管路系统和由副蒸汽阀引出到蒸汽泵,由分汽缸引出到用户的副蒸汽管路系统。
主蒸汽管路采用母管系统,可使分汽缸上的接管数目减少,并便于母管的支架。
3.5.2 蒸汽系统设备选择计算
3.5.2.1 分汽缸
分汽缸属于压力容器,受权单位方可设计生产。
目前常见的有两种形式,一种是组合式分汽缸,其直径由其上的最大开孔直径确定,另一种是暖通标准图集中的汽水集配器(87-907),其直径是按其上最大开孔直径确定值与按10m/s 蒸汽流速直接计算出直径值中最大值确定的,但因其长度最大为3m ,不符合本设计要求,本设计确定采用前者。
3.5.2.2 蒸汽管直径的计算
计算公式:
ω
υ
G D N 7
.594= mm (3-8)
式中,D N ——计算管道内径,mm ;
G ——蒸汽质量流量,t/h ; υ——蒸汽比容,kg m /3; ω——蒸汽推荐流速,s m /。
对于蒸汽母管,流速选30m/s ,蒸汽比容查为0.1473kg m /3,则:
mm G D N 4.18630
1473
.0207.5947
.594=⨯⨯
==ω
υ
选用DN=200mm ,无缝钢管规格为φ219×6mm 。
分汽缸的长度按图X-X 所示的尺寸确定。
图3-3 分汽缸的长度尺寸
3.6 排污系统的确定及其设备选择计算
3.6.1排污系统的确定
锅炉排污分为连续排污和定期排污两种。
定期排污是将炉水以锅炉最低部位放出,特点是强烈、时间短促,而且是周期性的、间断的,故利用余热价直小,因此本设计中不考虑对定期排污水进行余热回收,而是将它用于冲灰渣。
连续排污是由炉水中含盐浓度最高地方排出,以使炉水保持一定的含盐标准。
连续排污的时的热量应尽可能予以利用。
本设计中拟将2台锅炉的连续排污管道均引入排污扩容器中降至0.12~0.2MPa 表压,形成二次蒸汽与降压后的一次蒸汽合并供除氧使用,而饱和水通过凝水箱中的蛇形盘管,放热降温后再排入灰沟。
3.6.2 排污设备的选择计算
3.6.2.1 连续排污扩容器
在连续排污扩容器中由于压力降低而汽化所形成的蒸汽量为: ()()x
i i i i D D PS q 121--=
η (3-9)
式中,D ps ——连续排污量,本设计连续排污量D ps =2%×20=0.4t/h=400kg/h ;
i ——锅炉饱和水焓,查得i =830.08kJ/kg ; η——排污管热损失系数,一般取η=0.98;
1i ——扩容器工作压力下饱和水的焓,连续排污扩容器的工作压力为
0.2MPa ,查得此压力下1i =561.43 kJ/kg ;
2i ——扩容器压力下饱和蒸汽的焓,查得0.2MPa 压力下2i =2724.7 kJ/kg ; χ——二次蒸汽干度,一般取χ=0.97。
所以二次蒸汽量:
()()()
()h kg x i i i i D D PS q /05.4897
.043.5617.272443.56198.008.830400121=⨯--⨯⨯=--=
η
扩容器的容积:
v
q R v
D V κ=
(m 3)
(3-10)
式中,k ——容积裕量系数,一般取1.3~1.5,本设计中取k=1.4;
v ——二次蒸汽的比容,扩容器压力0.2MPa ,查得v =0.6056kg m /3; R v ——扩容器中单位容积的蒸汽分离度,一般在400~1000)/(33h m m ∙的
范围内,本设计中取v R =700)/(33h m m ∙。
所以:
3058.0700
6056
.005.484.1m R v
D V v
q =⨯⨯=
=
κ
据连续排污扩容器容积V=0.058 m 3,选φ670型连续排污扩容器一台,其直径为φ670,容积为0.75 m 3,工作压力为0.2MPa 。
3.6.2.2 取样冷却器
取样冷却器用于锅炉房或发电站内汽水化验取样冷却,如蒸汽化验取样、锅炉水化验取样和除氧器出水化验取样等。
取样冷却器一般都是蛇形表面冷却结构,蛇形管内为取样介质,管外与壳体之间通入冷却水。
本设计选用3台φ254型取样冷却器,2台供锅水或蒸汽取样,1台供除氧水取样。
其承压能力为2.5 MPa ,允许介质最高温度为225℃。
3.7 汽水系统主要管径的计算
汽水系统中与设备直接相连的管段,其管径与设备接管孔径相同。
蒸汽系统中的主要管径计算见表3-2。
表3-2 主要管径计算
管径名称 流量 (t/h ) 选用流速 (m/s ) 计算直径 (mm ) 选用直径 (mm ) 公称直径
(mm ) 蒸汽母管 20 30 186.4 φ219×6 200 采暖用汽管1 2.95 25 78.4 φ89×3.5 80 采暖用汽管2 3.0 25 79.1 φ89×3.5 80 采暖用汽管3
7.78
30
116.2
φ133×4
125
除氧用汽管 1.95 25 63.7 φ65×3.5 65
定期排污管D45×3.5 40
连续排污管D57×4.0 45
排污管0.502 20 26.6 D38×3.0 30
压力表接管25
温度计接管25
给水泵吸入段总管21.62 1 84.9 φ102×4 100
给水泵压出段总管21.62 2 60.0 φ76×3.5 70
除尘器水管段
12 2 46.05 D50×4.5 50 总管
除尘器水管段
6 2 32.56 D35×3.5 35 支管
盐液总管17.8 1.5 58.89 PEX管70
盐液分管8.9 1.5 41.64 PEX管45
自来水进锅炉房总
96 3 106.3 φ102×4 100
管。